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Neurobiologie Abitur 2022

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Übersicht Nervenzellen (Neuronen) als Bausteine des Nervensystems. ↓ fur tionell dingte Bell- Spezialisierung ↓ Bau der Bau: Nervenzellen Dendrit (0,2-0,3 mm lang) NEUROBIOLOGIE ↓ Spannung in nicht erregten Nervenzelien ↓ Ruhepotential Pheripheres Nervensystem: sensorische und motorische Nervenzellen, die mit dem ZUS verbunden sind. ZUS: Teil des Nervensystems bei Wirbeltieren, der das gehirn und Redenmark umfasst Syrapse ↓ Erregungsbil- ding in Nervenzellen ↓ Autionspotential Bau und Funktion von Nervenzellen • Milliarden miteinander Nervenzellen in unserem Körper ZUS Reiz -> Sinnesorgan-> Nerven -> Gehirn -> Nerven -> Muskel -> Reaktion Essegungs- verarbeitung+ Erreguys- Auseohrung Erregung von Sinneszellen leitung Speicherung leitung Definition: hachspezialisierte Zellen Funktion: Neuronen empfangen elektrische signale (Nervenimpulse), verarbeiten sie, leiten sie als Erregung weiter (Erregengsleitung) und (bertragen sie auf andere Neuronell und Erfolgsorgane (Erregungsübertragung) Zellkern Axenhigel Fortleitung der Ercegeng im Axon ↓ Kontinuierliche und saltatorische Esregengsleiteng Zellkörper (sama) (0 ca ca. 0,05 mm) Axon Weurit) (bis im lang) schwann- Zellen Ranvier- schnürring Myelin. scheide Endunöpfohen vier Abschnitte: zelluärper, Dendriten, Axon, Endunäpfchen Endunöpfohen (presynaptische Endigung Dendrit: Aufnahme und Erregung und Weiterleitung von Nervenimpulsen entlang ihrer Membran zum Zelikerper zellvörper: Verarbeitung der elektrischen Signale Ахопнодел: Обеrgang генисттрег чит Ахоп Axon: Weiterleitung der Altionspotentiale vom Zellkörper weg Sliazellen: Stützfunktion, versorgen zeven mit Nährstoffen, regulieren Konzentration bestimmter lonen in der extrazellulären Rüssigkeit Lo optimal / schnellere Weiterleitung des eleutr. Signals; verhindert Leckstrom Schwann-Zellen: spezielle Sliazellen in Wirbeltieren, die eine for Wasser und lonen undurch- lässige Myelinscheide (schützende Hülle um Axon) um viele Axone bilden Ranvier-Schürringe: schmale Bereiche zwischen Schwann-Zellen im Abstand von 1-2 mm, die frei von einer Halle bleiben Enduräpfohen: Obertragung der Erregung auf andere Nervenzellen oder das Erfolgs- organ Art, Tor", wo sich entscheidet, ob das elektrische signal weiter- geleitet wird- -> Schwellenwert Nervenfasern: Axone, die zur besseren...

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elektrischen Isolation von schwann- schen Zellen schlauchartig umhält sind. Von Bindegewebshille zusammengefasst: Nerv. zwei Typen: Maruhaltige, myelinisierte Axone -bei Wirbeltieren Membranpotential ->naterlich vorkommende Spannung an Membran von Nervenzellen -> verschiedene Versuche Messeleutode außen innen außen verstorver von ca.-70mV -> Oberschuss von neg. Ladung innen + + + Ergebnis: zwischen dem zellinneren und dem Außenmedium herrscht eine Spanning Marulose oder night myelinisierte Axone -wirbellosen Tieren (z. B. Tintenfische, inselten) + Oszilloskop + + + + Bezugselektrode Physiologische Kochsalzlösung Riesenaxon Axon Der eleutrochemische gradient entsteht durch unterschiedliche Konzentrationen geladerer Teilchen (lonen). wegen der ladung der vonen treten zwei gradienten kombiniert auf: ● • chemischer gradient (konzentrationsgefälle). Teilchen bewegen sich zupääting and tendieren zu gleichmäßiger verteilung (brownsche holewearbewegung). • Elektrischer gradient (Elektrische Spanning): Spannungsunterschiede tendieren zum Ausgleich 1st der elektrochemische gradient eines lons gleich will, so ist das von selbst bei bestehendem Vonzentrationsgefälle und /oder bestehendem eleutrischem gefälle nicht bestrebt, einem dieser gefälle zu folgen. Dies resultiert aus der gegenläufiqueit der beiden gefälle (gradienten) und deren gleichgewicht. Ruhepotential Bei Sinnes-, Nerven- und Muskelzellen ist das Membranpotential veranderlich? - im nicht erregten Zustand: Das Zytoplasma eines intalten weurons ist gegenüber seiner Umgebung negativ geladen. Die Potential differenz (Spannung) beträgt -70mV. She K+ Na+ Vorraussetzungen für Entstehung: Innenraum des extrazelluläre Richtung des Konzen- Neurons Flüssigkeit trationsgefälles CI- A (A= Eiweißanionen) K+ Na+ CI kt T nach außen nach innen nach innen Nat Nervenzellmembran - seleutive Permeabilitat der ,zellmem- Natrium-Ionen bran kalium-bnen Chlorid-lonen wat Organische Anionen --A Ionenkanäle Charakteristische Verteilung van lonen innen und außen-> uanzentrations- gefalle A--Ionenkanäle Zustand der Ionenporen K-Ionenkanäle Na-Ionenkanäle Cl--Ionenkanäle weitgehend geschlossen nicht vorhanden offen fast alle geschlossen -> Nat ->ut -> C keine relative Permeabilität der Membran hoch sehr gering gering Entstehung: -> hohe Konzentrationsgefälle und sehr gute permeabilitat (or K+-lonen Chrt zu Kaliumionen-Ausstrom (nach AUBEN) duch Trennung +/--> -> außen: + geladen. innen: geladen -> + O — - (INNEN) Nat dringt in geringen lengen in Nervenzell und vermindert Ladings- differenz (Na+ - Leckstrom) => chne gegenmaßnahmen: gesteigerter K+-Ausstrom (kt-Ledustrom) => ZUSAMMENBRECHEN DES RUHEPOTENTIALS durch Segenmaßnahme: Ausgleich Kompensation der ledustième durch Nat-u*- Pumpe: Transport der Nat nach außen (3 Nat) und K+ nach innen (2 k+) durch spezielle Membranporen (Carrierproteine) entgegen dem jeweiligen Konzen- trationsgefalle unter Verbrauch von Stoffwechselenergie CL- A Nat k+ CL Spannungsmessung => Aufbau einer Potenzialdifferen& (Ladings- differenz, elektrische spanning) Na+ A™ ↓ sozusagen: kalium-gleichge- wichts potential k+ Nat Kalium: elektrochemischer gradient Natrium: eleutrochemischer gradient C1- A- außen good * Com * innen OOONa+ Na+ K+ A- ^x + außen Zellmembran innen -> Chloridionen diffundieren ihrem Konzentrationsgefälle folgend in geringer Menge in die Nervenzelle => einöhen Ladungsdifferenz geringfügig t'> Ruhepotential: Gleichgewichtszustand zwischen der nach außen gerichteten Kraft des chemischen Konzentrationsgradienten (= osmotische Kraft) und der entgegenwirkenden, nach innen gerichteten Kraft des elektrischen Potenzialunterschieds. Pro Zeiteinheit wandern genauso viele K+-Ionen von innen nach außen wie umgekehrt (Fließgleichgewicht). Aktionspotential -> charaliteristische verandering des Membranpotentials gegenüber des Ruhe- -> potentials Innenseite der Axonmembran gegenüber Außenseite kurzfristig positiv geladen (-> Ladungsumuehr). -> danach Rückkehr in Ausgangszustand Entstehung: 1. RUHE POTENTIAL: -ca -70mV -spannungsgesteverte lonenkanale geschlossen und autiviert -> bereit for Weiterteitung 2. DEPOLARISATION - potenzialänderung - Öffnung spannungsabhängiger Nat-kan. ↳ permeabilitat fr Nat-lonen steigt Nat-Einstrom ernäht die Nat. Permeabilität weiter (positive Rückkopplung => Oberschreitung schwellenwert bis Umpolung des Membranpotentials auf ca. + 30mV 3. REPOLARISATION -> zeitlich verzögerte öffnung spannungs- abrangiger к+-Ionenuanale L> Permeabilitat steigt U [mV] +40- -> K+- (onen 4. HYPERPOLARISATION +20+ B -20 0 -40 -60- -80- -100- zeitlicher Ablauf: -> äußerer Reiz oder anderes AP: Ladungsverschiebung Chit zu Abnahme der Potenzialdifferenz am Axon => DEPOLARISATION (RP wird positiver) außen Überschreitung Schwellenwert ca (-40mv - - 50mV) - > stets gleich ablau- fendes AP CALLES-ODER- NICHTS-PRINZIP) Aktivierungs innen Ruhe- potenzial ---- to Inaktivierungstor außen innen Depolari- sation I 1 Repolari- sation 2 Hyperpo- larisation 3 4 Ruhe- potenzial t [ms] stramen aus Sleichzeitig: Nat - Permeabilität sinkt durch Schließung der Inaktieviering -> Membran potenzial erreicht wieder negative Werte Stere -> K+- Permeabilität sinut nur langsam auf Normalwelt; Nat geschlossen

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Cool, mit dem Lernzettel konnte ich mich richtig gut auf meine Klassenarbeit vorbereiten. Danke 👍👍

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Teilchen bewegen sich zupääting and tendieren zu gleichmäßiger verteilung (brownsche holewearbewegung). • Elektrischer gradient (Elektrische Spanning): Spannungsunterschiede tendieren zum Ausgleich 1st der elektrochemische gradient eines lons gleich will, so ist das von selbst bei bestehendem Vonzentrationsgefälle und /oder bestehendem eleutrischem gefälle nicht bestrebt, einem dieser gefälle zu folgen. Dies resultiert aus der gegenläufiqueit der beiden gefälle (gradienten) und deren gleichgewicht. Ruhepotential Bei Sinnes-, Nerven- und Muskelzellen ist das Membranpotential veranderlich? - im nicht erregten Zustand: Das Zytoplasma eines intalten weurons ist gegenüber seiner Umgebung negativ geladen. Die Potential differenz (Spannung) beträgt -70mV. She K+ Na+ Vorraussetzungen für Entstehung: Innenraum des extrazelluläre Richtung des Konzen- Neurons Flüssigkeit trationsgefälles CI- A (A= Eiweißanionen) K+ Na+ CI kt T nach außen nach innen nach innen Nat Nervenzellmembran - seleutive Permeabilitat der ,zellmem- Natrium-Ionen bran kalium-bnen Chlorid-lonen wat Organische Anionen --A Ionenkanäle Charakteristische Verteilung van lonen innen und außen-> uanzentrations- gefalle A--Ionenkanäle Zustand der Ionenporen K-Ionenkanäle Na-Ionenkanäle Cl--Ionenkanäle weitgehend geschlossen nicht vorhanden offen fast alle geschlossen -> Nat ->ut -> C keine relative Permeabilität der Membran hoch sehr gering gering Entstehung: -> hohe Konzentrationsgefälle und sehr gute permeabilitat (or K+-lonen Chrt zu Kaliumionen-Ausstrom (nach AUBEN) duch Trennung +/--> -> außen: + geladen. innen: geladen -> + O — - (INNEN) Nat dringt in geringen lengen in Nervenzell und vermindert Ladings- differenz (Na+ - Leckstrom) => chne gegenmaßnahmen: gesteigerter K+-Ausstrom (kt-Ledustrom) => ZUSAMMENBRECHEN DES RUHEPOTENTIALS durch Segenmaßnahme: Ausgleich Kompensation der ledustième durch Nat-u*- Pumpe: Transport der Nat nach außen (3 Nat) und K+ nach innen (2 k+) durch spezielle Membranporen (Carrierproteine) entgegen dem jeweiligen Konzen- trationsgefalle unter Verbrauch von Stoffwechselenergie CL- A Nat k+ CL Spannungsmessung => Aufbau einer Potenzialdifferen& (Ladings- differenz, elektrische spanning) Na+ A™ ↓ sozusagen: kalium-gleichge- wichts potential k+ Nat Kalium: elektrochemischer gradient Natrium: eleutrochemischer gradient C1- A- außen good * Com * innen OOONa+ Na+ K+ A- ^x + außen Zellmembran innen -> Chloridionen diffundieren ihrem Konzentrationsgefälle folgend in geringer Menge in die Nervenzelle => einöhen Ladungsdifferenz geringfügig t'> Ruhepotential: Gleichgewichtszustand zwischen der nach außen gerichteten Kraft des chemischen Konzentrationsgradienten (= osmotische Kraft) und der entgegenwirkenden, nach innen gerichteten Kraft des elektrischen Potenzialunterschieds. Pro Zeiteinheit wandern genauso viele K+-Ionen von innen nach außen wie umgekehrt (Fließgleichgewicht). Aktionspotential -> charaliteristische verandering des Membranpotentials gegenüber des Ruhe- -> potentials Innenseite der Axonmembran gegenüber Außenseite kurzfristig positiv geladen (-> Ladungsumuehr). -> danach Rückkehr in Ausgangszustand Entstehung: 1. RUHE POTENTIAL: -ca -70mV -spannungsgesteverte lonenkanale geschlossen und autiviert -> bereit for Weiterteitung 2. DEPOLARISATION - potenzialänderung - Öffnung spannungsabhängiger Nat-kan. ↳ permeabilitat fr Nat-lonen steigt Nat-Einstrom ernäht die Nat. Permeabilität weiter (positive Rückkopplung => Oberschreitung schwellenwert bis Umpolung des Membranpotentials auf ca. + 30mV 3. REPOLARISATION -> zeitlich verzögerte öffnung spannungs- abrangiger к+-Ionenuanale L> Permeabilitat steigt U [mV] +40- -> K+- (onen 4. 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