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Neurobiologie - Abiturlernzettel
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Themen: - Neuronen - Erregungsleitung kontinuierlich/ saltatorisch - Synapsen (Erregungsübertragung) - Ruhepotential - Aktionspotential - Verschaltung und Verrechnung - IPSP und EPSP - Synapsengifte Quellen: Stark Verlag, Westermann, Biologie heute
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Neurobiologie Q2.2 Themen: ● Aufbau und Funktionen von Neuronen Neuronale Informationsverarbeitung; Wahrnehmung Leistungen der Netzhaut Plastizität und Lernen Methoden der Neurobiologie Axon einer vorgeschalteten Nervenzelle Signal- aufnahme Signal-Auslöse- vegion Signal- fortleitung Signal- übertragung 1. Bau und Funktion von Nervenzellen 1.1 Nervenzellen Muskelzelle Synapse 15 Axonhügel: Gliazellen: - eintreffendes Signal - Mitochondrium Zellkern Soma Axon- hügel Axon -Myelinhülle Synaptisches Endknöpfchen: Richtung der Signal- fortleitung Dendriten: meist recht kleine verzweigte Ausläufer des Zellkörpers Kontaktstelle zu anderen Nervenzellen Funktion: Informationen aufnehmen von anderen Zellen, unter Umständen vorverarbeiten und Weiterleitung als elektrisches Signal an das Soma -> rezeptive (Erregung aufnehmende) Oberfläche des Somas erheblich vergrößert Axon (Neurit): Langer Somafortsatz (Leitungsstruktur) Verzweigungen (Kollaterale) können Kegelförmige Ursprung am Axon = Hauptfunktion: Leitung der Informationen vom Soma bis zum synpatischen Endknöpfchen Mit oder ohne Myelinscheide →→ (Beschleunigen die Reizweiterleitung) abgehen Axonhügel Übergang vom Soma zum Axon Entstehungsort des Aktionspotentials, wenn der Reiz die Depolarisationsschwelle übertritt -> Nervenzellwand depolarisiert, Reiz wird über das Axon in Richtung präsynaptischem Endknöpchen weitergeleitet Schnittstelle zweier Nervenzellen Weitergabe von Infos an Nachbarzelle über den synaptischen Spalt Umwandlung: elektrisches Signal in chemisches Neurotransmitter werden im synaptischen Spalt freigesetzt und diffundieren zur gegenüberliegenden Membran der Muskelzelle und binden an spezifischen Rezeptoren Umhüllung und elektrische Isolation der Axone Erzeugen das Myelin Funktionen: Schutz-, Stütz-, und Ernährungsfunktion, Informationsabspeicherung 1.2 Ruhepotential Bau der Nervenzellmembran: Innere einer Nervenzelle ist im Ruhezustand negativ geladen Potentialdifferenz zwischen Innen- und Außenraum von Durchschnittlich - 70mV auf Potentialdifferenz = Ruhepotential Zellinneres: K+ und A I. II. Äußeres: Na+ und Cl- Unterschiedliche lonenverteilung außerhalb und innerhalb des Axons } Getrennt durch eine semipermeable Membran - II. III. Gesamtladungen im Zellinneren und -äußeren sind ausgeglichen Intrazellulär vs. Extrazellulär Im unerregten Ruhezustand sind in der Membran viele Kaliumkanäle ständig geöffnet und Natrium- und Chloridkanäle...
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geschlossen → Organische Anionen undurchlässig Konzentrationsgefälle besteht: nur Kaliumionen können durch die Membran diffundieren, bis die Ladung es nicht mehr zulässt - Lipiddoppelschicht ist undurchlässig für geladene Teilchen, lonen können nur mit lonenkanäle hindurchdiffundieren -> Membranproteine Bestreben nach Konzentrationsausgleich steht der Ladungsausgleich im Weg → Gleichgewicht stellt sich ein, welches bei den -70mV liegt → Kaliumioneneinstrom = Kaliumionenausstrom 1.3 Aktionspotential Langsame Diffusion der übrigen lonen -> Ruhepotential würde sinken Natrium-Kalium-Pumpe pumpt unter ATP-Verbrauch pumpt 3 Natriumionen nach außen und 2 Kaliumionen nach innen, um das RP aufrechtzuerhalten Ablauf eines Aktionspotentials: I. Ruhepotential: - - Spannungsänderung eines Neurons auf ca. +30mV, wenn kurzfristig ein Reiz ausgelöst wird, um Informationen an andere Zellen weiterzuleiten Können nur am Axon oder Axonhügel ausgelöst werden ,,Alles-oder-Nichts-Prinzip": Refraktärzeit: Erregbarer Zustand Depolarisation – Initialphase Bis zur Erregungsschwelle in den weniger negativen Bereich Depolarisation - Aufstrich Depolarisation groß genug = Erregungsschwelle erreicht Spannungsgesteuerte Na+-Kanäle öffnen sich Durch den elektrischen Gradienten und Diffusionsdruck strömt Natrium in die Zelle IV. V. VI. VII. → Einstrom vergrößert die Depolarisation Innenraum wird positiv K+-Kanäle öffnen sich Kalium strömt aus der Zelle heraus durch den Diffusionsdruck und dem elektrischen Gradienten Spitze - Peak Na+-Einstrom nimmt ab → immer mehr Na+-Kanäle schließen sich - → Refraktärzeit schließt sich an; sind blockiert, „unerregbar" und können sich erst wieder nach dem Erreichen des Ruhepotentials öffnen Mehr Kalium-Kanäle öffnen sich Repolarisation Mehr und mehr Na+-Kanäle sind geschlossen Einstrom versiegt Immer mehr K+-Kanäle öffnen sich -> K+-Ausstrom steigt an Annäherung an den Ruhepotentialwert -> Schließung der Kalium-Kanäle Hyperpolarisation - Mehr Kalium-Ionen strömen aus als für das Ruhepotential benötigt werden durch die lange Öffnungszeit der Kanäle Potenzial ist kurzzeitig negativer als das Ruhepotential Ruhepotential Refraktärzeit: Alle K+-Kanäle sind geschlossen Überschüssiges K+ diffundiert weg Membranpotenzial wieder auf Ruhepotential Einmal geöffnete Na+-Kanäle sind nach dem Schließen blockiert und können sich ohne einen erneuten Ruhezustand nicht öffnen 1. Absolute Refraktärzeit -> auf keinen Fall kann ein neues Aktionspotential ausgelöst werden 2. Relative Refraktärzeit -> einige Na+-Kanäle im erregbaren Zustand; bei starker Reizung können schwächere Aktionspotentiale ausgelöst werden ,,Alles-oder-Nichts-Prinzip": Erreichen der Erregungsschwelle führt immer zu einem Aktionspotential Wird der Schwellenwert nicht erreicht, gibt es kein Aktionspotential 1.4 Erregungsleitung Kontinuierliche Erregungsleitung O marklosen (nicht myelinisierten) Nervenfasern O Jeder Bereich entlang der Axon-Membran muss bei der Weiterleitung eines Aktionspotentials angeregt werden -> Erregungsleitung relativ langsam und erhöhter ATP-Verbrauch durch Na+-K+-Pumpen m → Langsamere Erregungsleitung, teilweise nur 1 deswegen besitzen einige Tiere Riesenaxone, um den Vorgang zu beschleunigen (bspw. Tintenfisch; Steigerung auf 20- m S Saltatorische Erregungsleitung O Markhaltige (myelinisierte) Nervenfasern O APs können sich nur am Ranvier'schen Schnürring ausbauen -> Überspringen der isolierenden Myelinscheide von einem Ring zum nächsten m → Sehr schnelle Erregungsleitung 100- S 1.5 Informationsübertragung Aufbau einer Synapse: spannungsgesteverter Natrium-Ionenkanal- spannungs- gesteuerte Calcium- lonenkanäle. Acetyl- Rest Cholin- Molekül Na+ Chemische Synapse: Na+ Aktionspotenzial PARAD N Acetylcholin- Esterase Kontinuierliche Erregungsleitung Saltatorische Erregungsleitung ligandengesteuerte kationenkanäle Synapsen: - Kontaktstelle zwischen Nervenzelle und einer Nachfolgendenzelle → Erregungsübertragung findet statt +++ +++ Axon Zellmembran •Mitochondrium Endknöpfchen synaptischer Vesikel mit Transmitter- molekülen (ACI) präsynaptische - Membran synaptischer Spalt postsynaptische Membran +++ Axon +++ Semipermeable Zellmembrah Isolievende Myelinscheide aus Schwann-Zelle Axon Ranvier- Schnürring
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So ein schöner Lernzettel 😍😍 super nützlich und hilfreich!