Fächer

Fächer

Mehr

Nervenzelle: Aufbau, Ruhepotential und Aktionspotential einfach erklärt

Öffnen

Nervenzelle: Aufbau, Ruhepotential und Aktionspotential einfach erklärt
user profile picture

Hannah

@hannahla1205

·

9 Follower

Follow

Die Nervenzelle ist die grundlegende Funktionseinheit des Nervensystems und ermöglicht die Informationsübertragung im Körper.

Der Nervenzelle Aufbau besteht aus mehreren wichtigen Komponenten: Dem Zellkörper (Soma) mit dem Zellkern, den Dendriten, die als verzweigte Fortsätze Reize aufnehmen, und dem Axon, das als langer Fortsatz die Erregungsweiterleitung gewährleistet. Die Dendriten Funktion ist dabei essentiell für die Reizaufnahme, während das Axon für die Reizleitung Nervenzelle zuständig ist. An seinem Ende befinden sich die synaptischen Endknöpfchen zur Signalübertragung auf andere Zellen.

Eine zentrale Rolle spielt die Natrium-Kalium-Pumpe, deren Funktion die Aufrechterhaltung des Ruhepotentials der Nervenzelle ist. Die Natrium-Kalium-Pumpe Funktion transportiert aktiv drei Natrium-Ionen aus der Zelle heraus und zwei Kalium-Ionen hinein, wodurch eine Potentialdifferenz von etwa -70 mV entsteht. Wird die Natrium-Kalium-Pumpe blockiert, kann kein Aktionspotential mehr entstehen. Das Aktionspotential Nervenzelle ist ein kurzzeitiger Spannungsimpuls, der durch die Öffnung spezifischer Ionenkanäle ausgelöst wird und sich entlang des Axons fortpflanzt. Dieser Mechanismus ist fundamental für die Signalweiterleitung im Nervensystem und spielt auch im Natrium-Kalium-Pumpe Herz eine wichtige Rolle bei der Erregungsbildung und -leitung.

Die Reizleitung Nervenzelle einfach erklärt erfolgt durch die Ausbreitung des Aktionspotentials entlang der Nervenzelle. Dabei öffnen sich nacheinander spannungsgesteuerte Natriumkanäle, wodurch sich die Erregung wellenförmig ausbreitet. Diese präzise Koordination der Ionenbewegungen ermöglicht die zuverlässige Informationsübertragung im Nervensystem.

17.3.2023

7291

 Voraussetzungswissen
Aufbau einer Nervenzelle (Neuron):
Zellkörper (soma)
schnurring
•Zellkern
Dendriten
Reiz-Reaktions-schema
Runepotenzia

Öffnen

Die Nervenzelle und ihre Grundfunktionen

Der Nervenzelle Aufbau ist ein faszinierendes System, das die Grundlage unseres Nervensystems bildet. Eine Nervenzelle besteht aus mehreren wichtigen Komponenten: dem Zellkörper (Soma) mit dem Zellkern, den Dendriten zur Reizaufnahme und dem Axon zur Reizweiterleitung.

Definition: Der Dendriten Aufbau umfasst verzweigte Fortsätze der Nervenzelle, die wie eine Antenne Signale von anderen Nervenzellen empfangen.

Das Ruhepotential Nervenzelle ist ein wichtiger Grundzustand, bei dem eine Spannungsdifferenz von etwa -70mV zwischen Zellinnerem und -äußerem herrscht. Diese Spannung entsteht durch die ungleiche Verteilung von Ionen: Im Zellinneren befinden sich überwiegend Kalium-Ionen (K+), während außen Natrium-Ionen (Na+) dominieren.

Die Natrium-Kalium-Pumpe Funktion spielt dabei eine zentrale Rolle. Sie transportiert unter ATP-Verbrauch drei Natrium-Ionen aus der Zelle heraus und zwei Kalium-Ionen hinein. Dieser aktive Transport ist essentiell für die Aufrechterhaltung des Ruhepotentials.

Highlight: Die Natrium-Kalium-Pumpe einfach erklärt: Sie arbeitet wie ein molekularer Aufzug, der ständig Ionen gegen ihre Konzentrationsgradienten transportiert.

 Voraussetzungswissen
Aufbau einer Nervenzelle (Neuron):
Zellkörper (soma)
schnurring
•Zellkern
Dendriten
Reiz-Reaktions-schema
Runepotenzia

Öffnen

Das Aktionspotential und seine Phasen

Das Aktionspotential Nervenzelle ist ein komplexer Vorgang der Erregungsbildung und -weiterleitung. Es folgt dem "Alles-oder-Nichts-Prinzip" und durchläuft verschiedene charakteristische Phasen.

Die Depolarisation beginnt, wenn ein Reiz die Erregungsschwelle überschreitet. Dabei öffnen sich spannungsgesteuerte Natrium-Kanäle, wodurch das Membranpotential auf positive Werte ansteigt. In der Spitzenphase erreicht das Potential etwa +30mV.

Beispiel: Stellen Sie sich das Aktionspotential wie einen elektrischen Schalter vor: Erst wenn eine bestimmte Schwelle erreicht ist, wird der komplette Mechanismus ausgelöst.

Die Repolarisation folgt durch das Öffnen von Kalium-Kanälen, wodurch das Membranpotential wieder auf den Ruhewert zurückkehrt. Eine kurze Hyperpolarisation schließt sich an, bevor das Ruhepotential wieder erreicht wird.

 Voraussetzungswissen
Aufbau einer Nervenzelle (Neuron):
Zellkörper (soma)
schnurring
•Zellkern
Dendriten
Reiz-Reaktions-schema
Runepotenzia

Öffnen

Die Reizweiterleitung in Nervenfasern

Die Reizleitung Nervenzelle einfach erklärt unterscheidet sich je nach Aufbau der Nervenfaser. Bei marklosen Nervenfasern erfolgt die Erregungsleitung kontinuierlich entlang der Membran.

Bei markhaltigen Nervenfasern mit Myelinscheiden erfolgt die Erregungsleitung saltatorisch (springend) von Schnürring zu Schnürring. Dies ermöglicht eine deutlich schnellere Reizweiterleitung.

Vokabular: Die Myelinscheide ist eine isolierende Hülle um das Axon, die von speziellen Gliazellen gebildet wird.

Die Dendriten Funktion ist dabei essentiell für die erste Phase der Reizaufnahme. Sie empfangen Signale von anderen Nervenzellen und leiten diese zum Zellkörper weiter, wo die Verarbeitung beginnt.

 Voraussetzungswissen
Aufbau einer Nervenzelle (Neuron):
Zellkörper (soma)
schnurring
•Zellkern
Dendriten
Reiz-Reaktions-schema
Runepotenzia

Öffnen

Synapsen und Signalübertragung

Synapsen sind spezialisierte Kontaktstellen zwischen Nervenzellen oder zwischen Nervenzellen und Muskelzellen. Sie ermöglichen die gerichtete Weitergabe von Informationen im Nervensystem.

Der synaptische Spalt ist etwa 20-40 Nanometer breit und enthält spezielle Überträgerstoffe (Neurotransmitter). Diese werden bei Ankunft eines Aktionspotentials aus dem präsynaptischen Endknöpfchen freigesetzt.

Definition: Eine Synapse ist wie eine Brücke zwischen zwei Nervenzellen, über die Informationen weitergegeben werden.

Die Signalübertragung an Synapsen kann entweder chemisch oder elektrisch erfolgen, wobei die chemische Übertragung häufiger vorkommt und eine feinere Regulierung ermöglicht.

 Voraussetzungswissen
Aufbau einer Nervenzelle (Neuron):
Zellkörper (soma)
schnurring
•Zellkern
Dendriten
Reiz-Reaktions-schema
Runepotenzia

Öffnen

Die Nervenzelle und ihre Signalübertragung

Die Nervenzelle Aufbau und Funktion ist ein faszinierendes System der Signalübertragung im Körper. An der chemischen Synapse findet ein komplexer Prozess der Erregungsweiterleitung statt, der für das Verständnis der Nervenzellfunktion essentiell ist.

Definition: Die chemische Synapse ist eine spezialisierte Kontaktstelle zwischen Nervenzellen, an der die Signalübertragung durch Neurotransmitter erfolgt.

Wenn ein Aktionspotential das synaptische Endknöpfchen erreicht, öffnen sich spannungsgesteuerte Calcium-Kanäle. Der Calcium-Einstrom führt zur Freisetzung von Neurotransmittern in den synaptischen Spalt durch Exozytose. Diese Neurotransmitter diffundieren zur postsynaptischen Membran und binden an spezifische Rezeptoren.

Die Natrium-Kalium-Pumpe Funktion spielt dabei eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung des Ruhepotentials Nervenzelle. Nach der Signalübertragung werden die Neurotransmitter durch spezielle Enzyme abgebaut oder wieder in das präsynaptische Endknöpfchen aufgenommen.

Highlight: Synapsengifte können die Signalübertragung auf verschiedene Weise stören:

  • Blockierung der Exozytose
  • Blockierung der Rezeptoren
  • Dauerhafte Öffnung der Calcium-Kanäle
  • Hemmung der Abbauenzyme
 Voraussetzungswissen
Aufbau einer Nervenzelle (Neuron):
Zellkörper (soma)
schnurring
•Zellkern
Dendriten
Reiz-Reaktions-schema
Runepotenzia

Öffnen

Erregende und Hemmende Synapsen

Die Signalübertragung an Synapsen kann entweder erregend (EPSP) oder hemmend (IPSP) sein. Bei erregenden Synapsen führt die Aktivierung von Natrium- und Calcium-Kanälen zu einer Depolarisation der postsynaptischen Zelle.

Beispiel: Bei einer erregenden Synapse:

  • Neurotransmitter öffnen Natrium-Kanäle
  • Natrium strömt in die Zelle ein
  • Die Membran wird depolarisiert
  • Ein EPSP entsteht

Hemmende Synapsen dagegen aktivieren Chlorid- oder Kalium-Kanäle, was zu einer Hyperpolarisation führt. Diese verschiedenen synaptischen Potentiale können sich durch zeitliche und räumliche Summation addieren oder gegenseitig aufheben.

Die Reizleitung Nervenzelle einfach erklärt basiert auf dem Zusammenspiel dieser erregenden und hemmenden Signale. Besonders wichtig ist dabei die präzise Abstimmung der Neurotransmitterfreisetzung und -aufnahme.

 Voraussetzungswissen
Aufbau einer Nervenzelle (Neuron):
Zellkörper (soma)
schnurring
•Zellkern
Dendriten
Reiz-Reaktions-schema
Runepotenzia

Öffnen

Aufbau und Funktion des Auges

Das menschliche Auge ist ein komplexes Sinnesorgan mit mehreren wichtigen Strukturen. Die Hornhaut dient als erste Sammellinse, während die Lederhaut für Stabilität sorgt. Die Aderhaut versorgt das Auge mit Nährstoffen.

Vokabular: Wichtige Strukturen des Auges:

  • Hornhaut (Cornea)
  • Iris mit Pupille
  • Linse
  • Netzhaut (Retina)
  • Sehnerv

Die Pupillenadaptation und Akkommodation sind zwei wichtige Funktionen des Auges. Bei der Akkommodation verändert der Ciliarmuskel die Form der Linse, um verschiedene Entfernungen scharf zu sehen. Die Netzhaut enthält die lichtempfindlichen Sinneszellen (Stäbchen und Zapfen).

Die Fovea centralis im gelben Fleck ist der Bereich des schärfsten Sehens, da hier die höchste Dichte an Zapfen vorliegt. Der blinde Fleck entsteht durch den Austritt des Sehnervs und wird vom Gehirn ergänzt.

 Voraussetzungswissen
Aufbau einer Nervenzelle (Neuron):
Zellkörper (soma)
schnurring
•Zellkern
Dendriten
Reiz-Reaktions-schema
Runepotenzia

Öffnen

Phototransduktion und Laterale Inhibition

Die Phototransduktion beschreibt den Prozess der Umwandlung von Lichtreizen in elektrische Signale. In den Stäbchen liegt das Rhodopsin vor, das aus Opsin und Retinal besteht.

Definition: Phototransduktion ist der biochemische Prozess, bei dem Lichtenergie in elektrische Signale umgewandelt wird.

Bei Lichteinfall wandelt sich das 11-cis-Retinal in All-trans-Retinal um, was eine Kaskade biochemischer Reaktionen auslöst. Dies führt zum Schließen von Natrium-Kanälen und zur Hyperpolarisation der Zelle.

Die laterale Inhibition verbessert den Kontrast und die Sehschärfe durch Querverbindungen zwischen Photorezeptoren. Dabei werden Unterschiede in der Beleuchtungsstärke verstärkt wahrgenommen. Dies geschieht durch die Verschaltung über Horizontal- und Amakrinzellen.

 Voraussetzungswissen
Aufbau einer Nervenzelle (Neuron):
Zellkörper (soma)
schnurring
•Zellkern
Dendriten
Reiz-Reaktions-schema
Runepotenzia

Öffnen

Die Funktionsweise des Gehirns und Suchtmechanismen

Das menschliche Gehirn ist ein komplexes Organ mit verschiedenen spezialisierten Arealen, die jeweils unterschiedliche Nervenzelle Aufbau und Funktion aufweisen. Diese Areale arbeiten durch ein Netzwerk von Nervenzellen zusammen, deren Struktur und Funktion für das Verständnis von Gehirnprozessen essentiell ist.

Definition: Das Ruhepotential Nervenzelle beschreibt den elektrochemischen Grundzustand einer Nervenzelle, der durch die Natrium-Kalium-Pumpe Funktion aufrechterhalten wird.

Die Natrium-Kalium-Pumpe spielt eine zentrale Rolle bei der Signalübertragung im Gehirn. Wird diese Natrium-Kalium-Pumpe blockiert, können wichtige Gehirnfunktionen beeinträchtigt werden. Der Ablauf dieser Pumpe ist komplex und energieaufwendig, wobei drei Natrium-Ionen nach außen und zwei Kalium-Ionen nach innen transportiert werden.

Bei Suchterkrankungen kommt es zu einer verstärkten Ausschüttung von Dopamin im Belohnungszentrum. Die Reizleitung Nervenzelle wird dabei stark beeinflusst. Drogen können die Dopaminwirkung auf verschiedene Weise verstärken: Nikotin stimuliert die Ausschüttung direkt, während Alkohol die hemmenden (inhibitorischen) Neuronen blockiert.

Highlight: Die Dendriten Funktion ist besonders wichtig für die Informationsaufnahme der Nervenzelle. Der Dendriten Aufbau ermöglicht die Vernetzung mit anderen Nervenzellen.

 Voraussetzungswissen
Aufbau einer Nervenzelle (Neuron):
Zellkörper (soma)
schnurring
•Zellkern
Dendriten
Reiz-Reaktions-schema
Runepotenzia

Öffnen

Lernen und Gedächtnis auf zellulärer Ebene

Die Grundlage für Lernprozesse bildet die synaptische Plastizität, bei der das Aktionspotential Nervenzelle eine wichtige Rolle spielt. Mikrotubuli, röhrenförmige Strukturen mit einem Durchmesser von etwa 25 nm, sind dabei von besonderer Bedeutung für den intrazellulären Transport.

Fachbegriff: Die Langzeitpotenzierung (LTP) beschreibt die dauerhafte Verstärkung der synaptischen Übertragung und ist ein wichtiger Mechanismus beim Lernen.

Der Zellkörper Funktion und das Axon arbeiten zusammen, um Informationen weiterzuleiten. Die Mikrotubuli werden durch Tau-Proteine stabilisiert. Bei verschiedenen Erkrankungen, wie Alzheimer, kommt es zur Hyperphosphorylierung dieser Proteine, was die Signalübertragung stört.

Die Effektivität der synaptischen Übertragung wird durch verschiedene Faktoren beeinflusst. Bei erfolgreicher Aktivierung werden zusätzliche Glutamat-Rezeptoren gebildet und neue Synapsen zwischen Neuronen entstehen. Dieser Prozess erfordert eine spezifische Aktivierung der Proteinbiosynthese und ist grundlegend für das Lernen und die Gedächtnisbildung.

Beispiel: Wenn zwei erregende Synapsen gleichzeitig aktiv sind und gemeinsam ein nachgeschaltetes Neuron aktivieren, werden diese Verbindungen verstärkt. Dies ist besonders im Hippocampus zu beobachten, der für die Gedächtnisbildung wichtig ist.

Nichts passendes dabei? Erkunde andere Fachbereiche.

Knowunity ist die #1 unter den Bildungs-Apps in fünf europäischen Ländern

Knowunity wurde bei Apple als "Featured Story" ausgezeichnet und hat die App-Store-Charts in der Kategorie Bildung in Deutschland, Italien, Polen, der Schweiz und dem Vereinigten Königreich regelmäßig angeführt. Werde noch heute Mitglied bei Knowunity und hilf Millionen von Schüler:innen auf der ganzen Welt.

Ranked #1 Education App

Laden im

Google Play

Laden im

App Store

Knowunity ist die #1 unter den Bildungs-Apps in fünf europäischen Ländern

4.9+

Durchschnittliche App-Bewertung

15 M

Schüler:innen lieben Knowunity

#1

In Bildungs-App-Charts in 12 Ländern

950 K+

Schüler:innen haben Lernzettel hochgeladen

Immer noch nicht überzeugt? Schau dir an, was andere Schüler:innen sagen...

iOS User

Ich liebe diese App so sehr, ich benutze sie auch täglich. Ich empfehle Knowunity jedem!! Ich bin damit von einer 4 auf eine 1 gekommen :D

Philipp, iOS User

Die App ist sehr einfach und gut gestaltet. Bis jetzt habe ich immer alles gefunden, was ich gesucht habe :D

Lena, iOS Userin

Ich liebe diese App ❤️, ich benutze sie eigentlich immer, wenn ich lerne.

Melde dich an, um den Inhalt freizuschalten. Es ist kostenlos!

Zugriff auf alle Dokumente

Verbessere deine Noten

Werde Teil der Community

Mit der Anmeldung akzeptierst du die Nutzungsbedingungen und die Datenschutzrichtlinie

Nervenzelle: Aufbau, Ruhepotential und Aktionspotential einfach erklärt

user profile picture

Hannah

@hannahla1205

·

9 Follower

Follow

Die Nervenzelle ist die grundlegende Funktionseinheit des Nervensystems und ermöglicht die Informationsübertragung im Körper.

Der Nervenzelle Aufbau besteht aus mehreren wichtigen Komponenten: Dem Zellkörper (Soma) mit dem Zellkern, den Dendriten, die als verzweigte Fortsätze Reize aufnehmen, und dem Axon, das als langer Fortsatz die Erregungsweiterleitung gewährleistet. Die Dendriten Funktion ist dabei essentiell für die Reizaufnahme, während das Axon für die Reizleitung Nervenzelle zuständig ist. An seinem Ende befinden sich die synaptischen Endknöpfchen zur Signalübertragung auf andere Zellen.

Eine zentrale Rolle spielt die Natrium-Kalium-Pumpe, deren Funktion die Aufrechterhaltung des Ruhepotentials der Nervenzelle ist. Die Natrium-Kalium-Pumpe Funktion transportiert aktiv drei Natrium-Ionen aus der Zelle heraus und zwei Kalium-Ionen hinein, wodurch eine Potentialdifferenz von etwa -70 mV entsteht. Wird die Natrium-Kalium-Pumpe blockiert, kann kein Aktionspotential mehr entstehen. Das Aktionspotential Nervenzelle ist ein kurzzeitiger Spannungsimpuls, der durch die Öffnung spezifischer Ionenkanäle ausgelöst wird und sich entlang des Axons fortpflanzt. Dieser Mechanismus ist fundamental für die Signalweiterleitung im Nervensystem und spielt auch im Natrium-Kalium-Pumpe Herz eine wichtige Rolle bei der Erregungsbildung und -leitung.

Die Reizleitung Nervenzelle einfach erklärt erfolgt durch die Ausbreitung des Aktionspotentials entlang der Nervenzelle. Dabei öffnen sich nacheinander spannungsgesteuerte Natriumkanäle, wodurch sich die Erregung wellenförmig ausbreitet. Diese präzise Koordination der Ionenbewegungen ermöglicht die zuverlässige Informationsübertragung im Nervensystem.

17.3.2023

7291

 

11/12

 

Biologie

328

 Voraussetzungswissen
Aufbau einer Nervenzelle (Neuron):
Zellkörper (soma)
schnurring
•Zellkern
Dendriten
Reiz-Reaktions-schema
Runepotenzia

Die Nervenzelle und ihre Grundfunktionen

Der Nervenzelle Aufbau ist ein faszinierendes System, das die Grundlage unseres Nervensystems bildet. Eine Nervenzelle besteht aus mehreren wichtigen Komponenten: dem Zellkörper (Soma) mit dem Zellkern, den Dendriten zur Reizaufnahme und dem Axon zur Reizweiterleitung.

Definition: Der Dendriten Aufbau umfasst verzweigte Fortsätze der Nervenzelle, die wie eine Antenne Signale von anderen Nervenzellen empfangen.

Das Ruhepotential Nervenzelle ist ein wichtiger Grundzustand, bei dem eine Spannungsdifferenz von etwa -70mV zwischen Zellinnerem und -äußerem herrscht. Diese Spannung entsteht durch die ungleiche Verteilung von Ionen: Im Zellinneren befinden sich überwiegend Kalium-Ionen (K+), während außen Natrium-Ionen (Na+) dominieren.

Die Natrium-Kalium-Pumpe Funktion spielt dabei eine zentrale Rolle. Sie transportiert unter ATP-Verbrauch drei Natrium-Ionen aus der Zelle heraus und zwei Kalium-Ionen hinein. Dieser aktive Transport ist essentiell für die Aufrechterhaltung des Ruhepotentials.

Highlight: Die Natrium-Kalium-Pumpe einfach erklärt: Sie arbeitet wie ein molekularer Aufzug, der ständig Ionen gegen ihre Konzentrationsgradienten transportiert.

 Voraussetzungswissen
Aufbau einer Nervenzelle (Neuron):
Zellkörper (soma)
schnurring
•Zellkern
Dendriten
Reiz-Reaktions-schema
Runepotenzia

Das Aktionspotential und seine Phasen

Das Aktionspotential Nervenzelle ist ein komplexer Vorgang der Erregungsbildung und -weiterleitung. Es folgt dem "Alles-oder-Nichts-Prinzip" und durchläuft verschiedene charakteristische Phasen.

Die Depolarisation beginnt, wenn ein Reiz die Erregungsschwelle überschreitet. Dabei öffnen sich spannungsgesteuerte Natrium-Kanäle, wodurch das Membranpotential auf positive Werte ansteigt. In der Spitzenphase erreicht das Potential etwa +30mV.

Beispiel: Stellen Sie sich das Aktionspotential wie einen elektrischen Schalter vor: Erst wenn eine bestimmte Schwelle erreicht ist, wird der komplette Mechanismus ausgelöst.

Die Repolarisation folgt durch das Öffnen von Kalium-Kanälen, wodurch das Membranpotential wieder auf den Ruhewert zurückkehrt. Eine kurze Hyperpolarisation schließt sich an, bevor das Ruhepotential wieder erreicht wird.

 Voraussetzungswissen
Aufbau einer Nervenzelle (Neuron):
Zellkörper (soma)
schnurring
•Zellkern
Dendriten
Reiz-Reaktions-schema
Runepotenzia

Die Reizweiterleitung in Nervenfasern

Die Reizleitung Nervenzelle einfach erklärt unterscheidet sich je nach Aufbau der Nervenfaser. Bei marklosen Nervenfasern erfolgt die Erregungsleitung kontinuierlich entlang der Membran.

Bei markhaltigen Nervenfasern mit Myelinscheiden erfolgt die Erregungsleitung saltatorisch (springend) von Schnürring zu Schnürring. Dies ermöglicht eine deutlich schnellere Reizweiterleitung.

Vokabular: Die Myelinscheide ist eine isolierende Hülle um das Axon, die von speziellen Gliazellen gebildet wird.

Die Dendriten Funktion ist dabei essentiell für die erste Phase der Reizaufnahme. Sie empfangen Signale von anderen Nervenzellen und leiten diese zum Zellkörper weiter, wo die Verarbeitung beginnt.

 Voraussetzungswissen
Aufbau einer Nervenzelle (Neuron):
Zellkörper (soma)
schnurring
•Zellkern
Dendriten
Reiz-Reaktions-schema
Runepotenzia

Synapsen und Signalübertragung

Synapsen sind spezialisierte Kontaktstellen zwischen Nervenzellen oder zwischen Nervenzellen und Muskelzellen. Sie ermöglichen die gerichtete Weitergabe von Informationen im Nervensystem.

Der synaptische Spalt ist etwa 20-40 Nanometer breit und enthält spezielle Überträgerstoffe (Neurotransmitter). Diese werden bei Ankunft eines Aktionspotentials aus dem präsynaptischen Endknöpfchen freigesetzt.

Definition: Eine Synapse ist wie eine Brücke zwischen zwei Nervenzellen, über die Informationen weitergegeben werden.

Die Signalübertragung an Synapsen kann entweder chemisch oder elektrisch erfolgen, wobei die chemische Übertragung häufiger vorkommt und eine feinere Regulierung ermöglicht.

 Voraussetzungswissen
Aufbau einer Nervenzelle (Neuron):
Zellkörper (soma)
schnurring
•Zellkern
Dendriten
Reiz-Reaktions-schema
Runepotenzia

Die Nervenzelle und ihre Signalübertragung

Die Nervenzelle Aufbau und Funktion ist ein faszinierendes System der Signalübertragung im Körper. An der chemischen Synapse findet ein komplexer Prozess der Erregungsweiterleitung statt, der für das Verständnis der Nervenzellfunktion essentiell ist.

Definition: Die chemische Synapse ist eine spezialisierte Kontaktstelle zwischen Nervenzellen, an der die Signalübertragung durch Neurotransmitter erfolgt.

Wenn ein Aktionspotential das synaptische Endknöpfchen erreicht, öffnen sich spannungsgesteuerte Calcium-Kanäle. Der Calcium-Einstrom führt zur Freisetzung von Neurotransmittern in den synaptischen Spalt durch Exozytose. Diese Neurotransmitter diffundieren zur postsynaptischen Membran und binden an spezifische Rezeptoren.

Die Natrium-Kalium-Pumpe Funktion spielt dabei eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung des Ruhepotentials Nervenzelle. Nach der Signalübertragung werden die Neurotransmitter durch spezielle Enzyme abgebaut oder wieder in das präsynaptische Endknöpfchen aufgenommen.

Highlight: Synapsengifte können die Signalübertragung auf verschiedene Weise stören:

  • Blockierung der Exozytose
  • Blockierung der Rezeptoren
  • Dauerhafte Öffnung der Calcium-Kanäle
  • Hemmung der Abbauenzyme
 Voraussetzungswissen
Aufbau einer Nervenzelle (Neuron):
Zellkörper (soma)
schnurring
•Zellkern
Dendriten
Reiz-Reaktions-schema
Runepotenzia

Erregende und Hemmende Synapsen

Die Signalübertragung an Synapsen kann entweder erregend (EPSP) oder hemmend (IPSP) sein. Bei erregenden Synapsen führt die Aktivierung von Natrium- und Calcium-Kanälen zu einer Depolarisation der postsynaptischen Zelle.

Beispiel: Bei einer erregenden Synapse:

  • Neurotransmitter öffnen Natrium-Kanäle
  • Natrium strömt in die Zelle ein
  • Die Membran wird depolarisiert
  • Ein EPSP entsteht

Hemmende Synapsen dagegen aktivieren Chlorid- oder Kalium-Kanäle, was zu einer Hyperpolarisation führt. Diese verschiedenen synaptischen Potentiale können sich durch zeitliche und räumliche Summation addieren oder gegenseitig aufheben.

Die Reizleitung Nervenzelle einfach erklärt basiert auf dem Zusammenspiel dieser erregenden und hemmenden Signale. Besonders wichtig ist dabei die präzise Abstimmung der Neurotransmitterfreisetzung und -aufnahme.

 Voraussetzungswissen
Aufbau einer Nervenzelle (Neuron):
Zellkörper (soma)
schnurring
•Zellkern
Dendriten
Reiz-Reaktions-schema
Runepotenzia

Aufbau und Funktion des Auges

Das menschliche Auge ist ein komplexes Sinnesorgan mit mehreren wichtigen Strukturen. Die Hornhaut dient als erste Sammellinse, während die Lederhaut für Stabilität sorgt. Die Aderhaut versorgt das Auge mit Nährstoffen.

Vokabular: Wichtige Strukturen des Auges:

  • Hornhaut (Cornea)
  • Iris mit Pupille
  • Linse
  • Netzhaut (Retina)
  • Sehnerv

Die Pupillenadaptation und Akkommodation sind zwei wichtige Funktionen des Auges. Bei der Akkommodation verändert der Ciliarmuskel die Form der Linse, um verschiedene Entfernungen scharf zu sehen. Die Netzhaut enthält die lichtempfindlichen Sinneszellen (Stäbchen und Zapfen).

Die Fovea centralis im gelben Fleck ist der Bereich des schärfsten Sehens, da hier die höchste Dichte an Zapfen vorliegt. Der blinde Fleck entsteht durch den Austritt des Sehnervs und wird vom Gehirn ergänzt.

 Voraussetzungswissen
Aufbau einer Nervenzelle (Neuron):
Zellkörper (soma)
schnurring
•Zellkern
Dendriten
Reiz-Reaktions-schema
Runepotenzia

Phototransduktion und Laterale Inhibition

Die Phototransduktion beschreibt den Prozess der Umwandlung von Lichtreizen in elektrische Signale. In den Stäbchen liegt das Rhodopsin vor, das aus Opsin und Retinal besteht.

Definition: Phototransduktion ist der biochemische Prozess, bei dem Lichtenergie in elektrische Signale umgewandelt wird.

Bei Lichteinfall wandelt sich das 11-cis-Retinal in All-trans-Retinal um, was eine Kaskade biochemischer Reaktionen auslöst. Dies führt zum Schließen von Natrium-Kanälen und zur Hyperpolarisation der Zelle.

Die laterale Inhibition verbessert den Kontrast und die Sehschärfe durch Querverbindungen zwischen Photorezeptoren. Dabei werden Unterschiede in der Beleuchtungsstärke verstärkt wahrgenommen. Dies geschieht durch die Verschaltung über Horizontal- und Amakrinzellen.

 Voraussetzungswissen
Aufbau einer Nervenzelle (Neuron):
Zellkörper (soma)
schnurring
•Zellkern
Dendriten
Reiz-Reaktions-schema
Runepotenzia

Die Funktionsweise des Gehirns und Suchtmechanismen

Das menschliche Gehirn ist ein komplexes Organ mit verschiedenen spezialisierten Arealen, die jeweils unterschiedliche Nervenzelle Aufbau und Funktion aufweisen. Diese Areale arbeiten durch ein Netzwerk von Nervenzellen zusammen, deren Struktur und Funktion für das Verständnis von Gehirnprozessen essentiell ist.

Definition: Das Ruhepotential Nervenzelle beschreibt den elektrochemischen Grundzustand einer Nervenzelle, der durch die Natrium-Kalium-Pumpe Funktion aufrechterhalten wird.

Die Natrium-Kalium-Pumpe spielt eine zentrale Rolle bei der Signalübertragung im Gehirn. Wird diese Natrium-Kalium-Pumpe blockiert, können wichtige Gehirnfunktionen beeinträchtigt werden. Der Ablauf dieser Pumpe ist komplex und energieaufwendig, wobei drei Natrium-Ionen nach außen und zwei Kalium-Ionen nach innen transportiert werden.

Bei Suchterkrankungen kommt es zu einer verstärkten Ausschüttung von Dopamin im Belohnungszentrum. Die Reizleitung Nervenzelle wird dabei stark beeinflusst. Drogen können die Dopaminwirkung auf verschiedene Weise verstärken: Nikotin stimuliert die Ausschüttung direkt, während Alkohol die hemmenden (inhibitorischen) Neuronen blockiert.

Highlight: Die Dendriten Funktion ist besonders wichtig für die Informationsaufnahme der Nervenzelle. Der Dendriten Aufbau ermöglicht die Vernetzung mit anderen Nervenzellen.

 Voraussetzungswissen
Aufbau einer Nervenzelle (Neuron):
Zellkörper (soma)
schnurring
•Zellkern
Dendriten
Reiz-Reaktions-schema
Runepotenzia

Lernen und Gedächtnis auf zellulärer Ebene

Die Grundlage für Lernprozesse bildet die synaptische Plastizität, bei der das Aktionspotential Nervenzelle eine wichtige Rolle spielt. Mikrotubuli, röhrenförmige Strukturen mit einem Durchmesser von etwa 25 nm, sind dabei von besonderer Bedeutung für den intrazellulären Transport.

Fachbegriff: Die Langzeitpotenzierung (LTP) beschreibt die dauerhafte Verstärkung der synaptischen Übertragung und ist ein wichtiger Mechanismus beim Lernen.

Der Zellkörper Funktion und das Axon arbeiten zusammen, um Informationen weiterzuleiten. Die Mikrotubuli werden durch Tau-Proteine stabilisiert. Bei verschiedenen Erkrankungen, wie Alzheimer, kommt es zur Hyperphosphorylierung dieser Proteine, was die Signalübertragung stört.

Die Effektivität der synaptischen Übertragung wird durch verschiedene Faktoren beeinflusst. Bei erfolgreicher Aktivierung werden zusätzliche Glutamat-Rezeptoren gebildet und neue Synapsen zwischen Neuronen entstehen. Dieser Prozess erfordert eine spezifische Aktivierung der Proteinbiosynthese und ist grundlegend für das Lernen und die Gedächtnisbildung.

Beispiel: Wenn zwei erregende Synapsen gleichzeitig aktiv sind und gemeinsam ein nachgeschaltetes Neuron aktivieren, werden diese Verbindungen verstärkt. Dies ist besonders im Hippocampus zu beobachten, der für die Gedächtnisbildung wichtig ist.

Nichts passendes dabei? Erkunde andere Fachbereiche.

Knowunity ist die #1 unter den Bildungs-Apps in fünf europäischen Ländern

Knowunity wurde bei Apple als "Featured Story" ausgezeichnet und hat die App-Store-Charts in der Kategorie Bildung in Deutschland, Italien, Polen, der Schweiz und dem Vereinigten Königreich regelmäßig angeführt. Werde noch heute Mitglied bei Knowunity und hilf Millionen von Schüler:innen auf der ganzen Welt.

Ranked #1 Education App

Laden im

Google Play

Laden im

App Store

Knowunity ist die #1 unter den Bildungs-Apps in fünf europäischen Ländern

4.9+

Durchschnittliche App-Bewertung

15 M

Schüler:innen lieben Knowunity

#1

In Bildungs-App-Charts in 12 Ländern

950 K+

Schüler:innen haben Lernzettel hochgeladen

Immer noch nicht überzeugt? Schau dir an, was andere Schüler:innen sagen...

iOS User

Ich liebe diese App so sehr, ich benutze sie auch täglich. Ich empfehle Knowunity jedem!! Ich bin damit von einer 4 auf eine 1 gekommen :D

Philipp, iOS User

Die App ist sehr einfach und gut gestaltet. Bis jetzt habe ich immer alles gefunden, was ich gesucht habe :D

Lena, iOS Userin

Ich liebe diese App ❤️, ich benutze sie eigentlich immer, wenn ich lerne.