Fächer

Fächer

Mehr

Neurobiologie

7.11.2022

3435

177

Teilen

Speichern

Herunterladen


 I Nervensystem
Informationsaufnahme und Informationsverarbeitung
Nervimpuls kann
Reiz
Rezeptor
ZNS (Genim, Rückenmark)
sensorische Nervenfa
 I Nervensystem
Informationsaufnahme und Informationsverarbeitung
Nervimpuls kann
Reiz
Rezeptor
ZNS (Genim, Rückenmark)
sensorische Nervenfa
 I Nervensystem
Informationsaufnahme und Informationsverarbeitung
Nervimpuls kann
Reiz
Rezeptor
ZNS (Genim, Rückenmark)
sensorische Nervenfa
 I Nervensystem
Informationsaufnahme und Informationsverarbeitung
Nervimpuls kann
Reiz
Rezeptor
ZNS (Genim, Rückenmark)
sensorische Nervenfa
 I Nervensystem
Informationsaufnahme und Informationsverarbeitung
Nervimpuls kann
Reiz
Rezeptor
ZNS (Genim, Rückenmark)
sensorische Nervenfa
 I Nervensystem
Informationsaufnahme und Informationsverarbeitung
Nervimpuls kann
Reiz
Rezeptor
ZNS (Genim, Rückenmark)
sensorische Nervenfa
 I Nervensystem
Informationsaufnahme und Informationsverarbeitung
Nervimpuls kann
Reiz
Rezeptor
ZNS (Genim, Rückenmark)
sensorische Nervenfa
 I Nervensystem
Informationsaufnahme und Informationsverarbeitung
Nervimpuls kann
Reiz
Rezeptor
ZNS (Genim, Rückenmark)
sensorische Nervenfa
 I Nervensystem
Informationsaufnahme und Informationsverarbeitung
Nervimpuls kann
Reiz
Rezeptor
ZNS (Genim, Rückenmark)
sensorische Nervenfa
 I Nervensystem
Informationsaufnahme und Informationsverarbeitung
Nervimpuls kann
Reiz
Rezeptor
ZNS (Genim, Rückenmark)
sensorische Nervenfa
 I Nervensystem
Informationsaufnahme und Informationsverarbeitung
Nervimpuls kann
Reiz
Rezeptor
ZNS (Genim, Rückenmark)
sensorische Nervenfa
 I Nervensystem
Informationsaufnahme und Informationsverarbeitung
Nervimpuls kann
Reiz
Rezeptor
ZNS (Genim, Rückenmark)
sensorische Nervenfa
 I Nervensystem
Informationsaufnahme und Informationsverarbeitung
Nervimpuls kann
Reiz
Rezeptor
ZNS (Genim, Rückenmark)
sensorische Nervenfa
 I Nervensystem
Informationsaufnahme und Informationsverarbeitung
Nervimpuls kann
Reiz
Rezeptor
ZNS (Genim, Rückenmark)
sensorische Nervenfa
 I Nervensystem
Informationsaufnahme und Informationsverarbeitung
Nervimpuls kann
Reiz
Rezeptor
ZNS (Genim, Rückenmark)
sensorische Nervenfa
 I Nervensystem
Informationsaufnahme und Informationsverarbeitung
Nervimpuls kann
Reiz
Rezeptor
ZNS (Genim, Rückenmark)
sensorische Nervenfa
 I Nervensystem
Informationsaufnahme und Informationsverarbeitung
Nervimpuls kann
Reiz
Rezeptor
ZNS (Genim, Rückenmark)
sensorische Nervenfa
 I Nervensystem
Informationsaufnahme und Informationsverarbeitung
Nervimpuls kann
Reiz
Rezeptor
ZNS (Genim, Rückenmark)
sensorische Nervenfa
 I Nervensystem
Informationsaufnahme und Informationsverarbeitung
Nervimpuls kann
Reiz
Rezeptor
ZNS (Genim, Rückenmark)
sensorische Nervenfa
 I Nervensystem
Informationsaufnahme und Informationsverarbeitung
Nervimpuls kann
Reiz
Rezeptor
ZNS (Genim, Rückenmark)
sensorische Nervenfa

I Nervensystem Informationsaufnahme und Informationsverarbeitung Nervimpuls kann Reiz Rezeptor ZNS (Genim, Rückenmark) sensorische Nervenfaser Effektor (z. B. Muskel) Reaktion motorische Nervenfaser Wahmehmung Reizaufnahme Umwandlung in elektrischen Impuls Reiz Nervenzellen, Muskelzellen und Drüsenzellen weitergegeben werden Reizaufnahme durch Rezeptoren ↓ Transduktion des Reizes in Erregung (ggf. mit Signalverstärkung) und / oder Reizweiterleitung Transformation des Rezeptorpotenzials in Aktionspotenzial frequenz ↓ Integration (Verarbeitung) der Reizinformation im Nervensystem Verarbeitung, Speicherung weiterleitung der Erregung Auslösen einer Reaktion an den Effektoren allgemeines Reiz-Reaktion-Schema bei Tieren Transduktion: Die verschiedenen Arten von Reizenergie werden alle in dieselbe Form elektro- mechanischer Energie übersetzt und so für die Weiterleitung und weiterverarbeitung kompatibel gemacht Bau eines motorischen Neurons Signal- aufnahme Signal-Auslöse- region Signal- fortleitung 호주 Axon einer vorgeschalteten Nervenzelle Xu Dendriten Axon Signal- übertragung Muskelzelle Synapse 0,5 eintreffendes Signal Mitochondrium Zellkern Zellkörper (Soma) Axon- hügel Axon Hüllzelle Richtung der Signal- fortleitung Ranviersche Schnürringe Lpx Nervenzelle Bestandteil Dendrit Zellkörper Axon Hüllzelle Schnürring Endknöpfchen Synapse Funktion nehmen Informationen auf, leiten diese als elektrischen Impuls weiter Ort der Informationsverarbeitung Signale werden gesammelt und miteinander verrechnet Entstehung elektrischer Impulse durch Spannungsänderungen, Erregung wird als elektrischer Impuls weitergeleitet elektrisch isdierende Schicht Impulsweitergabe von Schnürring zu Schnüring enthalten überträgersubstanzen, die durch Impulse in den Synaptischen Spalt weiter- gegeben werden verbinden sich mit Rezeptor Signalübertragung, Verbindungsstelle Membranpotenzial - die Lippiddoppelschicht der Zellmembran ist fast undurchlässig für lonen Gsie stellt eine isolierende Barriere dar 47 eine Ungleichverteilung von Ladungen kann nicht sofort ausgeglichen werden →7 Entstehung Membranpotenzial -wenn lonen über lonenkanäle in die Membran gelangen, kann man einen elektrischen Stromfluss messen Messung des Membranpotenzials Oszilloskop, zeigt die Membran spamungan Bezugs- elektrode Außenmedium (Salzlösung) OO Kopillar- elektrode mit KCI- Lösung Riesen axon Verstärker- Bezugselektrode Kapillar- elektrode Spannung 4 [mV] 0 -30 -60 Oszilloskop zeigt Membranspannung an Elektrodeneinstich- -Außenmedium Nervenzelle Ruhepotenzial Zeit [ms] Abbildung 153.1 Messung des Membranpotenzials A Versuchsanordnung zur intrazellulären Ableitung; B Nach dem Elektrodenstich wird das Ruhepotenzial zwischen beiden Seiten der Zellmembran gemessen. I Nervensystem Ruhepotenzial Ruhepotenzial: wenn das Neuron nicht gereizt wird, wird das zu messende Membranpotenzial (Spannung) Ruhepotenzial genannt positiv geladenen Kaliumionen: - diffundieren entlang...

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

13 M

Schüler:innen lieben Knowunity

#1

In Bildungs-App-Charts in 11 Ländern

900 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.

Alternativer Bildtext:

eines Konzentrationsgefälles durch die Membran von innen nach negativ geladenen Anionen: innen Cytoplasma Natriumionen diffundieren immer wieder ins Zellinnere (durch Membranlecks") Gdadurch wird die negative Ladung im Zellinneren ausgeglichen und weitere K*-lonen strömen nach außen -lonen leckströme durch die Zellmembran werden durch einen aktiven Transportmechanismus ausgeglichen - Natriumkaliumpumpe ist ein Memban protein, das unter Energieverbrauch (in Form von ATP) Nat-loren aus der Zelle hinaus- befördert und K+-lonen in die zelle transportiert ↳sie befördert pro ATP-Spaltung drei Nat-lonen und zwei K+-lonen 47 Konzentrationsunterschied der lonen wird langfristig aufrechterhalten → Ruhepotenzial wird aufrechterhalten Kaliumionengradient Kaliumionentransport ATP Energie ADP+ Natriumionengradient Abb. 2 Natrium-Kaliumpumpe außen ↳an einer nicht erresten Axonmembran sind kanäle für Kaliumionen geöffnet - können die zelle nicht verlassen (sind wesentlich größer) 47 negative Ladungen bleiben in der Zelle zurück im Außenmilieu sammeln sich positive Ladungen an Entstehung Ruhepotenzial →→ Zellinnere = negativ gelande , extrazellulärer Raum= positiv geladen Membran außen Natriumionentransport CI Zellmembran der Nervenzelle Nat Nat C (K+ *** CH CH Nat Nat CI Nat lonenverteilung beim Ruhepotenzial am Axon C CL- A- Nat K+ Na+ I Nervensystem lonenverteilung an der Zellmembran An- Nat) 茶 An- An- 立 K+ CI- K+ An- Nat An- An- (k+ An- An An An- CI- (An- An- An K+ An- Zellinneres K+ À Zell- membran Nat CI- kt A- -Ionen- kanal lonenverteilung am Axon Nat CI- (Nat) CI- CI- CI- (Nat (Not) CI- extrazelluläre Flüssigkeit CI- (Nat CI- A- Net ㅎ I Nervensystem Aktionspotenzial Zelle übersteigt, Durch elektrische Erregung einer Nervenzelle (z. B. durch Reize aus der Umwelt), die den Schwellenwert der wird ein Alationspotenzial ausgelöst. Auf diese Weise übermitteln Nervenzellen Informationen. Ein ATP entsteht nach dem Alles-oder-Nichts- Gesetz. Sobald in voller Höhe aus, unslbhängig von der vorherigen Reizintensität. Lediglich in der Refraktärzeit, in der alle Kanäle geschlossen und inaktiver sind, kann keine noch so starke Depolarisation der Membran ein weiteres AP auslösen. Offene K*-Hintergrundkanäle bedingen das Ruhepotenzial. Nat-Kanäle sind geschlossen und aktivierbar. A Einige spannungsgesteuerte Na*- Kanäle öffne sich, der Nat- Einstrom depolarisiert die Membran. B Weitere spannungsgesteuerte Nat-Kanäle öffnen sich rasch, der Nat-Einstrom lässt das Zell- innere positiv werden. Die Inaktivierungstore der Nat- Kanäle schließen sich, die span- nungsgesteuerten K*-Kanäle öffnen sich, der K+-Ausstrom repolarisiert die Zelle. с Die spannungsgesteuerten K*- und Nat-Kanäle sind geschlossen. Die Membran kehrt zum Ruhepotenzial zurück. Die Inaktivierungstore der Nat-Kanäle öffnen sich. Е der Schwellenwert erreicht wird, bildet sich das AP K+-Hintergrundkanal O O spannungsge- steuerte Na+-Kanäle spannungsge- steuerter K+-Kanal HI-X Na LIE 眼 II Ï-Ï nicht aktivierbare Nat-Kanäle D I Nervensystem Aktionspotenzial -Aktionspotenziale worden ↳diese weisen keine Stark Isolierende Myelinscheide auf - in diesen Membranabschnitten liegen schnelle spannungsgesteurte N₂+- Kanale in großer Zahl und Dichte vor - bei Überschreiten eines ganz bestimmten Potenzialwertes (Schwellenpotenzial / Schwellenwert) öffnet sich ein Nat-Kanal für kurze Zeit - der Kanal lässt nur Natrium-Ionen in Richtung des Konzentrationsgefälles passieren - nach einer Öffnungszeit von ca. 1-2 ms verschließt ein kugelförmiger Anhang des Kanalproteins die Pore → stoppt den Natrium fluss L7 Kanal befindet sich in einem inaktivierten, blockierten Zustand - emeute Öffnung ist erst möglich, wenn das Hembranpotenzial wieder für einige Zeit ins Ruhepotenzial zurückgekehrt ist, oder kurzzeitig Werte deutlich unterhalb des Ruhepotenzials erreicht hat (Hyperpolarisation) 8 Membranpotenzial (mv) -neben den spannungsgesteuerten Nat-Kanälen findet man erreglbaren Membranabschnitten auc spannungsgesteuerter K+-Kanäle → sind träger und langsamer, Pore bleibt zunächst geschlossen ↳ jedoch ist die Öffnungszeit länger schließt sich erst wieder, wenn die Membran über O -55 nur -70 in bestimmten Abschnitten erregbarer Zellen gebildet Depolarisation+ Ruhepotenzial Repolarisation 1 ms Zeit Schwellenwert Hyperpolarisation eine große Zahl verzögerter die Erregungsschwelle repolarisiert ist I Nervensystem Weiterleitung des Aktionspotentials Die Erregung am marklosen Axon -Aktionspotentiale werden ohne Abschwächung kontinuierlich über das Axon weitergeleitet - Amplitude des Actionspotenzials bleibt konstant → Aktionspotential wird an benachbarten Stellen der Membran mit genau den gleichen Mechanismus wieder neu erzeugt -Ausläufer der Depolarisation der Axonmembran an der Ursprungsstelle stimulieren durch lokalen Stromfluss benachbarte spannungsgesteurte Nat-Kanäle sich zu öffnen → durch den sofort einsetzenden Na*-Einstrom wird dann auch dieser Membranabschnitt bis zum Schwellenwert depolarisiert ↳ Aktionspotenzial ist selbsterregend -wegen noch herrschender Refraktärzeit der Nat-Kanäle im zurückliegenden Membranabschnitt kann sich das Aktions- potenzial vom Axonhügel aus in Richtung Synapsen ausbreiten ↳ Informationen werden im Axon über beliebige Strecken vertust frei weitergeleitet -um Informationen entlang des Axons weiterzuleiten, sind viele zeitraubende Alctionspotenziale pro Strecke nötig um eine kontinuierliche weiterleitung zu garantieren -durch die Aktivitäten an der Membran bei Erregung liegen in diesem Membranabschnitt positive und negative Ladungen alirekt nebeneinander nur daher kommt es in Längsrichtung des Prons zu lonenbewegungen - innerhalb des Axons fließen einströmende Natriumionen in nicht erregte Nachbarbezirke mit negativem Ladungsüberschuss - diese lokalen Ströme = Ausgleichsströmchen → bewirken, dass der Membranabschnitt neben der erregten Stelle depolarisiert und erregt wird - da der elektrische Widerstand des Innenmediums dicker Axone geringer ist als der von dünnen, wird hier der Schwellenwert eher erreicht weiterleitung ist bei dicken Axonen schneller als bei dünnen Ausgleichsströmchen 1 Kontinuierliche Erregungsleitung a) erregter Schnürring Ausbreitungsrichtung der Erregung Ausbreitung im myelinisierten Bereich durch elektrisches Feld Ausbreitung der Erregung bei der saltatorischen Erregungsleitung Die saltatorieche Erregungsleitung - bei Wirlbeltieren hat sich die Fortleitungsgeschwindigkeit entlang ihrer Axone im Verlauf der Evolution durch die mit Myelin erhöht die lipidreiche Substanz bildet die Schwann'schen Zellen (Myelinscheiden) um das Axon -Aktionspotenziale bilden sich bei der Weiterleitung nur an den Ranvier'schen Schnürringen zwischen den Hüllzellen aus 27 nur hier gibt es die notwendigen spannungsgesteuerten Natriumionenkanäle -die nicht myelinisierten Bereiche des Axons werden von den Aktionspotenzialen ohne Zeitverzögerung überspringen -da das elektrische Feld, das die einströmenden Natriumionen aufbauen im myelinisierten Bereich des Axons nur geringfügig abgeschwächt wird, erreicht es blitzschnell den benachbarten Schnüring daraufhin wird dort nun die Memloran depolarisiert → Aktionspotential entsteht → solche Form der Weiterleitung elektrischer Signale → saltatorische Erregungsleitung List die effektivste Weiterleitung elektrischer Signale → ermöglicht eine Ausbreitungsgeschwindigkeit bis zu 120 den Bau des Axons verändern zu müssen G nur so ist ein Ausbau eines komplexen und leistungsfähigen Nervensystems möglich - weil nur etwa alle zwei mm an den Schnürringen Actionspotentiale entstehen, ist auch der Energiebedarf des Nervensystems geringer Isolation monne Art der Erregungsweiterlei- tung Axondurchmesser kontinuierlich Beispiel Tiergruppe Ort der Entstehung des in Longsrichtung des Axons innerhalb des Axons (ersten) Aktionspotenzials Weiterleitungsgeschwindigkeit am Axonhugel Durchmesser 400 μm = 20 200 um = 7 kontinuirliche Wetterleitung -positive und negative Ladung diekt nebeneinander -im Axon fließen einströmende Nat lonen in nicht erregte Nachbarbezirke - Beleiche mit den Hüllzellen mit neg. Ladungsüberschuss - lokale strome = Erregungsleitung Wirbellose Ausgleichsstrome 4 dodurch wird Membranabschnitt neben eregten Stelle depolarisiert und erregt -elekt. Widerstand im dickeren Axon geringer Schwellenwert schneller erreicht - Viele AP's auf kurzer Strecke nötig чоо ум |200 ym saltatorisch Wirbeltiere, Menschen nur an den ranvierschen Schnüringen zwischen den Hullzellen je größer desto besser Ausbreitungsgeschwindigkeit von 120 m bis zu -durch Isolation mit Myelin -nur bei den Schnüringen spannungsgest. NA+ Kanäle werden vom AP ohne zeitverzögerung überspringen -elektrisches Feld (duren Natriumionen) schwächt Raum ab und erreicht blitzschnell benachbarten Schnurring - Membran depolarisiert Entstehung АР →saltatorische Erregungsleitung -effektivste weiterleitung - wenig AP's notu notwendig - sehr klein I Nervensystem Codierung durch Aktionspotenziale Die Stärke eines Reizes (und die damit verbundene Depolarisation der Membran) ist durch die Frequenz der Alctionspotenziale codiert (Frequenzmodulation). Je stärker der Reiz, desto stärker fällt das Rezeptorpotenzial aus und desto höher ist die Frequenz der Alctionspotenziale. Mit zunehmender Reizobuer nehmen Rezeptorpotenzial und Frequenz der Aletionspotenziale ab (Adaptation); es kommt zur Adaption des Neurons an den Reiz. Mit zunehmender Dauer der Reizwirkung sinkt die Amplitude des Rezeptorpotenzials und Actionspotenziale nimmt ab. Zellen passen sich mit der Zeit Reizstärke an (Adaptation). die Frequenz der der nohen Die Generatorregion er- zeugt Aktionspotenzial Vor der Generatorregion ist die Reizstärke Muskelspindel als Stärke des Rezeptorpotenzials codiert. (Dehnungsrezeptor) physikalischer Reiz Stärke Stärke Stärke Stärke Zeit Zeit Zeit Zeit Membranpotenzial (mv) go -70 go -70 -70 Generatorregion -70 A Rezeptorpotenzial (mV) 0 Reizschwelle 5 Zeit (s) 10 Axon Zellkörper. Aktionspotenzial (mv) Zeit (s) 10 Diese Zelle ist sensorische Nervenzelle; sie reagiert auf Muskeldehnung. Die Depolarisation durch einen schwachen Dehnungsreiz bleibt unter der Reizschwelle. Die Depolarisation durch diesen Dehnungs- reiz überschreitet den Schwellenwert. Eine stärkere Deh- nung verursacht eine höhere Aktionspoten- zialfrequenz. Eine länger anhaltende Dehnung verursacht eine längere Aktions- potenzialfolge. Reizstärke und Reizdauer sind in der Aktionspotenzialfrequenz bzw. der Dauer der Aktionspotenzialfolge codiert. I Nervensystem Synapsen 1. Das Aktionspotenzial aus dem Axon erreicht die Synapse Depolarisation 9. Acetyl COA & choli moleküle in präsyn. Zelle aufgenommen neues Acetylcholin 8. Acetylcholin von Kanälen gelöst →→ zu Enzym Acetyl- Cholinesterase spaltet gebrau- chtes AC zu Acetyl + Cholin Aktionspotential versikel mit Trans- mittern Acetyl COA Synaptischer Spalt 7. Depolarisation durch Nat Strom (EPSP) Je mehr Nat Einstrom, desto stärker das Potential. Ca²+ Potential breitet Sich zum Axon aus. 2+ 2. Die Depolarisation bewirkt die Öffnung spannungsgesteuerter ca lonenkanale. Je nöher die Frequenz des AP, desto mehr Ca²+ Calonenkanäle Acetylcholinesterase 20 Ca 2+ Ant geschl. Nat kanäle präsynaptische Membran offere NO kanale postsyn. Membran 6. Durch die Bindung des Acetylcholins öffnen sich Rezeptorgesteuerte Nat Kande. Nat lonen Strömen in postsyn. zelle 3. Die Ca2+ lonen bewirken die Wanderung der Vesikel mit dem Transmitter Acetyl- Cholin zur präsyn- aptischen Membran 4. Vesikel versch- melzen mit der präsynaptischen Membran & schütten Acetylcholin in Syn. Spalt aus. Je mehr Ca ²+ desto mehr Transmitter 5. Acetylcholin diffundiert durch syn. Spalt & setzt sich an passende Rezeptoren von lonenkanälen der past syn Membran. Schema der Erregungsweiterleitung an chemischen Synapsen Aktionspotenzial / Depolarisation der präsynaptischen Membran ↓ Fusion transmittergefüllter vesikel mit der präsynaptischen Membran ↓ Öffnung von Ca 2+ - Kanälen ↓ Diffusion durch den synaptischen Spalt ↓ Anlagerung an Rezeptoren in der postsynaptischen Membran ↓ Ca 24 Ca 2+ Calciumpare Ca2+-Einstrom ↓ Exocytose der Neurotransmittermoleküle ↓ lonenstrom durch postsynaptische Membran ↓ Änderung des Membran potenzials an der postsynaptischen Membran geschlossene lonenpore öffnung von lonenkanälen ↓ offene Aktionsp Ach Nat Ach A synaptisches Vesikel mit Acetylcholin Axonendlicnopf präsynaptische Membran Cholinesterase postsynaptische Membran Ca 2+ 62² Calcium- Pore 49 postsyn. Membran Ca 2+ Ca 2+ geschlossene lonenpore Alationspotenzial Ach 은 Ach synaptisches Vesikal mit Acetylcholin Axonandknopf offer ACh ch K ét Na+ präsyn. Membran K+ I Cholinesterase Neuronale Steuerung der Muskelkontraktion -motorische Endplatten → Synapsen zwischen motorischen Neuronen und Huskelfasern - Axon eines motorischen Neurons teilt sich vor seinem Ende in viele Äste auf alle enden mit einer Endplatte -Aktionspotenzial im Axon erregt alle motorischen Endplatten -je mehr Axone in einem Muskel enden → desto feiner die Bewegungssteuerung der - Acetylcholin bindet an die Acetylcholin-Rezeptoren der Muskelzellmembran - Na+-Kanäle öffnen sich für eine kurze Zeit → Nat-Einstrom-> Depolarisation → Endplatten potenzial - Muskelfaser ist wie eine Membran erregbar, bei überschreitung des Schwellenwertes-> Aktionspotenzial ↳ Muskelfaserpotenzial - wandert entlang eines Systems röhrenförmiger Einstülpurgen in der Plasmamembran-ins Innere der - einzelne Röhren verlaufen transversal (senbrecht zur Faserachsel → T-Tubuli" von einem -Myofibrillen sind Netzwerk aus Membranen umgeben → verläuft längs der Muskelfasem verläuft 17 Sakroplasmatisches Retikulum (Kompartiment in dem Ca²+-lonen gespeichert werden) - Ca²+ -Kanäle sind im - Ca²+-lonen diffundieren aus ↳ Muskelkontraktion wird eingeleitet → elektromechanische Kopplung" motorisches Neuron Muskel- faser Myofibrille Bereich der Kontaktstellen mit T-Tubuli öffnen sich bei jedem Aktionspotenzial dem Sakroplasmatischem Retikulum in das Cytoplasma →→ umgeben Aktin-Myosin filamente Sarkomer, entspannt Myosin Aktin- Z-Scheibe- WIL a 2 Teilschritte der elektromechanischen Kopplung Zellmembran (skelett-) Muskeln sarkoplasmatisches Retikulum -T-Tubulus - Ca²¹-lonen Ankommende Aktions- potenziale werden als Muskelaktionspotenzia- le auf der Membran und den T-Tubuli ins Innere der Myofibrille geleitet. Aktionspotenzial Sarkomer, kontrahiert WE b motorischen Muskelfaser Ca-lonen diffun- dieren aus dem sarkoplasmatischen Retikulum in das Cytoplasma, das Aktin und Myosin umgibt und lösen die Kontraktion aus. Neuronale Verrechnung - Öffnung von Nat-lonenkanälen bei einer Synapse durch den Transmitter an der postsynaptischen Membran → Entstehung I Depolarisation (in der postsynaptischen Zelle) -> läuft über den Zellkörper unter Abschwächung bis zum Axonhügel ↳7 Erreichung des Schwellenwerts Auslösung ein /mehrerer Alctionspotenziale -Depolarisation der postsynaptischen Zelle wirkt erregend ↳ postsynaptisches Potenzial - erregendes postsynaptische Potenzial EPSP->erregende Synapse -es gibt auch Synapsen, bei denen durch das Andocken der Transmitter an die Rezeptoren der postsynaptischen Hembran K+-lonenkanäle oder C1--lonenkanäle geöffnet werden. (statt Not-Kanälen) ↳ kurzfristiger Ausstrom von K*-lonen, bzw. Einstrom von Cl-lonen (vor dem Gleichgewichtszustand) - für kurze Zeit entsteht ein starker überfluss an negativen lonen in der Zelle > Hyperpolarisation ↳ hemmendes / inhibitorisches postsynaptisches Potenzial IPSP wirkt einer Erregung / Depolarisation entgegen → hemmende Synapse -sowohl für erregende als auch hemmende Synapsen gilt, dass die Transmittermenge die Höhe das postsynaptischen Polenzials bestimmt -db eine Synapse erregend oder hemmend ist hängt von Rezeptore Art der lonenkanäle ab EPSP / IPSP not eine Wanderung von lonen zur Fidge -die vom Ruhe potenzial abweichende lonenverteilung bei einem - EPSP und IPSP breiten sich über Dendrit und Soma aus → Depolarisation, bzw. Hyperpolarisation nehmen mit zunehmender Entfernung von der Synapse alo (→lonen verteilen sich im Cytoplasma) -entstehen mehrere postsynaptische Potenciale in kurzer Zeit / gleichzeitig an verschiedenen Synapsen, summieren sich die Potenziale - Addition von Depolerisationen, bzw. Hyperpolarisationen und wirken gegeneinander - werden zeitlich schnell folgende Potenziale verrechnet → zeitliche Summation - werden gleichzeitige Potenziale von verschiedenen Synapsen verrechnet → räumliche Summation Zellen mV Axone von präsynaptischen -70- 1 Potenzialverrechnung an einer Nervenzelle 0- mv 0- -70+ AU Zeit Zeit 0 -70 mV EPSP 0 -70 erregende Synapse BO Zeit mV D IPSP hemmende Synapse postsynaptische Zelle Axonhügel mV 0- Zeit -70+ E Zeit Wirkung eines Neurotransmitters erregende Synapson Rezeptor-Natriumkanal: -Acetylcholin bindet an Nat-Rezeptor - Kanal öffnet sich nach binden von zwei - Na+ Einstrom ↳ EPSP, Depolarisation G-Protein gekoppelter Rezeptor mit Verstärkerkasade. -Ach bindet am Transmembranhelices -G-Protein kann durch GTP, welches aus GOP+P entsteht, an Enzym binden L7 sekundäre Botenstoffe können durch Enzym zu Nat-Kanälen gelangen und öffnen dann die Nat-Kanäle - Nat-Kanal öffnet sich wieder nach dem Binden ron 2 Ach ↳EPSP, Depolarisation hemmende Synapsen Ach G-Protein gekoppelter Rezepter ohne Verstärkung: -ähnlich wie bei erregenden Synapsen -Ach bindet an Transmembranhelices -durch GDP+P ensteht GTP →Energie freisetzung -G-Protein kann mit Hilfe von GTP am K+-Kanal binden - öffnet sich nach Bindung von 2 Ach - Kalium strömt auswärts ↳ IPSP, Hyperpolarisation Rezeptorchounkanal: -GABA bindet an Cl-lonenkanal -Kanal öffnet sich nach Bindung eines GABA MORküls -C--Einstrom ↳IPSP, Hyperpolarisation Vergleich erregende Synapse und hemmende Synapse Aspekte Transmitter lonenkanäle auf der Postsynapse Diffusionsrichtung bler lonen an der Postsynapse ausgelöstes Potenzial erregende Synapse Acetylcholin Nat-lonenkanäle Nat-lonen in die Zelle erregendes postsynaptisches Potenzial CEPSP) → positive Veränderung des Membran potenzials -7 Auslösung Alctionspotenzial →Depolarisation →leitet Impuls weiter hemmende Synapse Gamma-Aminobuttersäure Acetylcholin CI-lonenkanäle Kat-lonenkanäle a in due Zelle K+ aus der Zelle hemmendes postsynaptisches Potential CIPSP) - negative Veränderung des Membranpotenzials →→ Hyperpolarisation →hindert die weiterleitung des Impulses Synapsengifte Wirkungsort präsynaptische Membran postsynaptische Membran Synaptischer Spalt an Synapsen mit Acetylcholin Gift Botulinumtoxin Alkylphosphate Nicotin Curare (ol- Tubo- curanin) Atropin (Atropa belladonna) Muskarin / Muscerin Coniin (conium maculatum) L-latrotoxin Sarin Herkunft des Giftes Gift des Bakteriums der Art Clostridum botulinum (in verdorbener Nahrung), lelt anaeroob Neurotransmitters organische Phosphorerbindung (insektenvertilgungsmittel wie E605) Tabakpflanze (pflanzliches Gift) Rinde der tropischen Liane (Pfeilgift) Tollkirsche und weitere Nacht- schattengewächse Gift des Fliegenpilzes und anderer giftigen Pilze Gift des Gefleckten Schierlings (Pflame) das Gift der Schwarzen Witwe (Spinne) chemisches Nervengas Wirkung des Giftes hemmt Acetylcholinausschüttung, verhindert verschmelzung der Kopfschmerzen, Mudbelschwäche, Tod durch Atem- Vesikel mit der präsynaptischen Membran, keine Exocytose des lähmung hemmen Acetylcholinesterase irreversibel imitiert Acetylcholin, dockt an einen bestimmten Acetylcholin- Rezeptor an (nicotonischer Rezeptor) und abtiviert diesen ↳öffnung von Nat-Kanälen, Abbau durch Acetylcholinesterase nicht möglich blockiert Acetylcholinrezeptoren-besetzt reversibel Bindungs- stellen der Rezeptoren, ohne den Nat - Kanal zu öffnen blockiert Acetylcholinrezeptoren des Herzens, ohne diese zu öffnen (reversibel) hat Balähnlichkeiten mit Acetylcholin, Abbau durch Acetylcholinesterase nicht möglich, dockt an einen bestimmten Acetylcholinrezeptor an und aktiviert ihn verbindet sich reversibel mit den Rezeptoren für Acetyl- cholin, ohne die Nat-Kanäle zu öffnen Auswirkungen im Organismus verhindert die Spaltung des Neurotransmitters durch die Blockade von Acetylcholinesterase Verkrampfung der Skelettmuskulatur, Tod auch Atemlähmung normalerweise positive, Auswirkungen (Belohnung durch des Gehirn, Nicotin wird schnell zum Normalzustand ↳ Albhängigkeit, Atemstörung, Kreislaufkcollaps, schlechte Durchblutung Muskellähmung, Tod durch Atemstillstand Erschlaffung glatter Muskeln, Pupillenweitstellung: Erregung Zentrales Nerven System Wahrnehmungsstörungen, Muskellähmung, krämple, Tod durch Atemlähmung Lähmung Tod durch versagen der Atem- muskuletur schlagartige und irreversible Entleerung der Speichervesikel Tod tritt durch Herzversagen der motorischen Endplatten in den synaptischen Spalt Schmerzen, Atemnot Lähmung von ein, Schüttelfrost, Atem- und Herzmuskulatur