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Das gesamte Nervensystem umfasst das ZNS (Gehim und Rückenmark) und das periphere NS und ist unterteilt in (ZNS) (ZNS) vegelatives Nervensystem somatisches Nervensystem 11 efferente Nervenfasem afferente Nervenfasam Skelettmuskulatur ÜBERBLICK Reiz Zellkem Sinnesorgan Erregung von Sinneszellen Empfang Querschnitt Axon BAU VON NERVENZELLEN Schemazeichnung Neuron Soma (zellkörper) Dendriten (Hembran- ausstülpungen) Erregungsleitung Axonnügel Gliazelle Axon Harklose Nerven faser NEUROBIOLOGIE Zellkem der Gliazelle u.a. Sympathikus, Parasympathikus, Eingeweide-NS 11 innere Organe 2NS (Genim und Rückenmark) Verarbeitung und Speicherung Axon Ranvierscher Schnürring Schwannsche Zelle Erregungsleitung -Zellkem der Schwannschen zelle Axon Marknattige Nervenzelle (Nervenfaser mit Myclinschelde Erregungsleitung oder schwannsche Scheide) nur bei Wirbettieren und manchen Krebsen ausführendes Organ Ausführung einer entsprechenden Tätigkeit (2.B. Muskelkontraktion, Drüsensekretion... Endverzweigung Synapse nachfolgende Zelle Endliknöpfchen Erregungsübertragung Reaktion Sinnesorgan Ohr (Hörargan) Augen Zunge (Geschmacks- Sinneszellen) Nase(Riechsinnes zellen) Haut. Messelektrode (Glaskapillare) verstärker MEMBRANSPANNUNG (bei allen lebenden Zellen messbar) zellen Duftmoleküle Tastsinneszellen Druck änderung Temperatursinnes- Temperaturänderung Axen adäquater Reiz Schallwellen Lichtwellen intrazelluläre Ableitung" Geschmacksmoleküle Oszilloskop Nachschauen! Bezugselektrode -Riesenaxon 2. Beines Tintenfischs Physiologische Kochsalzlösung Ergebnis: Zwischen dem Zellinneren und dem Außenmedium herrscht eine Spannung von ca. -70m.V →Überschuss von neg. Ladung innen Dieses Membranpotenzial misst man bei allen lebenden Zellen! Bei Sinnes-, Nerven-, und Muskelzellen ist das Membranpotenzial veränderlich, deshalb heißt es dort Ruhepotenzial CRP) ENTSTEHUNG DES MEMRANPOTENZIALS intrazellulärer Raum A ● A` A Na* - lonen O • K+-lonen C-lonen A anorganische lonen 50 AKTIONSPOTENZIAL Membranspannung [mV] -501 -Zellmembran immer geöffnete K+-kanale -A00 De- polar- isation .Overshoot" Zeit [ms] Repolarisation Hyperpolarisation Das Ruhepotenzial hat nach Idem AP den gleichen Wert wie vorner, aber die lonenverteilung sti nicht mehr dieselbe! →Nat-K+-Pumpe NEUROBIOLOGIE 1. Der Konzentrations gradient bewirkt einen K+-Ausstrom 2. Jedes ausgetretene k* -Ion bewirkt einen Überschuss an positiver Ladung außen. Dieser elektrischen Gradient einen weiteren K+-Ausstrom. In der Membran gibt es außerdem (sehr wenige) Nat-kanále, durch die Nat in die belle stromt. (,, Nat- Leckstrom") Deswegen muss das Membran potenzial unter Energeaufwand CATP-Verbrauch) aufrechternalten werden. Nat-K+-Pumpe Typen van lanenkanälen •spannungsgesteuert mechanisch gesteuert •chemisch gesteuert Das Axon enthält (zusätzlich zu den immer geöffneten kt-Kanälen) spannungsgesteuerte Nat- und K+- Kanäle, die während des RP...

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geschlossen sind. POTENZIALÄNDERUNG chemisch gesteuerter Rezeptor lonenkanal Riechzelle Depolarisation auf ca- -55m.V. (überschwellig) spannungsgesteuerte Nat-Kanäle öffnen sich (für ca.1ms) Repolarisation (mit kurzer Hyperpolarisationsphase, Heil die kt-Kanäle verzögert schließen) > Na+ strömt ein Lentlang des Konzentrationsgradienten) ↓ Nat-Kanäle schließen sich (bleiben dann für ca 2-3ms geschlossen→→ absolute Refraktärzeit) spannungsgesteuerte K+-Kanäle öffnen sich kurz ATP ↓ K+ strömt aus (entlang des Konzentrationsgradienten Duftstoffmoleküle second messenger Duftstoffmolekül dockt an der Außenseite der Hembran an Protein Adenylateyclase > Nat Einstrom Centlang des Konzentrationsgradienten) Membranpotenzial Chier RP) wird positiver, die Sinneszelle wird depolarisiert De polarisation einer Sinneszelle heißt Rezeptorpotenzial. Rezeptorpotenzial kann ein Aktion potenzial auslösen Je stärker der Reiz, desto stärker das Rezeptorpotenzial Im Überblick: passenden Rezeptor an. wird über das an dem Rezeptor ausgelagerte Protein deaktiviert und katalysiert die Umwandlung von ATP AD in CAMP Soma der Riechsinneszelle Signalverstärkung weil eine AD für viele CAMP sagen kann CAMP öffnet Nat-Kanal (chemisch gesteuert, ligan tengesteuert) extrazellulär + + + + + + -- ATP (CAMP CAMP am Beispiel einer Riechsinneszelle Die Erregung breitet sich über die Hembran der Sinneszelle aus. Name: ELEKTROTONISCHE Erregungsleitung funktioniert über Ausgleichsströmchen Reiz intrazellulär von oben betrachtet: + + ++ Erregungs- leitung ++-++-++... --+--+-- Elektrotonisone Erregungsleitung ist sehr schnell, nimmt aber mit zunehmen der Entfernung ab. Har der Reiz so stark, dass die Depolarisation am Axonnügel noch -55mV beträgt, entstant dat an Aktions- potenzial (AP) ERREGUNGSLEITUNG AM AXON an marklosen Nerven fasern: nicht erregbark erregboar + ++ + + + + + ++ AP ++ Axon ++ +++++++ ++ - - ++++ ++ ++ ++ vom sama Reiz bewirkt eine überschwellige Depolarisation der Nachbarzelle an markhaltigen Nervenfasem (mit Schwannschen Zellen/ myelinisiert): erregbar Axon Ranvierscher sanuming sinneszelle elektrooniline Erregungelitung amegbor Schwannsche Zelle *Wegen der absoluten Refraktörzeit L Spannungsgesteuerte Nat -kanale bleiben 2-3m Sekunden nach ihrer Öffnung geschlossen) NEUROBIOLOGIE → Endknöpfchen bewirkt Rezeptorpotenzial (Depolarisation) zu den End knöpfchen ERREGUNG SLEITUNG UND INFORMATIONSCODIERUNG IM ÜBERBLICK Axanhügel Aktionspotenzialen Erregungsleitung durch ständige Neubildung von kontinuierliche Erregungsleitung saltatorische Eregungsleitung vortelle: - sehr schnell -energiesparend (Nat-kt-Pumpen müssen nur im Bereich des Schnürrings arbeiten) - materialsparend (marklose Nervenfaser müsste mehrere mm dick sein, um gleich schnell leiten) je größer der Durchmesser des Axons, desto schneller die Erregungsleitung Nervenzelle 1) Synapse elektrotanische Erregungsleitung Axanhügel Transmitterausschüttung elektrotanische Erregungsleitung bewirkt PSP Linhibitorisches o. erregendes) Frequenzcodierung 1) Konzentrations codierung Amplitudencodierung e stärker der Reiz desto Je größer das Rezeptor- Je höher die AP-Frequenz, höher das Rezeptorpotenzial potenzial, desto höher die desto mehr Transmitter werden AP- Frequenz ausgeschüttet Codierung der Reizart: Kanalspezifität (Bsp.: Sehnerv endet im optischen Zentrum) räumliche/zeitliche summation möglich 2) Amplitudencodierung Je mehr Transmitter ausgeschüttet wurde, desto stärker clas PSP. ERREGUNGSÜBERTRAGUNG • Co²+ • Nat Acely chalin (ACN) Muskelzelle spannu Ca²-kanal steuerter Ⓡ 8 Axon End kröpfchen w chemisch gesteuerter Nat-Kanal synaptisches vesikel mit Transmitter gefüllt (hier: Acetylcholin) Hitochondrium •präsynaptische Hembran ·synaptischer spalt -postsynaptische Hembran, Synops on kommendes AP öffiniet spannungsgesteuerte caªt-Kanäle, Caªt diffundiert entlang des KG ins Endknöpfchen Dies bewirkt Wanderung der synaptischen Vesikel Richtung präsynaptische Membran und Exocylose des Transmitters Transmitter diffundiert durch den synapt. spalt, bindet an Rezeptoren van Ligan dengesteuerten Nat-Kanälen → öffnung dieser Kanäle und Diffusion von Nat entlang des KG in die Huskelzelle → Depolarisation der Muskelzelle Name: EPSP (erregendes postsynaptisches Potencial) um eine Dauererregung zu vermeiden, werden die Transmittermoleküle im synaptischen Spalt enzymatisch abgebaut. Hier: ACh wird von ACh-Estera se gespalten Endocytose der Spalt produkte ins Endknöpfenen → Re-Synthese von Ach unter ATP-Verbrauch. Es gibt nicht nur eregende, sondern auch hemmende Synapsen. Sie bewirken an der eine Hyperpolarisation. Mögliche Mechanismen: -Transmitter öffnen ligandengesteuerte K+- Kanäle → K+-Ausstrom - Transmitter öffnen ligandengesteuerte CI--Kanāk→→CI-Einstram Name: IPSP Linhibitorisches postsynaptisches Potenzial) Die postsynaptischen Potenziale variieren - im Gegensatz zu APS-in ihrer Amplitude. Zeitliche Summation: none AP - Frequenz →→ viel Transmitter wird in kurzer Zeit ausgeschüttet. räumliche Summation: Erregungsübertragung an mehreren Synapsen gleichzeitig post synaptischen Zelle Krieschnenreflex Unter einem Reflex versteht man eine schnelle und immer gleiche Reaktion des Körpers auf einen bestimmten Reiz. Reflexe erfolgen unwillkürlich, das heißt, sie lassen sich nicht willentlich beeinflussen. Muskelspindel Neuron Durch den Schlag auf die knicsenne wird der zugehörige Oberschenkelmuskel kurz gedennt Strecker Im Oberschenkelmuskel befinden sich Dehnungsrezeptoren (Muskelspinden), dieständig die Länge des Muskels messen. Sie registrieren die kurzfristige Dennung des Huskels und geben über sensorische Nervenzellen entsprechende Erregungen an das Rückenmark weiter. Dat wird die erregung einerseits auf eine motorische Nervenzelle übertragen, die den Oberschenkelmuskel (Strecker) kontrahieren lässt. Andererseits wird die Erregung auch auf eine Nervenzelle übertragen, die hemmend auf die motorische Nervenzelle wirkt, die zum gegenüberliegenden Huskel (Beuger) führt. Dadurch kontrahiert der Strecker, während der Beuger kurz erschlafft. Der Unterschenkel zuckt kurz nach vorn. sensorisches T motorische Neurone Beuger Rückenmark (Querschnitt) hemmendes Neuron

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Rezeptorpotenzial kann ein Aktion potenzial auslösen Je stärker der Reiz, desto stärker das Rezeptorpotenzial Im Überblick: passenden Rezeptor an. wird über das an dem Rezeptor ausgelagerte Protein deaktiviert und katalysiert die Umwandlung von ATP AD in CAMP Soma der Riechsinneszelle Signalverstärkung weil eine AD für viele CAMP sagen kann CAMP öffnet Nat-Kanal (chemisch gesteuert, ligan tengesteuert) extrazellulär + + + + + + -- ATP (CAMP CAMP am Beispiel einer Riechsinneszelle Die Erregung breitet sich über die Hembran der Sinneszelle aus. Name: ELEKTROTONISCHE Erregungsleitung funktioniert über Ausgleichsströmchen Reiz intrazellulär von oben betrachtet: + + ++ Erregungs- leitung ++-++-++... --+--+-- Elektrotonisone Erregungsleitung ist sehr schnell, nimmt aber mit zunehmen der Entfernung ab. 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ERREGUNGSÜBERTRAGUNG • Co²+ • Nat Acely chalin (ACN) Muskelzelle spannu Ca²-kanal steuerter Ⓡ 8 Axon End kröpfchen w chemisch gesteuerter Nat-Kanal synaptisches vesikel mit Transmitter gefüllt (hier: Acetylcholin) Hitochondrium •präsynaptische Hembran ·synaptischer spalt -postsynaptische Hembran, Synops on kommendes AP öffiniet spannungsgesteuerte caªt-Kanäle, Caªt diffundiert entlang des KG ins Endknöpfchen Dies bewirkt Wanderung der synaptischen Vesikel Richtung präsynaptische Membran und Exocylose des Transmitters Transmitter diffundiert durch den synapt. spalt, bindet an Rezeptoren van Ligan dengesteuerten Nat-Kanälen → öffnung dieser Kanäle und Diffusion von Nat entlang des KG in die Huskelzelle → Depolarisation der Muskelzelle Name: EPSP (erregendes postsynaptisches Potencial) um eine Dauererregung zu vermeiden, werden die Transmittermoleküle im synaptischen Spalt enzymatisch abgebaut. Hier: ACh wird von ACh-Estera se gespalten Endocytose der Spalt produkte ins Endknöpfenen → Re-Synthese von Ach unter ATP-Verbrauch. Es gibt nicht nur eregende, sondern auch hemmende Synapsen. Sie bewirken an der eine Hyperpolarisation. Mögliche Mechanismen: -Transmitter öffnen ligandengesteuerte K+- Kanäle → K+-Ausstrom - Transmitter öffnen ligandengesteuerte CI--Kanāk→→CI-Einstram Name: IPSP Linhibitorisches postsynaptisches Potenzial) Die postsynaptischen Potenziale variieren - im Gegensatz zu APS-in ihrer Amplitude. Zeitliche Summation: none AP - Frequenz →→ viel Transmitter wird in kurzer Zeit ausgeschüttet. räumliche Summation: Erregungsübertragung an mehreren Synapsen gleichzeitig post synaptischen Zelle Krieschnenreflex Unter einem Reflex versteht man eine schnelle und immer gleiche Reaktion des Körpers auf einen bestimmten Reiz. Reflexe erfolgen unwillkürlich, das heißt, sie lassen sich nicht willentlich beeinflussen. Muskelspindel Neuron Durch den Schlag auf die knicsenne wird der zugehörige Oberschenkelmuskel kurz gedennt Strecker Im Oberschenkelmuskel befinden sich Dehnungsrezeptoren (Muskelspinden), dieständig die Länge des Muskels messen. Sie registrieren die kurzfristige Dennung des Huskels und geben über sensorische Nervenzellen entsprechende Erregungen an das Rückenmark weiter. Dat wird die erregung einerseits auf eine motorische Nervenzelle übertragen, die den Oberschenkelmuskel (Strecker) kontrahieren lässt. Andererseits wird die Erregung auch auf eine Nervenzelle übertragen, die hemmend auf die motorische Nervenzelle wirkt, die zum gegenüberliegenden Huskel (Beuger) führt. Dadurch kontrahiert der Strecker, während der Beuger kurz erschlafft. Der Unterschenkel zuckt kurz nach vorn. sensorisches T motorische Neurone Beuger Rückenmark (Querschnitt) hemmendes Neuron