Aktionspotential und Erregungsübertragung

Das Aktionspotential Nervenzelle ist ein komplexer Prozess mit mehreren Aktionspotential Phasen. Der Schwellenwert Aktionspotential muss überschritten werden, damit eine Erregungsweiterleitung stattfindet.

Vokabular: Die Depolarisation beschreibt die Phase, in der Natrium-Ionen einströmen und das Membranpotential positiv wird.

Die Aktionspotential Ionenströme folgen einem präzisen zeitlichen Ablauf: Nach Überschreitung des Schwellenwerts öffnen sich spannungsabhängige Natrium-Kanäle, gefolgt von einer Repolarisation durch Kalium-Ausstrom. Die Beschreibe den Vorgang der Erregungsübertragung an einer Synapse umfasst die Freisetzung von Neurotransmittern und deren Bindung an Rezeptoren der nachgeschalteten Zelle.

Die Motorische Endplatte und Signalübertragung

Die motorische Endplatte ist eine spezialisierte Form der chemischen und elektrischen Synapse, die die Verbindung zwischen Motoneuron und Muskelfaser herstellt. Der Prozess der Signalübertragung folgt einem präzisen Ablauf.

Vokabular: Die motorische Endplatte ist die Verbindungsstelle zwischen Nerv und Muskel, auch neuromuskuläre Synapse genannt.

Wenn ein Aktionspotential die präsynaptische Membran erreicht, werden durch Calcium-Einstrom Acetylcholin-gefüllte Vesikel zur Membran transportiert und ihr Inhalt freigesetzt. Die Acetylcholin-Moleküle binden an spezifische Rezeptoren der postsynaptischen Membran, was zur Öffnung von Natrium-Kanälen führt.

Die resultierende Depolarisation löst ein Aktionspotential in der Muskelfaser aus, was zur Freisetzung von Calcium-Ionen aus dem sarkoplasmatischen Retikulum führt. Dies initiiert letztendlich die Muskelkontraktion.

Die Wirkungsweise von Coffein auf den menschlichen Organismus

Die komplexe Wirkung von Coffein auf den menschlichen Körper manifestiert sich primär durch die Beeinflussung verschiedener Blutgefäßsysteme. In den Herzkranzgefäßen bewirkt Coffein eine Dilatation, während es in anderen Körperregionen zu einer Vasokonstriktion führt. Besonders betroffen sind die Blutgefäße der Skelett- und Herzmuskulatur, der Bronchien, der inneren Organe, der Haut sowie die Hirngefäße.

Der molekulare Wirkmechanismus von Coffein basiert hauptsächlich auf der Interaktion mit Adenosinrezeptoren. Coffein fungiert als Antagonist, indem es diese Rezeptoren blockiert und damit die sedative Wirkung des Adenosins verhindert. Dies resultiert in gesteigerter Wachheit, verbesserter kognitiver Leistungsfähigkeit und erhöhtem Stoffwechsel.

Definition: Adenosin ist ein Abbauprodukt des ATP und wirkt im Gehirn als natürlicher Müdigkeitsbotenstoff, indem es die Bildung und Freisetzung von Neurotransmittern reduziert.

Bei höheren Coffeindosen kommt es zusätzlich zur Hemmung der Phosphodiesterase, die für den Abbau des cyclischen Adenosinmonophosphats (cAMP) verantwortlich ist. Die daraus resultierende erhöhte cAMP-Konzentration führt zu einer verlängerten Wirkung von Botenstoffen wie Adrenalin und Noradrenalin.