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Neurobiologie: Membranpotential, Aktionspotential, Ruhepotential, Natrium-Kalium-Pumpe

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 Membranpotential
Einen Spannung ist eine elektrische Potenzialdifferenz. = Ladungsunterschied zwischen der Außen- und der Innenseite der Me

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Membranpotential Ruhepotential: Vorgang Natrium-Kalium-Pumpe: Vorgang + Funktion

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Membranpotential Einen Spannung ist eine elektrische Potenzialdifferenz. = Ladungsunterschied zwischen der Außen- und der Innenseite der Membran Membranpotential Voraussetzung für die Bildung eines Membranpotentials ist: - die unterschiedliche Konzentration von positiv bzw. negativ geladenen Ionen an der Membran selektive Permeabilität der Membran Ruhepotential polarer hydrophilar Kopf unpolarer hydrophober Schwanz A (0) (F(12) → K*(2) Na* (11) außen www.xnx innen A (4) (17(3) K*(12) Na* (2) - die unterschiedliche Permeabilität kommt durch selektive Ionenkanäle zustande hohe Permeabilität für K-Ionen = verhältnismäßig viele K-Kanäle in der Membran verschiedene Kanalproteine, welche an der Lipidschicht der Zellmembran liegen und nur eine Ionenart durchlassen Konzentration von Kalium auf der Innenseite höher als auf der Außenseite (Konzentrationsgradient) = K'strömt von innnen nach außen → Innenseite im Verhältnis zur Außenseite negativ geladen- jede K-Ion, das sich durch den Ionenkanal von innen nach außen bewegt, entfernt eine positive Ladung von der Membran-Innenseite ein Membranpotential entsteht Potential des extrazellulären Rauems OV nach Einstich der Messelektrode in das Axon -70mV Innenseite negativ geladen Membran: gut, im Ruhezustand für K und (I durchlässig schwer, im Ruhezustand für Na durchlässig nicht, im Ruhezustand für A durchlässig selektive Permeabilität der Membran ergibt sich auch durch Proteinkanäle aufgrund ihrer eigenen Ladung und ihrer Durchmessers jeweils für bestimmte Ionen durchlässig der Ladungsunterschied führt zur Bildung eines elektrischen Feldes → Kalium-Ionen werden von der Innenseite der Membran angezogen, welches letztlich zu eine Zustand führt, bei den beide Vorgänge in Gleichgewicht sind. →...

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K*- Ausstrom gleich groß, wie K-Ionen Einstrom Kaliumgleichgewichtspotential, bildet die Grundlage für das Membranpotential, wie es am nicht erregten Neuron vorliegt. entspricht dem Konzentrationsgefälle angetrieben von der BROWNschwn Molekularbewegung - Na-Ionen werden aufgrund des elektrischen Feldes und des Ladungsunterschied in den Axon-Innenraum strömen. Aber durch die geringe Permeabilität von Natrium ist der Einstrom sehr schwach und das Membranpotential hat nur einen geringen positiven Wert -C-Ionen Einfluss sowie der organische Anionen Einfluss ist unbedeutend, da er auch sehr gering ist = im Ruhepotential dominiert Kalium Natrium Kalium Pumpe - verbraucht ATP für den aktive Transport (Energie macht 1/3 des menschlichen Grundumsatzes aus) - transportiert 2 K von außen nach innen 3 Na von innen nach außen Ruhezustand: K-Kanal und C-Kanal sind geöffnet → Diffusion Na-Kanäle sind im Ruhezustand geschlossen negativer Ladungspberschuss in der Nervenzelle • gleiche Ladungen stoßen sich ab, ungleich Ladungen ziehen sich an jedes ausgetretene K erschwert den Nachzug weiterer K ohne die Pumpe würde, das Membranpotential gegen null gehen - ein Membranprotein, das Na-Ionen aus der Zelle und K-Ionen in die Zelle liefert jedes K-Ion, das nach außen diffundiert, nimmt die positive Ladung mit. Es bleibt ein Ion mit negativer Ladung (Anion) wird nicht mehr elektrisch neutralisiert ATP. ADP Na innen außen A. Ruhezustand: Ladung bei -70mV ↳ Kalium-Kanal im Ruhezustand geschlossen, ein spannungsgesteuertes Tor Natrium-Kanal im Ruhezustand geöffnet, das Inaktivierungtor (innen) Natrium-Kanal im Ruhezustand geschlossen, das Aktivierungstor (außen) 2. 3. elektrische Reizung überschreitet den Schwellwert Demoralisierung = ↳ Natrium-Aktivierungstor öffnet sich schnell Natrium-Ionen strömen nach innen ↳ bei dem Kalium-Kanal passiert nichts Außenseite: negativ geladen, Innenseite: positiv geladen = Ruhezustand Aktivierungstor + + + Repolarisierung ↳ Natrium-Inaktivierungstor schließt sich langsam ↳ Kalium-Tor öffnet sich, durch den Spannungsunterschied = Ladungsumkehr: Außenseite: positiv geladen, Innenseite: negativ geladen (im Verhältnis) 4. Schwellenwert bleibt der Impuls unter dem Schwellenwert, reagiert das Axon abgeschwächt (Na (Na yfrieur rf (Na Jforf Hyperpolarisierung ↳ mehr Kalium-Ionnen als nötig strömen nach außen, denn der Ruhezustand ist schon längst erreicht ↳ Kalium-Tor schließt sich langsam Ladung bei -90mV 3. Depolarisationsphase Aktivierungstore der Natriumkanäle sind geöffnet, aber der Kaliumkanäle bleiben geschlossen. Natriumionen strömen in die Zelle, Zellinnere = positiv K+ Außen Aktionspotential Zellinenneres Alles-oder-Nichts-Prinzip Axone reagieren egal wie überwältig der Reiz ist gleich, entweder wird ein vollständiges Aktionspotential ausgelöst oder garnicht 2. Schwelle Ein Reiz öffnet einige Na -Kanäle. Sobald der Na -Einstrom das Schwellenwertpotential erreicht, öffnen sich neue Na -Tore, wodurch ein Aktionspotential ausgelöst wird (Na+ 1fx + (Na+) + Natriumkanal +50 0 K+ -50- Kaliumkanal Qury 20 0 -20- 3 -40- 1. Ruhezustand Die Natrium und Kaliumkanäle sind geschlossen, und das Ruhepotential des Neurons wird aufrechterhalten - GO - 80 0 2 + + + (Na 3 (Na Patir Inaktivierungstor 2 (Na 3 (Na inic K+ 4 4ms 3 Reizung Depolarisation Zellmembran 2 der Einstrom Na+-lonen von 4. Repolarisationsphase Die Inaktivierungstore schließen die Natriumkanäle und die Kaliumkanäle öffnen sich, Kaliuminonen verlassen die Zelle und der Verlust der positiven Ladung macht das Zellinnere negativer als die Außenseite Aktions- potential am Axon Öffnung der Na+-Kanäle 5 5. Nachpotenzial Beide Tore der Natriumkanäle sind geschlossen, aber aufgrund ihres relativ trägen Verhaltens bleiben die Kaliumkanäle trotz vollständiger Repolarisation der Membran noch für kurze Zeit geöffnet. Eine oder zwei Millisekunden später ist der Ruhezustand wieder hergestellt, und das Neuron kann auf einen erneuten Reiz wieder mit einem Aktionspotenzial reagieren.

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Vielen Dank, wirklich hilfreich für mich, da wir gerade genau das Thema in der Schule haben 😁

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