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Nervenzellen und Synapsen: Aufbau und Funktion einfach erklärt

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Nervenzellen und Synapsen: Aufbau und Funktion einfach erklärt
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Nervenzellen und Synapsen spielen eine entscheidende Rolle bei der Informationsübertragung im Nervensystem. Der Aufbau und die Funktion dieser Strukturen ermöglichen die schnelle und präzise Weiterleitung von Signalen im Körper. Nervenzelle Aufbau und Funktion sowie die Synapse Funktion sind grundlegend für das Verständnis neuronaler Prozesse.

  • Nervenzellen bestehen aus Zellkörper, Dendriten und Axon
  • Synapsen ermöglichen die Signalübertragung zwischen Nervenzellen
  • Die Leitungsgeschwindigkeit hängt von Axondurchmesser und Myelinisierung ab
  • Chemische Synapsen übertragen Signale unidirektional durch Neurotransmitter
  • Verschiedene Faktoren können die synaptische Übertragung beeinflussen

2.3.2021

174

11 Ankommende elektrische
Impulse bewirken,
dass Bläschen zum Spalt
wandern.
Ausschüttung von
Transmittermolekülen
in den synaptischen
Spalt

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Einflussfaktoren auf die Nervenfunktion

Verschiedene Substanzen können die Funktion von Nervenzellen und Synapsen beeinflussen:

  1. Narkosestoffe: Verhindern die Auslösung elektrischer Signale an den Rezeptoren der postsynaptischen Membran

    Example: Dies kann dazu führen, dass wichtige Signale nicht weitergeleitet oder ausgelöst werden.

  2. Nervengase: Blockieren Enzyme im synaptischen Spalt

    Highlight: Ohne diese Enzyme können Transmittermoleküle nicht abgebaut und recycelt werden, was die Signalübertragung stört.

  3. Bestimmte Drogen: Wirken ähnlich wie Transmittermoleküle

    Definition: Diese Substanzen können sich an Rezeptoren binden und elektrische Impulse auslösen, wobei der Körper sie nicht von natürlichen Transmittern unterscheiden kann.

Die Auswirkungen dieser Substanzen auf die Nervenfunktionen können vielfältig sein und zu Störungen in der Signalübertragung führen.

Evolutionäre Anpassung der Nervenleitgeschwindigkeit

Bei Wirbeltieren, einschließlich des Menschen, zeigt sich eine interessante Verteilung von Nerven mit und ohne Markscheiden:

  • Nerven mit Markscheiden: Steuern Muskeln von Händen und Armen
  • Nerven ohne Markscheiden: Steuern den Darm

Diese Aufteilung könnte sich in der Evolution aus folgenden Gründen durchgesetzt haben:

  1. Schnelle Reaktionsfähigkeit: Markhaltige Nerven ermöglichen schnellere Bewegungen der Extremitäten, was für Flucht oder Jagd vorteilhaft ist.
  2. Energieeffizienz: Langsamere, marklose Nerven sind für die Darmfunktion ausreichend und sparen Energie.
  3. Präzision vs. Dauerfunktion: Schnelle Nerven für präzise Bewegungen, langsame für kontinuierliche Funktionen wie die Verdauung.

Highlight: Die Myelinisierung von Nervenfasern ist ein wichtiger Aspekt der neurologischen Entwicklung und Anpassung.

Diese evolutionäre Anpassung zeigt, wie die Nervenleitgeschwindigkeit optimal an die Bedürfnisse verschiedener Körperfunktionen angepasst wurde.

11 Ankommende elektrische
Impulse bewirken,
dass Bläschen zum Spalt
wandern.
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Transmittermolekülen
in den synaptischen
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Aufbau und Funktion von Nervenzellen

Die Nervenzelle Funktion basiert auf ihrem charakteristischen Aufbau. Ein mikroskopisches Bild zeigt die wichtigsten Strukturen einer Nervenzelle:

  • Dendriten: verzweigte Fortsätze, die Signale empfangen
  • Zellkern: Steuerungszentrum der Zelle
  • Axonhügel: Ursprung des Axons
  • Ranviersche Schnürringe: Unterbrechungen der Myelinscheide

Vocabulary: Die Myelinscheide ist eine isolierende Hülle um das Axon, die die saltatorische Erregungsleitung ermöglicht.

Die Nervenleitgeschwindigkeit hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie eine Tabelle mit Informationen zu Nerven verschiedener Tiere zeigt:

Example: Ein Mensch hat Nerven mit einem Durchmesser von 10 Mikrometern und einer Leitungsgeschwindigkeit von 60 m/s, während eine Qualle Nerven mit 9 Mikrometern Durchmesser und nur 0,5 m/s Leitungsgeschwindigkeit besitzt.

Daraus lässt sich ableiten, dass die Leitungsgeschwindigkeit von zwei Hauptfaktoren abhängt:

  1. Axondurchmesser: Je geringer, desto schneller die Leitung
  2. Vorhandensein einer Markscheide: Erhöht die Geschwindigkeit deutlich

Highlight: Die Markscheide Funktion besteht darin, die Erregungsleitung zu beschleunigen. Dies erklärt den Unterschied zwischen marklosen und markhaltigen Nervenfasern.

Informationsübertragung an Synapsen

Die Synapse Aufbau und Funktion sind entscheidend für die Signalweiterleitung zwischen Nervenzellen. Der Prozess der Erregungsübertragung an einer Synapse lässt sich in mehrere Schritte unterteilen:

  1. Ankunft elektrischer Impulse am Endknöpfchen
  2. Wanderung von Bläschen mit Neurotransmittern zum synaptischen Spalt
  3. Ausschüttung der Transmittermoleküle in den Spalt
  4. Bindung der Transmitter an Rezeptoren der Zielzelle
  5. Auslösung eines elektrischen Impulses in der Zielzelle
  6. Abbau der Transmittermoleküle durch Enzyme
  7. Rücktransport der Bruchstücke
  8. Neusynthese und Speicherung der Transmitter in Bläschen

Definition: Eine chemische Synapse ist eine spezialisierte Kontaktstelle zwischen Nervenzellen, an der Signale mittels chemischer Botenstoffe (Neurotransmitter) übertragen werden.

Die Informationsübertragung über mehrere Nervenzellen, beispielsweise von einer Sinneszelle zum Gehirn, kann nur in eine Richtung stattfinden. Dies liegt an zwei Hauptgründen:

  1. Chemische Synapsen sind unidirektional
  2. Die Refraktärzeit verhindert eine sofortige Rückerregung der Nervenzelle

Vocabulary: Die Refraktärzeit ist eine kurze Phase nach einem Aktionspotenzial, in der die Nervenzellmembran unerregbar ist.

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  • Nervenzellen bestehen aus Zellkörper, Dendriten und Axon
  • Synapsen ermöglichen die Signalübertragung zwischen Nervenzellen
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    Example: Dies kann dazu führen, dass wichtige Signale nicht weitergeleitet oder ausgelöst werden.

  2. Nervengase: Blockieren Enzyme im synaptischen Spalt

    Highlight: Ohne diese Enzyme können Transmittermoleküle nicht abgebaut und recycelt werden, was die Signalübertragung stört.

  3. Bestimmte Drogen: Wirken ähnlich wie Transmittermoleküle

    Definition: Diese Substanzen können sich an Rezeptoren binden und elektrische Impulse auslösen, wobei der Körper sie nicht von natürlichen Transmittern unterscheiden kann.

Die Auswirkungen dieser Substanzen auf die Nervenfunktionen können vielfältig sein und zu Störungen in der Signalübertragung führen.

Evolutionäre Anpassung der Nervenleitgeschwindigkeit

Bei Wirbeltieren, einschließlich des Menschen, zeigt sich eine interessante Verteilung von Nerven mit und ohne Markscheiden:

  • Nerven mit Markscheiden: Steuern Muskeln von Händen und Armen
  • Nerven ohne Markscheiden: Steuern den Darm

Diese Aufteilung könnte sich in der Evolution aus folgenden Gründen durchgesetzt haben:

  1. Schnelle Reaktionsfähigkeit: Markhaltige Nerven ermöglichen schnellere Bewegungen der Extremitäten, was für Flucht oder Jagd vorteilhaft ist.
  2. Energieeffizienz: Langsamere, marklose Nerven sind für die Darmfunktion ausreichend und sparen Energie.
  3. Präzision vs. Dauerfunktion: Schnelle Nerven für präzise Bewegungen, langsame für kontinuierliche Funktionen wie die Verdauung.

Highlight: Die Myelinisierung von Nervenfasern ist ein wichtiger Aspekt der neurologischen Entwicklung und Anpassung.

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Die Nervenzelle Funktion basiert auf ihrem charakteristischen Aufbau. Ein mikroskopisches Bild zeigt die wichtigsten Strukturen einer Nervenzelle:

  • Dendriten: verzweigte Fortsätze, die Signale empfangen
  • Zellkern: Steuerungszentrum der Zelle
  • Axonhügel: Ursprung des Axons
  • Ranviersche Schnürringe: Unterbrechungen der Myelinscheide

Vocabulary: Die Myelinscheide ist eine isolierende Hülle um das Axon, die die saltatorische Erregungsleitung ermöglicht.

Die Nervenleitgeschwindigkeit hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie eine Tabelle mit Informationen zu Nerven verschiedener Tiere zeigt:

Example: Ein Mensch hat Nerven mit einem Durchmesser von 10 Mikrometern und einer Leitungsgeschwindigkeit von 60 m/s, während eine Qualle Nerven mit 9 Mikrometern Durchmesser und nur 0,5 m/s Leitungsgeschwindigkeit besitzt.

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  1. Axondurchmesser: Je geringer, desto schneller die Leitung
  2. Vorhandensein einer Markscheide: Erhöht die Geschwindigkeit deutlich

Highlight: Die Markscheide Funktion besteht darin, die Erregungsleitung zu beschleunigen. Dies erklärt den Unterschied zwischen marklosen und markhaltigen Nervenfasern.

Informationsübertragung an Synapsen

Die Synapse Aufbau und Funktion sind entscheidend für die Signalweiterleitung zwischen Nervenzellen. Der Prozess der Erregungsübertragung an einer Synapse lässt sich in mehrere Schritte unterteilen:

  1. Ankunft elektrischer Impulse am Endknöpfchen
  2. Wanderung von Bläschen mit Neurotransmittern zum synaptischen Spalt
  3. Ausschüttung der Transmittermoleküle in den Spalt
  4. Bindung der Transmitter an Rezeptoren der Zielzelle
  5. Auslösung eines elektrischen Impulses in der Zielzelle
  6. Abbau der Transmittermoleküle durch Enzyme
  7. Rücktransport der Bruchstücke
  8. Neusynthese und Speicherung der Transmitter in Bläschen

Definition: Eine chemische Synapse ist eine spezialisierte Kontaktstelle zwischen Nervenzellen, an der Signale mittels chemischer Botenstoffe (Neurotransmitter) übertragen werden.

Die Informationsübertragung über mehrere Nervenzellen, beispielsweise von einer Sinneszelle zum Gehirn, kann nur in eine Richtung stattfinden. Dies liegt an zwei Hauptgründen:

  1. Chemische Synapsen sind unidirektional
  2. Die Refraktärzeit verhindert eine sofortige Rückerregung der Nervenzelle

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