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Reiz-Reaktions-Schema
Brownische Molekularbewegung
Aufbau und Funktion einer Nervenzelle
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Reiz-Reaktionsschema, Neuron, Ruhepotential, Aktionspotential

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Themen: Reiz-Reaktions-Schema Brownische Molekularbewegung Aufbau und Funktion einer Nervenzelle Ruhepotential und Arctionspotential NEUROBIOLOGIE REIZ-REAKTIONS-SCHEMA Beispiel: Arm fängt Stift adäquater Reiz Reiz Lichtstrahlen 42.B. Lichtstrahlen, Schallwellen oder Druck →Sinnesorgan Auge sensorische Nervenbahnen ZNS =zentrale Nerven- system motorische Nerrenbahnen Efferctor Muskel Ceinige Muskelgruppen contrahieren oder erschlaffen) Organismus Zentralesnervensystem • Bildung aus Gehim und Rückenmark • Verarbeitung und Speicherung von Information Goder vergleich von bereits gespeicherte ⒸKörperbewegung werden geplant und gesteuert 1.11.22 Reaktion hemmende und erregte Neuronen Fangbewegung ·sind wichtig für Bewegung der Musroeln mit ihren jeweiligen Gegenspieler (Antagonisten) gestrecicte Muskel = erregt ↳gebeugte Muskel = gehemmt Beschreibung: 1. Reiz wird vom Organismu mus mithilfe eines Sinnesorgans aufgenommen → Sinnesorgan beinhaltet Sinneszellen, die den Reiz aufnehmen Creagieren nur wenn ein passender Reiz eintrifft = adäquater Reiz) 2. Reiz wird in elektrischen Impuls umgewandelt und mithilfe von sensorischen Nervenbahnen zur Verarbeitung ins ZNS weitergeleitet (elektrische Impulse zum ZNS = afferente Nerven) 3. Im ZNS erfolgt die Verarbeitung des Reizes →wird wahrgenommen + bewertet → und löst eine Reaktion in Form eines welteren elektrischen Impuls aus = 4. Dieser wird dann über die motorischen Nervenbahnen zu den jeweiligen Effekctoren weiter- geleitet Celektrische Impulse zum Effertor = efferente Nerven) 5. Elektrische Impuls löst im Effertor eine Reaktion aus (in der Regel: außerhalb des Organismus) BROWNISCHE MOLEKULARBEWEGUNG Die Moleküle eines Stoffes in einer Flüssigkeit stoßen mit anderen zusammen und es geordnete Struktur und kein Ende der Bewegung 4 Die unregelmäßige und zufällige Bewegung ron mikroskopisch kleinen Teilchen → Die Geschwindigkeit der Moleküle hängt von der Temperatur und Viskosität (zähligkeit) oder Flüssigkeit ab ↳ Je höher die Temperatur,...

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desto schneller die Bewegung Diffusion gibt keine Diffusion = gleichmäßige Verteilung Bei der Diffusion bewegen sich die Teilchen der Stoffe und mischen sich durch "Dadurch entsteht ein Konzentrationsausgleich Osmose = Erweiterung der Diffusion Eine Diffusion mit Hindernissen. Die Diffusion wird durch eine Membran getrennt, die nicht alle beteiligten Molekcüle oder lonen gleichermaßen gut durchlässt (semipermeable) ↳ron niedriger → zur höheren konzentration ↳ wenn die Konzentration ausgeglichen wurde → hört Prozess auf AUFBAU & FUNKTION NERVENZELLE Soma = Zellkörper Zellkörper zell- organellon zellkern T Dendriten Informationsaufnahme Dendrit Axonhügel Informations- verarbeitung zellkörper/Soma Zellkern Axonhügel Axon Axon Myelinscheide (Wirbeltieren) Ranvier'sche Schnürringe Schwann'sche Zelle Endknöpfchen Synapse Neurit/Axon Gliazellen Schwann'sche Zelle Raniersche Schnüringe Informationsweiterleitung collaterale Präsynaptische Endungen Endrenöpfchen Bestandteil Function allgemein Nervenzelle → dienen der Informationsweiterleitung von Reizen durch unsern ganzen Körper Stoffwechsel der Zelle Synapse -Membran d.zielzelle ( Muskel-, Drüsen Nervenzelle) Informationsübertragung 1 Informationsaufnahme von anderen Zellen + leiten zum Soma weiter Informationssammlung aller Dendriten Informationsrerarbeitung und Bildung von Nervenimpulsen Informationsweiterleitung über große Entfernungen → sorgt für schnelle Weiterleitung/Isolierschicht ums Axon Bildung ron Nerrenimpulsen Isolations-, Stütz-und Emährungsfunktion → kontaktstelle zu benachbarten Zelle Reiz wird durch Informationsübertragung Chemische Signale übertragen 4 weiterleitung erfolgt durch elektrische Erregung, konkret über Veränderung der elektrischen Potentiale zwischen zellinnenraum und Außenmedium Definition: das Runepotential bezeichnet das Membranpotential einer erregbaren Zelle im Ruhestand ↳ Aufrechterhaltung des Ruhepotentials wichtig → sonst können keine elektrische Reize (in Form von Arctionpotentialen = Änderung des Ruhepotentials) weitergeleitet werden LONENVERTEILUNG RUHEPOTENTIAL semipermeable Membran ↳nur für Na+/+-lonen clurchlässig Extrazellulär →vorallem Nat-lonen und C1-Ionen = positiv Beschreibung: Intrazellulär →vorallem K+-lonen und A¯-lonen = negativ + Na wasser Na k 0 wasser Na Natrium-Ionenkanal Na Nat 0000 vvvv -kalium- lonen/canal chemisches Potential: streben nach konzentrationsausgleich 1-Rune potential elektrisches Potential: elektrische Anziehungskraft Na Natrium/kalium-Pumpe ATP-ADP+P Chloriden 100 Natriumionen VV kaliumionen Ziel des Ruhepotentials: Gleichgewicht zwischen chemischen und elektrischen Potential organische Anionen - Im Ruhezustand: Nat-kanäle geschlossen, k+-kanäle geöffnet - k+-lonen → konzentrationsausgleich schaffen caa innen mehr als außen) und diffundieren nach außen Chemische Potential drückt k+-lonen nach außen - Elektrische Potential Gleichgewicht nicht mehr gegeben (da mehr-lonen außen als Innen) Dieses drückt ein Teil der k+-lonen wieder nach Innen Der Punkt, wo das chemische Potential Ic+-lonen genauso stark nach außen drückt → wie das elektrische Potential nach Innen drückt (anzient) => wo das Ruhepotential anliegt AUFRECHTERHALTUNG lonenkanäle: →K+-kanäle geöffnet. → K+ Ausstrom, um konzentrationsausgleich zu schaffen → Nat-kanäle geschlossen → Nat kann in geringen Mengen durch Membran: Leckströme Leckströme → würden auf Dauer zu Ladungsausgleich führen Na+/K+ - Pumpe: →Enzym, aktiver Transportmechanismus → Aufrechterhaltung des Ruhepotentials - transportiert: →unter Energieverbrauch ATP → ADP +P 2 k+-lonen nach Innen 3 Nat-lonen nach außen ↳ Im Endeffekt: 1 Ⓒ-lon nach außen =) Abau des elektrischen Potentials entgegen- gewirkt =) sorgt für stabiles Ruhepotential AKTIONSPOTENTIAL → Das Aktionspotential dient der Reizweiterleitung an Nervenzellen. Es beschreibt die Änderung des elektrischen Membranpotentials, welches durch das Öffnen und schließen von spannungsabhängigen lonenkanälen erzeugt wird. Coauert ca. 1-2 ms) ABLAUF 50 schwellen-→ -50 wert -70 Depolarisation (unpolarisation) Membranpotential (mv) Ruhepotential 1 2 Repolarisation 3 Hyperpolarisation Ruhepotential zeit (ms) 1. Ruhemembranpotential ↳ beror es mit dem Aktionspotential losgent befindet sich die Zelle im Runezustand. Die Ladung beträgt ca -70 mr. Die spann ngsabhängigen Natrium- und kalium- kanale sind geschlossen. CK+-Ausstrom, Na+/kt-Pumpe halten RP konstant → Außen = Ⓒ; Innen ☺) 2. Schwellenpotential ↳ kommt ein Reiz an der Zelle an, öffnen sich einige spannungsabhängige Na+-Kanäle. Ist der Reiz, der ankommt stark genug und wird das Schwellen potential ron -50 my erreicht öffnen. sich weitere Nat-rcanäle und es wird ein Arctionspotential ausgelöst. Ist der Reiz zu schwach, bildet sich die Erregung zurück und es wird kein Arctions- potential gebildet. 3. Depolarisation 4 Da die spannungsabhängigen Natrium-kanäle geöffnet sind, strömt Na+ schnell in die Zelle ein. Das zellinnere wird positiver. (Unterschied zwischen Innen laußen immer kleiner) ⇒kommt sogar zur Unpolarisation: Innen mehr positir als außen 4. Repolarisation 4 Bei der Reporlisation schließen sich die spannungsabhängigen Natrium-kanäle wieder. kalium-Kanäle öffnen sich und kalium strömt rom Zellinneren nach außen. Die Zelle wird innen immer negativer.

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Die Diffusion wird durch eine Membran getrennt, die nicht alle beteiligten Molekcüle oder lonen gleichermaßen gut durchlässt (semipermeable) ↳ron niedriger → zur höheren konzentration ↳ wenn die Konzentration ausgeglichen wurde → hört Prozess auf AUFBAU & FUNKTION NERVENZELLE Soma = Zellkörper Zellkörper zell- organellon zellkern T Dendriten Informationsaufnahme Dendrit Axonhügel Informations- verarbeitung zellkörper/Soma Zellkern Axonhügel Axon Axon Myelinscheide (Wirbeltieren) Ranvier'sche Schnürringe Schwann'sche Zelle Endknöpfchen Synapse Neurit/Axon Gliazellen Schwann'sche Zelle Raniersche Schnüringe Informationsweiterleitung collaterale Präsynaptische Endungen Endrenöpfchen Bestandteil Function allgemein Nervenzelle → dienen der Informationsweiterleitung von Reizen durch unsern ganzen Körper Stoffwechsel der Zelle Synapse -Membran d.zielzelle ( Muskel-, Drüsen Nervenzelle) Informationsübertragung 1 Informationsaufnahme von anderen Zellen + leiten zum Soma weiter Informationssammlung aller Dendriten Informationsrerarbeitung und Bildung von Nervenimpulsen Informationsweiterleitung über große Entfernungen → sorgt für schnelle Weiterleitung/Isolierschicht ums Axon Bildung ron Nerrenimpulsen Isolations-, Stütz-und Emährungsfunktion → kontaktstelle zu benachbarten Zelle Reiz wird durch Informationsübertragung Chemische Signale übertragen 4 weiterleitung erfolgt durch elektrische Erregung, konkret über Veränderung der elektrischen Potentiale zwischen zellinnenraum und Außenmedium Definition: das Runepotential bezeichnet das Membranpotential einer erregbaren Zelle im Ruhestand ↳ Aufrechterhaltung des Ruhepotentials wichtig → sonst können keine elektrische Reize (in Form von Arctionpotentialen = Änderung des Ruhepotentials) weitergeleitet werden LONENVERTEILUNG RUHEPOTENTIAL semipermeable Membran ↳nur für Na+/+-lonen clurchlässig Extrazellulär →vorallem Nat-lonen und C1-Ionen = positiv Beschreibung: Intrazellulär →vorallem K+-lonen und A¯-lonen = negativ + Na wasser Na k 0 wasser Na Natrium-Ionenkanal Na Nat 0000 vvvv -kalium- lonen/canal chemisches Potential: streben nach konzentrationsausgleich 1-Rune potential elektrisches Potential: elektrische Anziehungskraft Na Natrium/kalium-Pumpe ATP-ADP+P Chloriden 100 Natriumionen VV kaliumionen Ziel des Ruhepotentials: Gleichgewicht zwischen chemischen und elektrischen Potential organische Anionen - Im Ruhezustand: Nat-kanäle geschlossen, k+-kanäle geöffnet - k+-lonen → konzentrationsausgleich schaffen caa innen mehr als außen) und diffundieren nach außen Chemische Potential drückt k+-lonen nach außen - Elektrische Potential Gleichgewicht nicht mehr gegeben (da mehr-lonen außen als Innen) Dieses drückt ein Teil der k+-lonen wieder nach Innen Der Punkt, wo das chemische Potential Ic+-lonen genauso stark nach außen drückt → wie das elektrische Potential nach Innen drückt (anzient) => wo das Ruhepotential anliegt AUFRECHTERHALTUNG lonenkanäle: →K+-kanäle geöffnet. → K+ Ausstrom, um konzentrationsausgleich zu schaffen → Nat-kanäle geschlossen → Nat kann in geringen Mengen durch Membran: Leckströme Leckströme → würden auf Dauer zu Ladungsausgleich führen Na+/K+ - Pumpe: →Enzym, aktiver Transportmechanismus → Aufrechterhaltung des Ruhepotentials - transportiert: →unter Energieverbrauch ATP → ADP +P 2 k+-lonen nach Innen 3 Nat-lonen nach außen ↳ Im Endeffekt: 1 Ⓒ-lon nach außen =) Abau des elektrischen Potentials entgegen- gewirkt =) sorgt für stabiles Ruhepotential AKTIONSPOTENTIAL → Das Aktionspotential dient der Reizweiterleitung an Nervenzellen. Es beschreibt die Änderung des elektrischen Membranpotentials, welches durch das Öffnen und schließen von spannungsabhängigen lonenkanälen erzeugt wird. Coauert ca. 1-2 ms) ABLAUF 50 schwellen-→ -50 wert -70 Depolarisation (unpolarisation) Membranpotential (mv) Ruhepotential 1 2 Repolarisation 3 Hyperpolarisation Ruhepotential zeit (ms) 1. Ruhemembranpotential ↳ beror es mit dem Aktionspotential losgent befindet sich die Zelle im Runezustand. Die Ladung beträgt ca -70 mr. Die spann ngsabhängigen Natrium- und kalium- kanale sind geschlossen. CK+-Ausstrom, Na+/kt-Pumpe halten RP konstant → Außen = Ⓒ; Innen ☺) 2. Schwellenpotential ↳ kommt ein Reiz an der Zelle an, öffnen sich einige spannungsabhängige Na+-Kanäle. Ist der Reiz, der ankommt stark genug und wird das Schwellen potential ron -50 my erreicht öffnen. sich weitere Nat-rcanäle und es wird ein Arctionspotential ausgelöst. Ist der Reiz zu schwach, bildet sich die Erregung zurück und es wird kein Arctions- potential gebildet. 3. Depolarisation 4 Da die spannungsabhängigen Natrium-kanäle geöffnet sind, strömt Na+ schnell in die Zelle ein. Das zellinnere wird positiver. (Unterschied zwischen Innen laußen immer kleiner) ⇒kommt sogar zur Unpolarisation: Innen mehr positir als außen 4. Repolarisation 4 Bei der Reporlisation schließen sich die spannungsabhängigen Natrium-kanäle wieder. kalium-Kanäle öffnen sich und kalium strömt rom Zellinneren nach außen. Die Zelle wird innen immer negativer.