Das Aktionspotential

Das Aktionspotential ist eine kurzzeitige Umkehrung des Membranpotentials auf etwa +30 mV. Es entsteht durch die Öffnung spannungsgesteuerter Natrium-Kanäle bei Erreichen des Schwellenwerts von -50 mV.

Die Phasen des Aktionspotentials sind:

1. Depolarisation: Öffnung der Natrium-Kanäle und Einstrom von Natrium-Ionen
2. Repolarisation: Öffnung der Kalium-Kanäle und Ausstrom von Kalium-Ionen
3. Hyperpolarisation: Kurzzeitiges Unterschreiten des Ruhepotentials
4. Rückkehr zum Ruhepotential

Definition: Das Alles-oder-Nichts-Prinzip besagt, dass ein Aktionspotential entweder vollständig ausgelöst wird oder gar nicht.

Example: Bei unterschwelligen Reizen entstehen nur lokale Potentiale, die nicht weitergeleitet werden.

Erregungsleitung und Synapse

Die Erregungsleitung erfolgt durch die Ausbreitung des Aktionspotentials entlang des Axons. Bei markhaltigen Nervenfasern findet eine saltatorische Erregungsleitung statt, bei der das Signal von einem Ranvier-Schnürring zum nächsten "springt".

An der Synapse wird das elektrische Signal in ein chemisches umgewandelt. Der Prozess der synaptischen Übertragung umfasst folgende Schritte:

1. Ankunft des Aktionspotentials am Endknöpfchen
2. Öffnung von Calcium-Kanälen
3. Einstrom von Calcium-Ionen
4. Verschmelzung der Vesikel mit der Membran und Freisetzung von Neurotransmittern
5. Diffusion der Neurotransmitter durch den synaptischen Spalt

Vocabulary: Synapsengifte sind Substanzen, die die Signalübertragung an Synapsen beeinflussen.

Example: Tetrahydrocannabinol (THC) erhöht den Serotoninspiegel, während LSD die Serotoninfreisetzung spezifisch verhindert.

Wirkung von Drogen auf Synapsen

Die Funktion des Gehirns hängt von der unterschiedlichen Konzentration verschiedener Neurotransmitter ab. Natürliche Transmitter des Menschen sind unter anderem Tyrosin, Dopa, Dopamin, Noradrenalin, Adrenalin und Serotonin.

Synapsengifte und Drogen können auf verschiedene Weise die synaptische Übertragung beeinflussen:

• Sie können selbst als Transmitter dienen
• Die Transmitterfreisetzung fördern oder hemmen
• Die Membranen beeinflussen

Example: Kokain fördert die Freisetzung von Noradrenalin, während Sedativa die Membranen beeinflussen.

Highlight: Das Verständnis der Wirkung von Synapsengiften und Drogen auf die synaptische Übertragung ist wichtig für die Entwicklung von Medikamenten und die Behandlung von neurologischen Erkrankungen.

Aufbau eines Neurons und Erregungsleitung

Ein Neuron besteht aus Dendriten, Soma, Axon und Synapsen. Die Erregungsleitung erfolgt durch Änderungen des Membranpotentials. Das Ruhepotential einer Nervenzelle liegt bei etwa -70 mV, wobei die Innenseite des Axons negativ geladen ist.

Das Ruhepotential wird durch unterschiedliche Ionenkonzentrationen und die selektiv permeable Membran aufrechterhalten. Die Natrium-Kalium-Pumpe transportiert unter ATP-Verbrauch Natrium-Ionen nach außen und Kalium-Ionen nach innen.

Vocabulary: Das Ruhepotential ist die elektrische Spannung zwischen Innen- und Außenseite der Nervenzellmembran im Ruhezustand.

Highlight: Die Natrium-Kalium-Pumpe spielt eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung des Ruhepotentials.