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Ruhe - und Aktionspotenzial

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 Ruhepotenzial
DEFINITION: das Ruhepotenzial bezeichnet das Membranpotenzial einer erregbaren Zelle im Ruhezustand
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Ruhepotenzial Aktionspotenzial -Depolarisation -Repolarisation -Hyperpolarisation -Refraktärzeit

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Ruhepotenzial DEFINITION: das Ruhepotenzial bezeichnet das Membranpotenzial einer erregbaren Zelle im Ruhezustand -> hervorgerufen durch ungleiche Ladungsverteilung Trennung durch semipermeable Membran innerhalb der Zelle: hohe Konzentration an Kaliumionen (K*) und Anionen (A) außerhalb der Zelle: hohe Konzentration an Natriumionen (Na+) und Chloridionen (CI) unterschiedliche Verteilung der lonen führt zur Entstehung eines Potenzials (Spannung) an der Zellmembran ENTSTEHUNG ·lonen wollen für Konzentrationsausgleich sorgen dazu bewegen sie sich vom Ort hoher Konzentration zum Ort niedriger Konzentration (Diffusion) · Kaliumionen diffundieren über ständig geöffnete K'-Kanäle zwischen Intra- und Extrazellulärraum durch das chemische Potenzial gibt es einen Nettostrom von K* in das Zelläußere nehmen positive Ladung mit nach außen & nicht durchlässige Anionen bleiben mit negativer Ladung innen deshalb führt Ausstrom von K* zur Ladungstrennung & zur Ausbildung eines elektrischen Potenzials, wobei das Zellinnere negativ und das Zelläußere positiv geladen ist negative Aufladung des Zellinnenraums wird durch diesen K+-Leckstrom verstärkt -> positiven K* lonen werden vom negativen Zellinnenraum angezogen, da sich positive und negative Ladungen anziehen entspricht das chemische dem elektrischen Potenzial, stellt sich ein Gleichgewichtszustand zwischen Einstrom und Ausstrom von Kaliumionen ein resultierende Membranpotenzial liegt im Ruhezustand bei etwa -70 mV (wird Ruhepotenzial genannt) · Membran für Nat im Ruhezustand nicht permeabel, jedoch sickern einige lonen über undichte Stellen in der Membran in die Zelle hinein sie erzeugen den Leckstrom, der zum Konzentrationsausgleich von Na+...

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führen würde resultierende Ladungsausgleich würde Ruhepotenzial aufheben um das Ruhepotenzial aufrechtzuerhalten wirkt die Natrium-Kaliumpumpe dem Leckstrom entgegen K* und Nat werden gegen ihr Konzentrationsgefälle transportiert unter ATP-Spaltung werden bei jedem Transportschritt 2 K* nach innen & 3 Na* nach außen transportiert Aktionspotenzial DEFINITION: Ein Aktionspotenzial ist eine vorübergehende Abweichung des Ruhepotenzials Ablauf nach Alles-oder-Nichts Gesetz • die Reizweiterleitung in Neuronen erfolgt über die Aktionspotenziale . sie entstehen durch eine Veränderung des Potenzials (Spannung) an einer Zellmembran kommt durch das Öffnen und Schließen von lonenkanälen in der Membran (diese werden über die Spannungsänderung durch einen ankommenden elektrischen Reiz gesteuert) ABLAUF Dauer eines APs nur 2 Millisekunden Ruhepotenzial •Membranpotenzial liegt bei -70 mV (dann bezeichnet man das Membranpotenzial auch als Ruhepotenzial) Zellinnere ist im Vergleich zu Außen negativ geladen Konzentration der Kaliumionen ist im Zellinneren hoch, Natriumkonzentration außerhalb der Zelle höher ohne Reiz sind alle spannungsgesteuerten Natrium- und Kaliumionenkanäle geschlossen · ein am Axonhügel ankommender Reiz erhöht die Spannung an der Zellmembran nur wenn Reiz die Spannung über den Schwellenwert erhöht, wird ein AP ausgelöst → Alles-oder-Nichts elektrische Erregungen, die unter diesem Wert liegen, lösen kein AP aus (keine Weiterleitung) Depolarisation starker Reiz erreicht Axonhügel und der Schwellenwert wird überschritten • dadurch öffnen sich die spannungsabhängigen Natriumkanäle in der Membran • Konzentration von Natriumionen ist außerhalb der Zelle deutlich höher als im Zellinnenraum führt zu schlagartigem Einstrom positiv geladener Natriumionen in das Zellinnere des Axons ·das führt zur Öffnung weiterer Natriumkanäle & stellt somit eine positive Rückkopplung dar so kommt es zur Ladungsumkehr (Zellinnere ist jetzt positiv geladen) -> Umpolarisierung Nat-Kanäle sind nur 1-2 Millisekunden offen und schließen dann wieder Repolarisation · es erfolgt das Schließen von Natriumkanälen & gleichzeitig das Öffnen von spannungsabhängigen Kaliumkanälen, positiv geladener K+-Ausstrom schwillt an, da Zelläußere ja negativ ist dabei nimmt Membranpotenzial ab und nähert sich dem Ruhepotenzial an Hyperpolarisation da das Schließen der Kaliumkanäle länger dauert, als das der Natriumkanäle, kann es zur Unterschreitung des Ruhepotenzials kommen -bis Kanäle vollständig geschlossen sind, diffundieren Kaliumionen weiter aus der Zelle Membranspannung wird oft erst noch negativer, als das ursprüngliche Ruhepotenzial Refraktärzeit • nach Ablauf des Aktionspotanzials kann nicht direkt die nächste Erregung weitergeleitet werden. dauert eine kurze Zeit, bis Zelle wieder erregbar ist, da Natriumkanäle wieder aktiviert werden müssen · wichtig für eine unidirektionale Weiterleitung eines Reizes (nur vom Zellkörper in Richtung der Synapse) • Natrium-Kaliumpumpe stellt Ausgangssituation her

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