Biologie/Neurobiologie – Merkzettel

Biologie/Neurobiologie – Merkzettel
Erregungsleitung
Aktionspotentiale breiten sich entlang des gesamten Axons (Stück der
Nervenzelle) aus.
1) An Stelle wo ein Aktionspotential auftritt, wird das Membranpotential durch
Na+- Ionen Eintritt umgedreht.
2) An den Membranseiten stoßen positive und negative Ladungen direkt
aufeinander.
3) Diese Ladungen ziehen sich an und es kommt so zu einer
Ionenverschiebung > Veränderung des Membranpotentials in der
unmittelbaren Nachbarschaft.
4) Die Nachbarstelle wird depolarisiert (Abschwächung des Ruhepotentials)
und an ihr bildet sich ein Aktionspotential.
5) An der vorigen Stelle findet sich wieder ein Ruhepotential ein.
6) So geht es immer weiter, entlang des Axons. Die Aktionspotentiale bilden
sich immer „weiter rechts“.
Vorgänge an der Axonmembran während des
Aktionspotentials
1) Ruhezustand: Alle Membrankanälchen sind geschlossen und bilden eine
Barriere gegen den Ionendurchstrom.
2) Bei beginnenden Aktionspotential öffnen sich aktive Na+ Kanäle > Einstrom
der Na+ verändern das Membranpotential.
3) Durch Zunahme des Na+ Durchstroms öffnen sich die Kanälchen weiter und
das veränderte Membranpotential bewirkt die Öffnung der K+ Kanälchen. K+
arbeitet der weiteren Veränderung des Membranpotentials entgegen.
4) Bei der größten Membranveränderung schließen sich die Na+ kanälchen
wieder, K+ bleibt weiter geöffnet, schließen sich etwas später aber auch
wieder.
5) Natrium-Kalium-Pumpe stellt den ursprünglichen Zustand (Ruhepotential)
wieder her.
Für die Entstehung des Aktionspotentials sind die Na+ Ionen von
entscheidener Bedeutung.
Platz für zeichnung
Natrium –Kalium – Pumpe
K+ - Ionenkonzentration ist im Axon höher, Na+ Konzentration ist außerhalb
der Zelle höher > Bestrebung nach Ladungs- und Konzentrationsaustausch.
Na+ Ionen sickern permanent durch die Membran ins Innere, das auf Dauer
eine Abschwächung des Ruhepotentials bewirkt, sodass die Funktion des
Neurons beeinträchtigt wäre. Daher gibt es die Natrium – Kalium- Pumpe, denn
diese Pumpe ist eigentlich nichts weiter, als Carrierproteine in der Membran,
die den Na+ Eintritt kompensieren und zwar, indem sich an der Innenseite des
Carrierproteins Na+ anlagert und an der Außenseite K+. Dann dreht sich dieses
Carrierprotein einfach um (Komformationsänderung) und die Na+ gelangen
wieder nach Außerhalb und die K+ ins Innere der Zelle.
Prinzip der chemischen synaptischen Übertragung
1) Einlaufendes Aktionspotential depolarisiert Membran im Bereich des
Endknöpfchens.
2) Durch das Aktionspotential wurden die Calciumkanälchen geöffnet. Das
Ausströmen der Ca+ Ionen bewirkt die Freisetztung des
Übertragungsstoffes Acetylcholchin.
3) Das Acetylcholchin diffundiert durch den synaptischen Spalt zur
subsynaptischen Membran.
4) Moleküle des Acetylcholchins binden sich an die Rezeptoren in der
subsynaptischen Membran. Diese Bindung führt zu einer Öffnung der Na+
Kanälchen.
5) Durch die Kanälchen strömen Ionen ein und das Membranpotential
verändert sich (Depolarisation)
6) Colchinesterase spaltet Acetylcholchin in Acetat Ionen und Cholchin und
löst es somit von den Rezeptoren, sodass sich die Kanälchen wieder
schließen. Diese Moleküle diffundieren zurück durch den snyaptischen
Spalt in das Endknöpfchen. Dort stellt ein Enzym das Acetylcholchin wieder
her.
Wenn das Endplattenpotential an der postsynaptischen Membran den
Schwellwert erreicht, so löst es an der Endplatte ein Aktionspotential aus und
der Muskel kontrahiert. Der Impuls wird im Muskel genauso übertragen, wie im
Axon.
Aufbau von Neuronen
Bestehen aus Zellkörper, Dendriten und Axon. Die Berührungsstellen
zwischen Nerven oder Nerven und Muskeln etc. heißen Synapsen. Neuronen
sind entweder von Schwannschen Zellen umgeben oder von ihnen umwickelt
(markscheide).
Erregungsleitung in markhaltigen Nervenfasern
Die Bereiche des Axons sind durch Markscheiden isoliert. Ionensröme können
wegen der Isolierung erst am nächsten Schnürring eine Depolarisierung
auslösen, sodass erst dort ein neues Aktionspotential entsteht. Die Erregung
wird von Schnürring zu Schnürring weitergeleitet (salatorische
Erregungsleitung). Die leitung ist abhängig von der Dicke des Axons und dem
Abstand der Schnürringe. > Ökonomischer als die Übertragung von Impulsen
bei Nerven ohne Markscheide.