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Nervensystem
I.
Bau des Nervensystems
 Unterteilung
 zentrales Nervensystem = ZNS  Gehirn & Rückenmark
 peripheres Nervensystem = PNS  Nerven
 Arbeit
 Umweltinformationen aufnehmen
o in Sinnesorganen: Reize zu Nervenerregungen umgewandelt  Erregungen über
Sinnesnerven = sensorische Nerven zum Gehirn weitergeleitet
o Nervenerregungen aus Körper: über Rückemark zum Gehirn
 Infos verarbeiten
o Gehirn analysiert Infos (Wahrnehmen von z.B. Helligkeit, Farbe, usw)
o Sinneswahrnehmungen erregen aber auch Gehirnteile, in denen Gefühle entstehen
 Infos werden Befehle = darauf reagiren
o vom Gehirn: Sendung von Befehlen ans Rückenmark  motorische Nerven
steuern Skelettmuskulatur
o Grundbaustein: Nervengewebe – vernetzte Neuronen (Nervenzellen) mit
Zellkörper und Fortsätze (Nervenfasern: Axone und Dendriten)
 Bau und Funktion der Nervenzelle
Bauteil
Funktion
der Zellkörper
Träger des Zellkerns und Cyptoplasmas ; sammelt und verrechnet
die Signale ; von hier geht das Wachstum aus
die Dendriten
nehmen Informationen von Sinneszellen oder anderen
Nervenzellen auf & leiten sie an den Zellkörper weiter
= weit verzweigte Zellfortsätze
das Axon
leitet die Ergebnisse vom Zellkörper weiter an die Nerven-,
Muskel- und Drüsenzellen  Energie benötigender Prozess
der Axonhügel
Ursprungskegel des Axons
die Synapse
Kontaktstellen zwischen zwei Nervenzellen oder auch zwischen
Nerven- und Muskelzellen
der synaptische
Spalt zwischen zwei Zellen ; Abgabe des Transmitters
Spalt
die motorische
Endknöpfchen, die an Muskelzellen liegen
Endplatten
Axone sind von einer elektrischen Isolationshülle – die Markscheide – umgeben, die
von Schwannschen Zellen gebildet werden. Zwischen zwei benachbarten
Schwannschen Zellen ist ein schmaler Bereich des Axons ohne Hülle – der
Ranvierscher Schnürring.
II.

1)
2)
3)
4)
5)
6)
Erregungsübertragung na Synapsen
 normaler Vorgang
Die Nervenleitung ist sehr schnell (120 Meter/Sekunde). Mit Hilfe von elektrischen
Impulsen (0,1 Volt) wird die Information weitergeleitet. Der elektrische Impuls wird
im sypnatischen Spalt gestoppt. Stattdessen wird ein chemischer Impuls
weitergeleitet, mit Hilfe von Transmitter (=Dopamin, Acetylcholin, Serotonin,...).
Transmitter wird in Vesikeln an der Spitze eines Axons, d.h. in einem
Endknöpfchen, gespeichert.
Trifft dort ein elektrisches Signal ein, öffnen sich die Ionenkanäle. Ionen strömen in
die Synapse ein. Dies, bzw. die Ladung, veranlasst, dass die Vesikeln mit der
Membran des Neurons verschmelzen.
Dadurch wird der Transmitter in den synaptischen Spalt zwischen dem Axon und
den Dendriten einer benachbarten Nervenzelle ausgeschüttet.
Der Transmitter bewegt sich nun zum benachbarten Neuron. Die Dendriten dieses
Neurons beinhalten Rezeptoren, an die sich der Transmitter binden kann. Diese
Bindung führt zur Weitergabe der Information.
Wurde die Information weitergegeben, löst sich der Transmitter und wird wieder in
die Synapse aufgenommen. Es wurde entweder durch Protein abgebaut oder durch
Transporter rückgeführt.
Die Ionenkanäle des Dendriten öffnen sich und Natrium strömt hinein. Dies führt
entweder zur Muskelkontraktion des Erfolgorgans oder zur Weiterleitung des nun
wieder elektrischen Impulses.
 Pfeilgift Curare
 Erzäugung: in den tropischen Regenwälder Südamerikas, um Beutetiere zu erlegen
– Curare verteilt sich über die Blutbahn im Körper  Lähmung der
Skelettmuskulatur, also auch der Atemmuskeln – Tiere ersticken
 was passiert:
o Curare bindet sich an Acetylcholin-Rezeptoren von Muskelfasern
o Kampf zwischen Gift und eigentlicher Überträgerstoff (Acetylcholin)
o Curare löst keine Muskelkontraktion aus – Muskel ist gelähmt
 Versuch Bernards:
o Für eine Muskelkontraktion muss sich ein Überträgerstoff am Rezeptor binden.
o Wenn Curare dringt, verteilt es sich über die Blutbahn im Körper. Gift ist also im
Blut.
o Curare bindet sich jedoch an diesen Rezeptoren und verhindert eine Kontraktion.
o Wenn man das Gift vor diesem Spalt einspritzt, dann verteilt sich das Gift, sodass
keine Muskelkontraktion entstehen kann. Auf der Seite, wo das Bein abgeschnürt
ist, kann das mit Curare verteiltes Blut nicht weiterflieβen. Deshalb kommt Curare
nicht bis zu den Rezeptoren, kann sich da nicht binden und verhindert nicht die
Muskelkontraktion, d.h. da entsteht eine Kontraktion.
o Wenn man das Gift jedoch nach dem Spalt, schon am Muskel einspritzt, dann
verhindert der Gift gar nichts, da es sich nicht an Rezeptoren bindet. Der normale
Prozess der Muskelkontraktion findet statt.
III.
Unser Zentralnervensystem (Gehirn und Rückenmark)
 ZNS und Kontrolle unserer Bewegungen
 Groβhirn und Kleinhirn arbeiten zusammen
 sensorische Nervenzellen: Nervenfasern, die von der Groβhirnrinde hin zum
Kleinhirn ziehen
 motorische NZ: Nervenfasern, die vom Kleinhirn zur Groβhirnrinde führen
 Groβhirn:
o oberste Steuerzentrale unserer willkürlichen Bewegungen
o Hände von verschiedenen Hirnhälften gesteuert
 Kleinhirn:
o für Koordination zuständig – speichert Bewegungsabläufe ab (z.B. Schuhe binden)
o Beschädigung: Eine der Kleinhirnhälften wurde beschädigt. Deshalb hat die
Person auf einer seiner Körperhälften keine Koordination mehr, sodass er mit der
Hand der beschädigten Hälfte die Punkte nicht mehr verbinden kann.
 Schutzvorrichtungen für das Gehirn gegen mechanischen Einwirkungen
 wichtige Schutzvorrichtungen gegen mechanische Einwirkungen – auch: geben dem
Gehirngewebe Halt
1) Hirnschädel (=Schädelkapsel)
2) Liquor – Rückenmarkflüssigkeit, durch der eine Flüssigkeitsdämpfung im
Schädelkapselinnern gelangt  bildet um Gehirn eine Art Wasserkissen – Gehirn sitzt
nicht fest im Schädel
3) Hirnhäute  Gehirnhäute (=Meningen): Art Schutzhülle auβerhalb des Gehirns und
Rückenmarks – auch wichtig: für Blutversorgung und Ableitung des Liquors
4) Elastizität des Gewebes und die der Verbindung zum Rückenmark

o
o
o
o




Zusammenfassung: Gehirn von Schädelknochen und drei Hautschichten umgeben
harte Hirnhaut: direkt an Schädelknochen.
Spinnwebshaut: schwammartig / ist an dieser Hirnhaut durch elastischen Fasern
gebunden / hier befindet sich: Liquor.
weiche Hirnhaut: zwischen Spinnwebshaut und Gehirn
durch Wasserkissen & knöcherne Umhüllung: gegen Stöβe und Schläge geschützt
 Gewicht des Gehirns (und Intelligenz)
Gewicht erwachsenen Mannes: gröβer als das der Frau  Betragsunterschied: 100 g
durchschnittlich Mann: 1375 g ≠ Frau: 1245 g
nicht mit Intelligenzunterschied zu tun  Gewicht / Gröβe des Gehirns keinen
Einfluss bei der Leistung und Intelligenz des Menschen
Erklärung des Gewichtsunterschiedes: meisten Frauen kleiner als Männer sind –
deshalb auch: kleinere Köpfe  Gehirne unterscheiden sich also nur in Gröβe und
Aufbau && Ethnie spielt beim Gewicht auch eine Rolle
 Rückenmark und Nerven
IV.
Reflexbogen und autonomes Nervensystem
 das Rückenmark
 Arbeit: Umschaltstelle für Erregungen // durch Rückenmark und Gehirnnerven
erfolgt die Informationsübertragung zwischen Gehirn und Körper
 Infos: 40-50 cm lang // fingerdick // liegt im Wirbelkanal der Wirbelsäule
 Querschnitt: 2 Bereiche
o innen: graue Substanz  besteht aus: Zellkörper // zu-und ableitende Nervenfasern
o auβen: weiβe Substanz  besteht aus: Nervenfasern
 Rückenmarksnerven:
o 31 Paar zweigen vom Rückenmark ab
o jedes Paar verlässt die Wirbelsäule zwischen 2 Wirbeln
o erreicht mit Verästelungen alle Bereiche des Körpers
 jeder Nerv: 2 Wurzeln
o vordere Wurzel: motorische Nervenzellen  Zellkörper in graue Substanz //
Nervenfasern leiten Erregungen zur Muskulatur
o hintere Wurzel: sensible Nervenzellen  Zellkörper im Nervenknoten =
Spinalganglien // Nervenfasern leiten Erregungen vom Körper ins Rückenmark
 Sequenz:
o Bewegung eines Körperteils
o Rückenmark leitet Erregungen vom Gehirn  über Rückenmark  und
motorische Rückenmarksnerven  zur Körperteilmuskulatur
 Verletzungen: Bereiche unterhalb der Verletzungsstelle empfängt keine Signale
mehr vom Gehirn / sendet keine Signale zum Gehirn  Lähmung der Muskulatur
und Gefühllosigkeit der Körperbereiche, die nicht mehr mit ZNS verbunden sind
 Kniesehnenreflex: Beweis der Selbstständigkeit des Rückenmarks  Bein locker,
Schlag auf Kniesehne unterhalb der Kniescheibe, Unterschenkel verschnellt
(Dehnung des Streckmuskels)
 Reflex und Reflexbogen
 Reflexbogen: Weg der Erregung von den Muskelspinden über das Rückenmark
zurück zum Muskel (Beispiel: auch Stolperreflex)
o Schlag  Dehnung 
o Aufnehmen des Reizes durch Sinnesorgane im Muskel = Muskelspindeln 
o Sendung von Erregungen über sensible Nervenzellen ins Rückenmark
o in grauen Substanz: Übertragung der Erregungen über Synapsen auf motorische
Nervenzellen und dann auf Muskel 
o Zusammenziehung des Streckmuskels  Entgegenwirkung
 Reflex: gesteuerte Handlung – bewusst (Husten) oder unbewusst (Lidschlussreflex)
–, die den Körper schützt = zweckgerichtete Aktion – durch Willen nicht
beeinflussbar // verläuft auf einen bestimmten Reiz hin
 Vegetatives Nervensystem
 Name: auch autonomes Nervensystem  wegen Unabhängigkeit vom Willen
 Arbeit: Anpassung des Körpers an die stärkere Belastung  ständige Regulierung
der Tätigkeit der inneren Organe in Abhängigkeit der körperlichen Belastung
 Bestehung: aus 2 Teilsystemen  Sympathikus & Parasympathikus – jedes Organ
von beiden versorgt
 Verdauungsstörungen:
o vegatative Nervensystem  reguliert Tätigkeit der inneren Organe in
Abhängigkeit der körperlichen Belastung
o Sympathikus: aktiviert alle Organe, deren Tätigkeit die körperliche
Leistungsfähigkeit steigert & hemmt andere Organe (wie Verdauungsorgane)
o wenn: sehr oft körperliche Belastung  immer mehr Anregungen der einen
Organe & oft Hemmungen der Verdauung
o Parasympathikus: keine Zeit, um diese Ereignisse auszugleichen & Verdauung
wieder anzuregen  Verdauungsstörungen
Sympathikus
Bestehung - Teile des Rückenmarks & zwei Nervenstränge, die
parallel zur Wirbelsäule sind und Verbindung zum
Rückenmark haben
- bei jeder Wirbel: ist jeder Strang knotenartig
verdickt = Ganglien  ziehen Nerven zu allen
Organen
- auf augenblickliche Höchstleistung eingestellt
 aktiviert alle Organe, deren Tätigkeit die
körperliche Leistungsfähigkeit steigert
 hemmt andere Organe
Aufgabe
- Alarmsystem
 durch: vermehrte Abgabe von Übertragerstoffen

1) Beschleunigung von Herzschlag und Atmung
2) Hemmung der Verdauungsorgane  Hunger,
usw sind nicht zu spüren, erste nach der Situation

Parasympathikus
ein Gehirnnervenpaar & einige
Rückenmarksnerven  Verzweigung
der Nervenstränge erreichen alle innere
Organe
- Aktivierung der Organe wichtig für die
Erholung, Energieeinsparung und
Körperaufbau
- Hemmung der Organe, die körperliche
Leistungsfähigkeit steigern
1) Hemmung des Herzschlags
2) Anregung der Verdauungsorgane
Gegenspieler: gemeinsme Einwirkung  Situation angemessene Zusammenarbeit
V.
Zusammenfassung
 Nerven und Sinne
Reiz
Umwelteinfluss, der zu einer Reaktion
führt
Nerv
Neurit
Bündel von Neuriten
langer Fortsatz der Nervenzelle
Nervenzelle Grundbaustein des Nervensystems
Sinneszelle
Reizbarkeit
wandelt Reize in Erregungen um
Fähigkeit des Organismus auf Reize zu
reagieren
Antwort des Körpers auf einen Reiz
Reaktion
Synapse
überträgt Erregungen von
Nervenzellen zu Nervenzellen
oder zu Muskeln/Drüsen
Transmitter
Überträgerstoff
sensorischer Nerv leitet Erregungen von Sinneszellen zu Gehirn/Rückenmark
motorischer Nerv leitet Erregungen zu Muskeln/
Drüsen
Erregung
elektrischer Impuls
Reflex
Reaktion, die nicht dem Willen
unterliegt
Gehirn/Rückenmark deutet ankommende Erregungen, gibt Befehle in Form von
Erregungen
 Synapse
 ankommende Erregung  Vesikel platzen  Transmitter wird frei  Transmitter
wandert zu Rezeptoren  neue Erregung
VI.
Ruhepotenzial der Nervenzelle
 Funktion
 Gehirn und Rest des Nervensystems  Nervenzelle: -Zellkörper -Axon
 im Axon:

o
o

o
o

o
o

o
o
Kalium-Ionen:
ist es einfach, durch Membran vom Zyptoplasma nach auβen (Extrazellularraum)
zu wandern (die Ladung)
Wozu? Um Konzentrationsgefälle (= Verteilung) auszugleichen
Natrium-Ionen:
Weg ist schwieriger
deshalb: gehen nur selten durch Kanäle
Hilfe: Na+-K+-Pumpe
funktioniert nur, wenn ATP (=Energieträger)
20% des Energieumsatzer wird hierfür gebraucht
Normalsituation (wenn Pumpe = 0):
es gibt eine Spannung: es wandert nämlich mehr Kalium nach auβen, als Natrium
nach innen
Muskel ist entspannt
VII.
Aktionspotenzial der Nervenzelle
 generell



Informationsweiterleitung: erfolgt durch Spiel von Spannungsunterschiede
Ausgangssituation: Ruhepotenzial -60mV
 Startsignal des Gehirns: Membranpotenzial -50mV
 beim Axonhügel
Zeit in ms
0 -1
1 - 1,5
1,5
nach dieser Zeit
(0,1-0,3ms)
1,5 - 2
2
nach dieser Zeit
2-3
ab 3

Geschehen
Ruhepotenzial bei -60mV
Überschreiten des Schwellenwertes:
- Natriumkanäle öffnen sich und lösen Einströmen von Na+ Ionen aus
Depolarisation bis +30mV
Natriumkanäle schlieβen sich
Kaliumkanäle öffnen sich und lösen Einströmen von Kaliumionen aus
Hyperpolarisation bis -80mV
Aktionspotenzial zu Ende
Ionenpumpen stellen wieder Ruhepotenzial her:
- Rücktransport Kalium nach innen
- Rücktransport Natrium nach auβen
wieder Ruhepotenzial bei -60mV in Membran
Fortbewegung des Signals: nach rechts
o Refraktärzeit: 2ms inaktiv  Na+ Kanäle öffnen sich und schlieβen sich wieder ~
somit: Weg nach links verhindert
o v = 1 m/s
o in voller Stärke oder gar nicht: hängt von Frequenz des Potentials ab
 beim Axon
 Erregungsleitung bei Markscheide: nur beim Ranvierscher Schnürring  weil: es
Isolierung gibt, und nur hier steht es in Kontakt mit auβen


Saltatorische Erregungsleitung = Aktionspotenzial springt von Schnürring zu
Schnürring  Depolarisation der Membran ist also nur im nächsten Schnürring
v = 100 m/s
 Zusammenfassung
 Damit es zur Reizeinwirkung auf Rezeptoren kommt, muss der Reiz überschwellig
sein, denn nur somit kann das Aktionspotenzial überhaupt entstehen. (Alles oder
nichts Prinzip)












Zu Beginn befindet sich die Zelle im Ruhezustand, d.h. in Ruhepotenzial. Die Zelle
ist also gegenüber dem Auβenmilieu, dem Extrazellularraum, negativ geladen.
Natrium-Ionen, die sich im Extrazellularraum befinden, dringen nur durch IonenKanäle in das Zellinnere, d.h. in dem Zyptoplasma, da die Zellmembran für
Natrium-Ionen undurchlässig ist. Normalerweise sind diese Kanäle geschlossen.
Kommt ein überschwelliger Reiz, so öffnen sich die Natrium-Kanäle und die
Depolarisation findet statt. Dieser Vorgang ist also spannungsabhängig. Die
Natrium-Ionen dringen nun in die Nervenzelle ein, sodass das Membranpotenzial
positiver wird. Dieses nähert sich einem Schwellenwert von +30-40 mV - nun ist
das Aktionspotenzial erreicht und die Natrium-Kanäle schlieβen sich wieder.
Da das Zellinnere, also das Zyptoplasma, gegenüber der Auβenseite nun positiv
geladen ist, liegt ein Konzentrationsgefälle von innen anch auβen vor.
Die Kalium-Ionen werden, um die Verteilung auszugleichen, aus der Zelle gepumpt,
um etwas positive Ladung aus der Zelle zum Extrazellularraum zu transportieren.
Die Kalium-Ionen strömen nach auβen durch Kalium-Kanäle, die sich aber nicht
sofort schlieβen, sodass weitere Kalium-Ionen nach auβen strömen. Somit wird der
Wert des Ruhepotenzials unterschritten - was zur Hyperpolarisation führt.
Damit die Ladungsverhältnisse des Ruhepotenzials wieder herrgestellt werden
können, müssen die Natrium-Kalium-Pumpen erneut tätig werden, welche dann
unter ATP-Verbrauch Natrium-Ionen nach auβen und Kalium-Ionen nach innen
transportieren.
Während sich die Natrium-Kanäle regenerieren, damit sie wieder bei der
Membrandepolarisation erregbar sind, kann es zu keiner sofortigen Reizeinwirkung
kommen. Die Zeit, in der die Zelle dann nicht erregbar ist, nennt man Refraktärzeit.
Es ist also der Zeitraum nach der Auslösung eines AP, in dem die Nervenzelle nicht
erneut auf einen Reiz reagieren kann. Die Zelle ist noch damit beschäftigt, einen
vorherigen Reiz abzubauen. Während dieser Zeit kann also kein neues AP ausgelöst
werden, d.h. es gibt keine Informationsweiterleitung.
1) Zelle im ruhenden Zustand - Ruhepotenzial
2) Depolarisation
3) nach Aktionspotenzial - erfolgt
Repolarisation
4) wenn extrem viele KaliumIonen nach auβen kommen:
kommt es zur Hyperpolarisation
VIII.
Reflexe
Film
 Reiz-Reaktions-Kette
 Spezialfall: Reflex 
Oberschenkelmuskel
o Muskelspindel löst AP im sensorischem Nerv aus  im Rückenmark: EPSP; durch
Synpase weiter zum motorischem Nerv  löst AP im Oberschenkel aus 
Unterschenkel reagiert
o Reflexbogen: 30 ms
Schutzreflexe
 Tabelle
Reflex:
Reiz:
Name des
Wodurch wird der R.
Reflexs
ausgelöst ?
Kniesehnenr. Schlag auf Kniesehne
Armbeuger.
heiβe Gegenstände, Feuer
Lidschlussr.
Gegenstände, Licht, Luft
kommen auf das Auge zu
Gegenstände/Schleim reizen
die Luftröhre / Bronchien
Speisen, Gerüche, seelische
Erregungen (Seekrankheit)
Husten
Würge-und
Brechreflex
Reaktion:
Was passiert ?
Unterschenkel schnellt nach
vorne
Unterarm zuckt zurück
Das Augenlid schlieβt sich
Ein starker Luftstrom entfernt
den Reizkörper.
Atmung wird angehalten, Magen
u. Zwölffingerdarm ziehen sich
zusammen
Schutz:
In wiefern schützt der R.
den Körper ?
Die Kniescheibe schützt
das Kniegelenk.
Hand kommt aus der
Gefahrenzone
Auge ist geschützt
Atemwege sind frei
verdorbene Speisen
werden entfernt
Vokabular und Beispiel








 Vokabular
Reflexbogen  Kette von Prozessen und Stationen, die für den Ablauf eines
Reflexes verantwortlich sind
afferent  von Rezeptoren zum ZNS führend
efferent  durch Nerven vom ZNS zum Erfolgsorgan führend
Reiz  Umwelteinfluss, der auf ein Organismus einwirkt und an spezifischen
Zellen (Rezeptoren) Erregungen auslösen kann
Reflex  Reiz-Reaktions-Zusammenhang, bei dem ein bestimmter Reiz bei allen
Individuen einer Art dieselbe stereotype unwillkürliche Reaktion hervorruft
Effektor  Erfolgsorgan bei Tieren und Menschen, das die Reaktion eines
Organismus auf Reize ausführt
Rezeptor  Nervenfasern, die Reize aus der Umwelt aufnehmen
ZNS  Gehirn und Rückenmark der Wirbeltiere
 Quadrizepsdehnungsreflex
 Schlag auf Sehne unterhalb der Kniescheibe = Reiz  Oberschenkel wird leicht
gedehnt + Anheben des Unterschenkels = Reaktion
 Reflex  Verhinderung des Stürzens durch Stolpern
 Schlag  Dehnung  Reiz  Aufnehmen des Reizes durch Rezeptor, durch
Muskelspindeln (Sinnesorgane im Muskel)  Muskelspindel löst AP im
sensorischem Nerv aus  Sendung von Erregungen über sensible Nervenzellen ins
Rückenmark, ins ZNS ~ afferent  in grauen Substanz: Übertragung der
Erregungen über Synapsen auf motorische Nervenzellen  löst AP im
Oberschenkel aus ~ efferent  Zusammenziehung des Oberschenkels 
Unterschenkel reagiert ~ Effektor
 Rezeptoren: Vom Reiz zur Erregung
 Rezeptoren (Sinneszellen) sind Reizwandler. Die von auβen auf die Zelle
einwirkende Reizenergie wird in elektrische Erregung umgewandelt. Dabei bleibt
die Information über Intensität und Dauer des Reizes erhalten.
 Reizschwelle:
o Die Reizschwelle eines Neuron bzw. einer Sinneszelle wird als die geringste
Stärke eines Reizes definiert, die in der Lage ist, ein AP auszulösen. = Gröβe, ab
der Reize überhaupt erst wahrgenommen werden ~ auslösender Reiz =
Schwellenreiz
 Weg vom Reiz zur Wahrnehmung im Gehirn:
o Die Sinneszellen (auch Rezeptoren genannt) nehmen die Reize auf. Dieser Reiz
wird dann in einer elektrischen Erregung umgewandelt. Zellen leiten dann die
Informationen der Erregung durch den AP weiter bis zum Gehirn. Zwischen den
Zellen erfolgt dies durch den Synapsen.
 Diagramm
 Regelkreis