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Neurobiologie -

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by

Lina Rixius

on 1 April 2014

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Transcript of Neurobiologie -

Bau und Funktion eines Neurons
NEUROBIOLOGIE -
Steuerungs- und Regulationsmechanismen
im Organismus

Erregungsleitung über Neuronen weitgehend Verlustfrei
Elektrische Signalleitung von Axon zu Synapse
In Endknöpfchen Umwandlung in chemisches Signal
Im Zellkörper: erneute Umwandlung in elektrisches Signal

Codewechsel
Leitung von:
Dendrit
Soma
Axonhügel
Axon
Gliazellen/Schwannsche Zellen mit Rhanvier'sche Schnürringe
Endknöpfchen/ Synapse


Aufbau eines Neurons
-Das Ruhepotential
- Das Aktionspotential und die Erregungsentstehung
- Die Erregungsleitung
- Synapsenvorgänge
- Alles-oder-Nichts-Prinzip -> Schwellenwert überschritten:
Natriumkanäle öffnen sich -> Einstrom von Na+ - Ionen
-> Aktionspotential
- Inaktivierungstor des Natriumkanals
-> Refräktarzeit von 2 Millisekunden bis ein Neuron erneut ein
Aktionspotential bilden kann
-> verhindert eine rückläufige Erregungsleitung
- Aktionspotential "wandert" nicht, sonder wird immer wieder neu aufgebaut
- Depolarisation: Öffnen ladungsabhängiger Na+ - Kanäle auch in benachbarten Membranbereichen
Repolarisation: Öffnen ladungsabhängiger K+ - Kanäle
-> elektrische Weiterleitung


Die Erregungsleitung
- jede Zelle ist elektrisch geladen
- Ladungstrennung durch semipermeable Membran mit elektrisch isolierender Lipiddoppelschicht
->
Potenzialdifferenz
- Zellinnere:

wenige Natrium- und Chloridionen, viele Kaliumionen, Proteinanionen
- Zelläußere (extrazelluläre Flüssigkeit):

viele Natrium- und Chloridionen, wenige Kaliumionen
- selektive Ionenkanäle
- im Ruhezustand: überwiegend Kaliumkanäle geöffnet

Das Ruhepotential
Das Aktionspotential
Gliederung
- Bau und Funktion des Neurons
- Erregungsentstehung,
Erregungsleitung,
Synapsenvorgänge
- Codewechsel, Synaptische Verschaltung
und Verrechnung

passiver Transport: entlang des Kozentrationsgefälles
aktiver Transport: mithilfe von Pumpen (Energie liefert ATP)
Membrantransport
Ionenverteilung
- K+ -Ionen diffundieren mit dem Konzentrationsgefälle nach außen
-> Ladungspotential in der Nervenzelle wird immer negativer -> Kräftegleichgewicht!
- Natrium-Kalium-Pumpe: sorgt für einen Rücktransport der eingeströmten Na+Ionen
-> verhinder Zusammenbruch des Ruhepotentials -> es bleibt konstant
- Membranpotential: ca. - 70 mV
K+ - Diffusionsdruck
- Reize -> Potentialveränderung
- Axone reagieren nach dem Alles-oder-Nichts-Prinzip:
Schwellenwert wird überschritten: -> Aktionspotential
Schwellenwert wird unterschritten: -> keine Reaktion
- Der Ablauf des Aktionspotentials lässt sich in fünf Phasen gliedern:
Ruhepotential, Überschreitung des Schwellenpotentials, Depolarisation, Repolarisation und Hyperpolarisation
Erregungsentstehung
-Leitungsgeschwindigkeit bei marklosen Nerven:
abhängig vom Axon-Durchmesser
- Leitungsgeschwindigkeit bei markhaltigen Nerven:
- SCHWANNschen Zellen
-> Myelinscheiden -> elektrische Isolation
- kaum Spannungsgesteuerte Na+ - Kanäle
- alle 2 Millimeter: RANVIERschen Schnürringe
-> Isolation unterbrochen
- Na+ - Kanäle
-> Erregungsleitung von Schnürring zu Schnürring
-> saltatorische Erregungsleitung (sprunghaft)
- Synapse: Verbindungsstelle eines Neurons mit einem anderen Neuron
- Endknöpfchen: membranumhüllten synaptischen Bläschen
-> Vesikel -> Transmitter (Überträgerstoffe) zb. Acetylcholin


Erzeugung eines erregenden Potentials (EPSP)
-Aktionspotential erreicht Endknöpfchen -> Neurotransmitter werden ausgeschüttet
-> diffundieren zu transmitterspezifischen Rezeptoren
an postsynaptischer Membran
-> Bindung -> Aktivierung der Rezeptoren
-> Ionenkanäle öffnen sich
-> Depolarisation/Aktionspotential am Axonhügel


Erzeugung eines hemmenden Potentials (IPSP)
- freigesetzte Transmitter: wirken auf Chlordionenkanäle ein -> Einstrom negativ geladener Chloridionen in die
postsynaptische Zelle
-> wirkt der Depolarisation durch EPSPs entgegen
-> hemmend

Synaptische Vorgänge
Reichverzweigte Neuronenfortsätze vom Soma ausgehend
Erregungsleitung zum Zellkörper hin
Zellkörper des Neurons mit Zellkern
Ort an dem Reizverrechnung stattfindet

Dendrit und Soma
Axonhügel & Axon
Verdickte Verbindungstelle zwischen Soma und Axon
Erregungsleitung vom Zellkern weg
Erregungsleitung von Soma zu Endknöpfchen bzw. Synapse


Markhaltige Nervenfasern (bei Wirbeltieren)
Axon ummantelt mit Schwann'schen Zellen und Ranvier'schen Schnürringen
--> Schutz vor Elektrizität und verbesserte Leitungsfähigkeit
Stabilisierung
Nährstofflieferung

Marklose Nervenfasern (Bei Wirbellosen Tieren)
Oft nur ein Axonstrang
Bessere Leitungsfähigkeit durch größere Axone

Axon
Verzweigte Endstücke des Neurons
Leitung des Reizes vom Neuron zu anderen Neuronen
Verbindungsstelle zwischen Endknöpfchen und Muskelfaser oder anderem Neuron

Endknöpfchen & Synapse
Reizleitung von Nerven (bsp. Sinnesorgane)
Verbindungsstelle zwischen anderen Neuronen
Reizleitung zum Zentralnervensystem und zu Muskeln

Funktion eines Neurons
Codewechsel und
Synaptische Verschaltung und Verrechnung
Aktionspotenzial am Axon wenn Membranpotenzial am Axonhügel Schwellenwert übersteigt
Einstrom positiv geladener Ionen → Förderung von Aktionspotenzialen
→ erregende postsynaptische Potenziale (EPSP)
Einstrom negativ geladener Ionen bzw. Ausstrom positiv geladener Ionen
→ Hemmen von Aktionspotenzialen
→ hemmende postsynaptische Potenziale (IPSP)

erregende und hemmende PSPs
Erregende und hemmende Potenziale gleichen sich aus
Räumliche Summation
-Eintreffen mehrerer EPSP's am Axonhügel
Zeitliche Summation
-Eintreffen eines EPSP mehrfach hintereinander
Gleiches auch für IPSP's möglich
Überlagern EPSP's → Aktionspotenzial
→ Komplexe Verrechnungsmöglichkeiten


Verrechnung
Quellen
www.biologie-schule.de

http://www.scheffel.og.bw.schule.de/faecher/science/biologie/Cytologie/92transport/transport.gif

http://www.abiwissen.info/Bilder/Nervenmembran.gif

Arbeitsblätter von Frau Stiehm

Natura, Biologie für Gymnasien


In Rezeptoren entsteht Rezeptorpotenzial
Axone leiten nach Alles-oder-nichts-Prinzip
Dauer und Intensität des Reizes durch Aktionspotenzialfrequenz übersetzt
→ breites Reizspektrum kann codiert werden

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