Zusammenfassung Nervenzellen PDF

Preview

Summary

Zusammenfassung Nervenzellen...

Description

Bio-Arbeit Q3: Nervenzellen 1.Reflex -automatische (ohne Gehirn), relativ stereotyp (immer gleich) ablaufende Bewegungen, die durch spezifische Reize hervorgerufen werden -müssen nicht erlernt werden Eigenreflex (monosynaptische: enthält eine zentrale Synapse) -Reiz wirkt auf gleiches Organ, welches Reflexantwort ausführt Kniesehnenreflex: kleinen "Hammer" auf die Sehne unterhalb des Kniegelenks → Hervorschnellen des Unterschenkels Lidschluss: nähert sich ein Objekt schnell den Augen, schließt das Lid der Augen sehr schnell Fremdreflex (polysynaptisch: mehrere zentrale Neuronen hintereinander) - an Reizaufnahme und Reaktion sind mehrere verschiedene Organe beteiligt Hustenreflex: Schutzreflex, der die Atemwege von Fremdkörpern, Sekretansammlungen und anderen schädigenden Reizen befreit (Schleimhaut der Luftröhre →Zwerchfell + Zwischenrippen-Muskulatur) 2.Allgemeines Schema des Verhaltens

Afferenz

Efferenz

-Reiz: Einwirkung der Umwelt auf erregbare Strukturen (Bsp. Zerstörung von Hautzellen) -Rezeptor: Sinneszelle, die Reize aufnimmt und in Erregung umwandelt -Afferenz (sensorische Nerven): Weiterleitung von elektrischen Impulsen zum ZNS hin -Zentrales Nervensystem: Verarbeitung -Efferenz (motorische Nerven): Weiterleitung von elektrischen Impulsen vom ZNS weg -Effektor: Erfolgsorgan, welches Reaktion ausübt 3.Aufbau der Nervenzelle (Neuron)

Dendrit: vom Soma ausgehende Auswüchse, Aufnahme von Erregungen anderer Nervenzellen Soma: Zellkörper Axonhügel: Summation der aufgenommenen Erregungen Axon: Weiterleitung der Erregung Schwannsche Zelle: elektrische Isolation vor der Umwelt Ranvierscher Schnürring: schnellere Weiterleitung der Erregung, da keine Isolation Endknöpfchen: Umwandlung des elektrischen Reizes in chemischen Reaktion

4. Ruhepotential Das Ruhepotential ist ein Kaliumionen-Diffusionspotential.

Verteilung der Ionen innen: Kaliumionen (K+) und organische Anionen (A-) außen: Natriumionen (Na+) und Chloridionen (Cl-)

getrennt durch semipermeable Membran (durchlässig für K+, undurchlässig für Na+)

Entstehung des Ruhepotentials -Gesamtladung im Zellinneren und Zelläußeren jeweils ausgeglichen -Ruhepotential: ungleichen Verteilung der positiv- und negativ geladenen Ionen zwischen Zellinnerem und Zelläußerem (innen: negativ, außen: positiv) →Neuron muss negative Ladung im Innersten erst einmal aufbauen -es gibt Kalium-Kanäle, Natrium-Kanäle und Chlorid-Kanäle -nur Kaliumkanäle sind immer offen: Diffusion (gleichmäßige Verteilung im gesamten zur Verfügung stehenden Raum) → K+-Ionen strömen NUR nach außen, Ladungspotential im Axon negativer, außen positiver Spannungsaufbau an der Membran aufgrund der Ladungstrennung (Membranpotential) -von außen strömen Na+-Ionen durch Leckströme in die Zelle (Diffusion: Ausgleich der Konzentration) →es käme zur Zerstörung des Ruhepotentials, da wieder Ladungsausgleich herrschen würde -Natrium-Kalium-Pumpe: Rücktransport der eingeströmten Na+-Ionen unter ATP-Verbrauch →drei Na+-Ionen werden nach außen transportiert, im Gegenzug zwei (bzw. auf jeden Fall weniger als Na+-Ionen) K+-Ionen nach Innen Aufrechterhaltung des negativen Membranpotentials von ca. -70mV

5.Aktionspotential

1.Ruhepotential -Membranpotential beträgt ca. -70mV 2.Überschreitung des Schwellenwerts -Dendriten nehmen Reize von umliegenden Nervenzellen auf und leiten sie über das Soma zum Axonhügel weiter -am Axonhügel muss bestimmter Schwellenwert) überschritten werden, sonst kein Aktionspotential → "Alles oder nichts Prinzip": entweder Schwellenwert wird überschritten und das Aktionspotential läuft über das Axon ab oder der Schwellenwert wird nicht überschritten und es wird auch keine Reaktion ausgelöst 3.Depolarisation -Schwellenwert überschritten: Aktionspotential über Axon -spannungsgesteuerten Na+-Kanäle öffnen sich: von außen strömen schlagartig Na+Ionen in das Zellinnere des Axons (spannungsgesteuerten K+-Kanäle sind währenddessen geschlossen) → Intrazellulärer Raum positiv geladen 4.Repolarisation -spannungsgesteuerten Na+ Kanäle schließen sich →unmittelbar darauf folgendes Aktionspotential nicht möglich: Refraktärzeit -spannungsgesteuerten K+ Kanäle öffnen sich und sorgen dafür, dass Kalium Ionen aus dem positiv geladenen Zellinnerem heraus diffundieren können (außen negativ, deshalb Anziehung) →elektrische Spannung im Zellinneren sinkt wieder 5.Hyperpolarisation -spannungsgesteuerten K+-Kanäle schließen sich (dauert länger als Na+-Kanälen: Spannung sinkt unter das eigentliche Ruhepotential) 1.Ruhepotential -Natrium-Kalium-Pumpen regulieren die Spannung daraufhin wieder auf ca. -70 mV

5.Synapsen -Verbindungsstelle zwischen zwei Nervenzellen oder Nervenzelle und anderer Zelle (Muskelzelle) 5.1 Aufbau

präsynaptische Membran -synaptisches Endknöpfchen, also Axonende einer Nervenzelle -in ihr: kleine mit Neurotransmittern (Acetylcholin) gefüllte Vesikel - spannungsabhängige Ca+- Kanäle und Ionenpumpen im synaptischen Endknöpfchen synaptischer Spalt -Zwischenraum zwischen präsynaptischen Membran und postsynaptischen Membran -zahlreiche Enzyme (Cholinesterase) im synaptischen Spalt, die für den Abbau der Neurotransmitter zuständig sind -Ionen postsynaptische Membran (Dendrit) -Transmittergesteuerte Ionenkanäle (Na+ oder Cl-) 5.2 Erregungsübertragung -Aktionspotential kommt: Spannungsänderung bewirkt Öffnung von Calciumkanäle und Ca+Ionen strömen ins synaptische Endknöpfen ein - Vesikel in Richtung des synaptischen Spalts gedrückt → verschmelzen mit präsynaptischen Membran, Freigabe der Transmitter in den synaptischen Spalt - binden an die Rezeptoren der postsynaptischen Membran : Öffnung der Ionenkanäle -Einstrom von Na+ Ionen in die postsynaptische Membran: Depolarisation im Dendriten →Weiterleitung der elektrischen Erregung -wird der Schwellenwert am Axonhügel überschritten kommt es zu einem weiteren Aktionspotential -Enzyme bauen freigesetzte Transmitter ab → diffundieren wieder zurück in die Endknöpfchen und werden von der Zelle "recycelt" Aus einer elektrischen Erregung wird im synaptischen Spalt ein chemisches Signal (Neurotransmitter), das im Folgedendrit wieder für eine elektrische Erregung sorgt.

5.3 Erregende und Hemmende Synapsen ERREGEND

HEMMEND

FUNKTION Öffnung von ligandengesteuerten Natriumkanälen

Öffnung von ligandengesteuerten Chlorid-Kanälen oder Kaliumkanälen (innen nach außen)

WIRKUNG Depolarisation der Membran des Folgedendriten →EPSP (erregendes postsynaptisches Potential) Hyperpolarisierung der postsynaptischen Membran →IPSP (inhibitorisches postsynaptisches Potential)

TRANSMITTER Acetylcholin (ACh)

Gammaaminobuttersäure (GABA)

-bei erregenden Synapsen wird die Erregung weitergeleitet, bei hemmenden Synapsen wird die Erregung gehemmt und somit gestoppt 5.4 Synpasengifte -greifen in Ablauf der natürlichen Erregungsübertragung ein Lähmung -Vesikel verschmelzen nicht mit der Membran -Transmitter werden zerstört -Zahl der Natriumionen im synaptischen Spalt wird verringert -Transmitterbruchstücke können nicht zurück -Transmitterbindungsstelle wird verändert -blockieren der Rezeptoren

Krampf -alle Vesikel verschmelzen schlagartig mit Membran -Transmitter-abbauende Enzyme werden zerstört -Schwellenwert am Axon der postsynaptischen Zelle wird gesenkt

6.Verrechnung -Axonhügel=Summationsort für sämtliche Signale die über Dendriten aufgenommen werden -wird Schwellenwert überschritten, wird Aktionspotential ausgelöst -bei unterschwelligem Reiz wird kein Aktionspotential ausgelöst -räumliche Summation: EPSP und IPSP von mehreren verschiedenen Synapsen erreichen Axonhügel -zeitliche Summation: mehrere EPSP oder IPSP einer einzigen Synapse erreichen innerhalb sehr kurzer Zeit Axonhügel

unterschwelliger Reiz

zeitliche Summation

räumliche Summation

Verrechnung

7.Codierungen in einer Nervenzelle

-Ruhepotential-Depolarisation →Amplitude proportional zur Reizstärke (Amplitudencodierung) -Weiterleitung mit Dekrement (Abschwächung), da Spannung verloren geht -Aktionspotentiale, solange Depolarisation überschwellig →Anzahl proportional zur Reizstärke (Frequenzcodierung) -EPSP, bei hemmender Synapse würde Graph runter gehen

8.Verteilung der Ionenkanäle

-Kaliumporen und Natrium-Kalium-Pumpen sind überall -spannungsgesteuerte Calciumkanäle befinden sich am Endknöpfchen -spannungsgesteuerte Natriumkanäle und Kaliumkanäle befinden sich am Axon -ligandengesteuerte Natriumkanäle befinden sich an den Dendriten und an postsynaptischer Membran 9. Künstlicher Eingriff durch Reiz- und Messgeräte -Messelektrode= Elektrode, die direkt ins Axon „gestochen“ wird und die Spannungsänderung misst -Bezugselektrode= Elektrode, die mit dem Strom verbunden ist und diesen weitergibt -Reizelektrode= Elektrode, die sich ebenfalls im Axon befindet und dieses reizt -Kathodenstrahloszillograph= zeichnet die Veränderungen auf -Reizgenerator= „erstellt“ den Reiz, der an das Axon abgegeben werden soll -negative Spannung außerhalb bewirkt eine Depolarisation -positive Spannung außerhalb bewirkt eine Hyperpolarisation -befindet sich die Elektrode im Axon, ist es umgekehrt...