Physiologie

Nervenfasern leiten Informationen in Form von Elektrischen Impulsen. Ist nur möglich wenn die Zelle erregbar ist, also eine Spannung an ihrer Membran besteht die sich verändern kann

Iniationsphase

Depolarisation

Repolarisation

Hyperpolarisation

Refraktärphase

1. Ruhemembranpotenzial

2. Schwellenpotenzial

   
   

Zunächst herscht das Ruhepotenzial mit einem Schwellenwert von -70mV vor. Dieses kommt zustande durch eine Konzentrations- und Spannungsdifferenz zwischen Intra- und Extrazellularraum.

Wichtig ist hierbei vorallem die Konzentration der Kalium- ( K+) und Natriumionen( Na+). In der Zelle herrscht eine hohe K+ Ionen Konzentration und Extrazellulär eine niedriege. bei Na+ ist es umgekehrt.

Wenn jetzt ein Reiz ankommt öffnen sich Spannungsabhängige Na+ Ionenkanäle, dies geschiet z.B durch Bindung eines Neurotransmitters an der Synapse oder durch Erregung des benachbarten Membranabschnitts aber auch nur wenn der ankommende Reiz stark genung ist und das Membranpotenzial auf -50mV anhebt und so den Schwellenwert erreicht und dann nach dem Alles-oder-Nichts-Prinzip ein AP abläuft. Nun strömen durch die geöffneten Na+-Kanäle Na+-Ionen in die Zelle um das Konzentrationsgefälle auszugleichen, so das der Bereich wo die Erregung statt findet positiv wird und eine Wert von +20mV erreicht wir sprechen hier von einer Depolarisation. Im Anschluss kommt es zur sogennaten Repolarisation die Na+-Kanäle Schleißen sich und K+Kanäle öffnen sich und die K+-Ionen strömen aus der Zelle. Die K+-Kanäle öffenen und schleißen sich im vergleich zu den Na+-Kanälen deutlich Langsamer wodurch es dann auch zu einer Hyperpolarisation kommt. Hier ist die Zelle dann noch negativer als im Ruhepotenzial.

Im Anschluss kommt es dann zur Refraktärzeit in dieser kann kein erneutes AP ausgelöst werden.

Hier kommt es nun dazu das durch die Natrium-Kalium-Pumpe, Na+-Ionen aus der Zelle raus und K+-Ionen wieder in die Zelle Transportiert werden um das ursprüngliche Ruhepotenzial von -70mV zuerreichen.

Ein AP sorgt dafür das sich am präsynaptischen Axon Kalzium-Ionen-Kanäle öffnen die dafür sorgen das K+-Ionen einströmen und die mit Neurotansmittern gefüllten Vesikel mit der präsynaptischen Membran verschmelzen und die Neurotransmitter in den synaptischen Spalt geben. Diese binden dann an die Rezeptoren der postsynaptischen Membran der Folgezelle. Da durch wird dann ein bestimmtes postsynaptisches Potenzial ausgelöst. Nach der Reaktion mit dem Rezeptor diffundiert der Neurotransmitter weg und wird rasch inaktiviert. Dies geschieht entweder durch enzymatischen Abbau oder Rücktransport ins präsynaptische Endknöpfchen.

1. Erregende Synapse (EPSP)->erregendes postsynaptisches Potenzial-> Aktionspotenzial fördernt -> ein EPSP reicht normal nicht für ein AP, es benötigt eine zeitliche oder räumliche Summation.

1. Hemmende Synapse (IPSP) -> hemmendes postsynaptisches Potenzial -> Aktionpotenzial hemmend, hyperpolarisation -> erschwerte Erregbarkeit

Bei der Saltatorischen Erregungsleitung läuft der Reiz das Axon entlang und spirngt dort auf Grund der isolierung des Axons mit Myelinscheiden von Ranvier-Schnürring zu Ranvier-Schnürring wo durch es zu einer 100fach schnelleren Reizleitung kommt.

Erregende Neurotransmitter : Glutamat und Acetylcholin

hemmende Neurotransmitter: Gama-Aminobuttersäure und Glycin

1. Ruhepotential -70mV durch Spannungs- Konzentrationsdifferenz zwischen Extra- + Intrazellulär

   • intrazellulär mehr K+ als extrazellulär

   • Intrazellulär weniger Na+ als extrazellulär

2. Ankommender chemischer Reiz (=Neurotransmitter bindet an Synapse) oder elektrischer Reiz ist stark genug um Membranpotential auf -50mV anzuheben und Schwellungswert zu übersteigen

   • öffnet spannungsabhängige Na+-Ionenkanäle

3. Einstrom Na+ nach intrazellulär, dem Konzentrationsgradienten folgend

   => +20mV = Depolarisation

4. Na+ Kanäle schließen, K+ Kanäle öffnen sich

   => K+ strömt nach extrazellulär = Depolarisation

5. K+ Kanäle schließen sich wieder , aber deutlich langsamer als Na+

   => daher Hyperpolarisation

   = Zelle negativ

6. Refraktärzeit => kein erneutes Potential kann ausgelöst werden

   • Ruhepotential durch Natriumkaliumpumpe wieder erreicht

   • Na + nach extrazellulär, dafür K+ nach intrazellulär

   • Ruhemembranpotential -70mV erreicht

= Alles oder Nichts-Prinzip