Signalübertragung und Neurotransmitter

o   Nervenfasern leiten elektrische Signale zu den Zellen (Aktionspotenzial)

o   Zellen sind miteinander verbunden (Synapse)

o   Nervenfasern transportieren Substanzen (Neurotransmitter)

o   → für die synaptische Übertragung wichtig

o   vom Zellkörper, über Mikrotubili, zu den Endigungen (synaptische Endknöpfe)

·        elektrisches Potential, das sich über einer Zellmembran befindet

·        ist die Potenzialdifferenz zwischen dem Zellinneren und dem Zelläußeren

·        spezifische Verteilung von Ionen innerhalb und außerhalb der Zelle

o   Kationen sind positiv geladene Ionen

o   Anionen sind negativ geladene Ionen

·        entsteht durch die Wirkung von elektrischen und chemischen Gradienten, die sich über die Membran erstrecken

·        Es gibt auch aktive Pumpprozesse, die dazu beitragen, das Membranpotential aufrechtzuerhalten

·        Das Ruhemembranpotential liegt in der Regel zwischen -70 und -90 mV

·        Ist ein Membranprotein

·        Prozess erfordert ATP (Adenosintriphosphat) als Energiequelle

·        3 Natriumionen werden nach außen gepumpt, 2 Kaliumionen werden nach innen gepumpt

o   → Hält das Membranpotenzial aufrecht

·        elektrische Reizweiterleitung über das Axon

In marklosen Nervenfasern

o   Aktionspotential wird durch die Aktive Natrium-Kalium-Pumpe aufrechterhalten

o   Wenn Reiz auftritt → öffnen sich Natriumkanäle

§  Natriumionen strömen in die Zelle und führen zu einer plötzlichen Depolarisierung der Membran

o   Wenn das Membranpotential eine bestimmte Schwelle erreicht → Kaliumkanäle öffnen sich

§  Kaliumionen strömen aus der Zelle was zu einer Repolarisierung der Membran und zum Abschluss des Aktionspotentials führt

In markhaltigen (saltatorischen) Nervenfasern

o   Aktionspotential durch den Wechsel von markhaltigen und marklosen Abschnitten übertragen

o   markhaltigen Abschnitte bleiben im Ruhezustand depolarisiert

§  marklosen Abschnitte sind dann repolarisiert

o   schnellere Weiterleitung durch springen von markhaltigem Abschnitt zum nächsten

·        Ein Aktionspotenzial hat immer die gleiche Stärke (Es gibt keine Abstufungen)

o   Da Natrium- und Kaliumkanäle entweder geöffnet oder geschlossen sind

·        Wenn am Axonhügel eine bestimmte Spannung vorliegt → feuert die Zelle

·        Frequenzkodierung meint, dass ein stärkeres Signal häufigeres Feuern bedeutet

·        Axodendritische Synapsen: Verbindung von Axon und Dendrit

·        Axosomatische Synapsen: Verbindung von Axon und Soma

·        Axoaxonale Synapsen: Verbindung von Axon und Axon

·        Vesikel werden über Mikrotubuli im Axon in die Präsynapse geleitet

o   Vesikel haben Membranprotein, welches an präsynaptischer Membran andockt

·        Aktionspotenzial öffnet Calciumkanäle

·        Calcium strömt in die Zelle und bindet sich an die Membranproteine

·        Vesikel fusioniert mit präsynaptischer Membran wodurch Neurotransmitter in den synaptischen Spalt gelangen

·        Neurotransmitter docken an Rezeptor der Postsynapse an, wodurch Signal weitergeleitet wird

o   Re-Uptake (Wiederaufnahme)

§  Transportproteine inaktivieren Neurotransmitter, wodurch diese in Präsynapse wiederaufgenommen werden

o   Enzymatischer Abbau

§  Enzym baut Neurotransmitter (Acetylcholin) ab

EPSP (exzitatorisches postsynaptisches Potential)

o   Depolarisierung

o   Steigung der Spannung

IPSP (inhibitorisches postsynaptisches Potential)

o   Hyperpolarisierung

o   Sinken der Spannung unter den negativen Wert des Ruhepotentials

·        Prozess, bei dem sich IPSPs und EPSPs summieren und die Feuerrate des Neurons steuern

·        räumliche Summation

o   mehrere EPSPs addieren sich an verschiedenen Orten

·        zeitlichen Summation

o   mehrere direkt aufeinander folgende EPSPs überlagern sich an einer Synapse

1.     Synthese

2.     Speicherung in den Vesikeln

3.     Abbau von Neurotransmittern, die aus den Vesikeln entweichen

4.     Exozytose

5.     hemmende Rückkoppelung über Autorezeptoren

6.     Aktivierung von postsynaptischen Rezeptoren

7.     Deaktivierung