Nervenzellen

Spezialisiert auf den Empfang, die Weiterleitung und Übertragung von elektrochemischen Signalen.

Zellen im Nervengewebe, die sich strukturell und funktionell von den Neuronen absetzten. Zu ihren Aufgaben gehören:

• Stützelement im Nervensystem

• Abtransport von Abbaustoffen bzw. abgestorberner Neuronen

• Aufrechterhaltung des elektrischen Potenzials zu den Neuronen

• Einfluss auf die Effektivität synaptischer Kontakte zwischen Nervenzellen

• Bildung des Myelins, das die meisten Axone umgibt und die Informationsweiterleitung beschleunigt

• Aufbau der Blut-Hirn-Schranke: Abschirmung des ZNS vor potenziell schädlichen Stoffen im Blut

Art von Gliazelle. Bilden im ZNS das Myelin, das Axone von Neuronen umgibt. Schützt Neuron und beschleunigt Signaltransport.

Art von Gliazelle. Jede dieser Zellen bildet ein Myelinsegment. Können nach Verletzungen eine Regeneration der Axone einleiten.

Art von Gliazelle. Große, verzweigte Zellen, in Kontakt mit Nervenzellen und Blutgefäßen. Stoffaustausch und Transport. Bestandteil der Blut-Hirn-Schranke. Beteiligung an Signalübertragung zwischen Nervenzellen.

Art von Gliazelle. Abwehr- und Immunfunktion. Abbaustoffe und Fremdprodukte werden aufgenommen.

Das Ruhepotential bezeichnet das Membranpotential einer Zelle, die nicht erregt ist. Es ist negative und liegt bei ungefähr -70mV. Vorraussetzung für das Ruhepotential ist die Ladungsverteilung einer ruhenden Zelle.

In einer ruhenden Zelle befinden sich im Intrazellulärenraum hauptsächlich positiv geladende Kaliumionen und negativ geladene Anionen.

Im Extrazellulären Raum, befinden sich hauptsächlich positiv geladene Natriumionen und negativ geladene Chloridionen. Der Intra- und Extrazelluläreraum sind durch eine Membran getrennt.

Natrium-Kalium-Pumpe trägt zur Aufrechterhaltung des Ruhepotentials bei.

Sie Transportiert zwei K+ Ionen in die Zelle und gleichzeitig drei Na+ Ionen aus der Zelle. Sie ist ein aktiver Transportmechanismus. Somit bleibt das Ruhepotential trotz der Natrium-Leckströme und der Diffusion des Kaliums.

Da die Natrium-Kalium-Pumpe ein aktiver Transportmechanismus ist, benötigt sie Energie in Form von ATP.

Das AP dient der Reizweiterleitung an Nervenzellen. Kommt ein Reiz an der Nervenzelle an, wird das Aktionspotential gebildet. Auf diesen Reiz hin öffnet sich Natriumkanäle und Natrium strömt in die Zelle ein. Es findet die Depolarisation statt und das Aktionspotential wird gebildet.

Nach der Bildung des AP kommt es zu Repolarisation und das Membranpotential wird wieder negativ. Nach der Repolarisation kommt es zur Hyperpolarisation und das Membranpotential wird noch negativer. Die Zelle stellt dann das Ruhepotential wieder ein.

Es kann das nächste Aktionspotential folgen.

1. Ruhepotential

2. Depolarisation

3. Repolarisation

4. Nachpotential

Zwischen 2/3 = Overshot

• Membranpotential nimmt durch Reizung und überschreitet Schwellenwert

  • kann durch die Öffnung von postsynaptischen Ionenkanälen (Na+, Ca2+) oder durch weitergeleitetes Aktionspotential geschehen

• Wenn sich Membranpotential um ca. 20 mV erhöht, ändert sich die Premeablität der Ionenkanäle für Na und K

Anstieg:

• Einstrom Na in die Zelle

• Permeabilität ändert sich für etwas 1 ms - danach sind die Na-Ionenkanäle in inaktivem Zustand

• Durch den Na-Einstrom kommt es zu einem starken Ausströmen von K-Ionen in den extrazellulären Raum

Repolarisation durch Ausstrom der Kalium-Ionen

• Kaliumausstrom hält auch nach dem Wiederreichen des Ruhepotentials noch kurz an

• Na-K-Pumpe wird aktive und bringt die Ionenverhältnisse wieder in den Ausganszustand

• Während AP ist Membran schwer erregbar. Während des Aufstrichs und zu Beginn der Repolarisation ist die Zelle gar nicht erregbar

• Natriumkanäle sind "Spannungsabhängig” (öffnen sich, wenn die elektrische Spannung ansteigt) (Depolarisation der Nervenzelle) - werden premeable

• Natriumkanäle öffnen sich nur kurz - sind danach inaktiv

• Spannungsabhängige Kaliumskanäle sind für die gesamt Dauer der Depolarisation geöffnet

• Die Veränderung der Leitfähigkeit der beiden Ionenkanäle erklärt die Abfolge des AP

• Nach der Erregung kann die Zelle jedoch für 2 ms keine weiteren APs mehr bilden, das bedeutet, dass sie “nicht erregbar” ist

• Diese Phase der Errgungslosigkeit nennt man Refraktär-Zeit/Phase danach muss das Neuron wieder polarisiert werden, um wieder ein AP weiterleiten zu können

1. Postsynaptiche Potentiale werden am Zellkörper und den Dendriten ausgelöst

2. Postsynaptischen Potentiale schwächen sich bei der Übertragung zum Axon ab

3. Wenn die Summation der postsynaptischen Potentiale die Erregungsschwelle des Axon überschreitet, wird ein AP ausgelöst.

4. Das AP wird ohne Abschwächung das Axon entlang zu den Endknöpfchen geleitet

5. Das AP löst an den Endknöpfchen eine Exozytose aus

• Informationen werden innerhalb von Millisekunden über Nervenzellen der Peripherie an das Gehirn weiter geleitet. Dort werden Informationen entschlüsselt und bewertet.

• Die Nervenzellen sind nicht direkt miteinander verbunden. Zwischen ihnen befindet sich ein nur etwa 20 bis 30 tausendstel Milimeter breiter Spalt

  -> Synaptische Spalt

• Erregung in Zelle A kommt in der synaptischen Endigung an und sorgt dort für die Freisetzung ein chemischen Subtanz, die wiederum bei Zelle B eine Ionenwanderung auslösen kann

• Chemische Synapsen sind häufiger (besonders im Gehirn), elektrische Synapsen z.B. in Muskelzellen des Herzens und der inneren Organe

Extreme Annäherung der Zellmembran zweiter Neuronen mit röhrenartigen Molekülen, die eine Ionenübertragung direkt zwischen den Neuronen ermöglichen Informatiosnübertragung in beide Richtungen möglich.

• Neurotransmitter sind endogene, biochemische Botenstoffe, die Information von einer Nervenzelle zur anderen übertragen. Sie sind den Vesikel der präsynaptischen Membran und gelangen mittels Transmittermoleküle in den synaptischen Spalt. Dort diffundieren sie zu den Rezeptoren des postsynaptischen Neurons

• Transmitter befinden sich in Vesikeln in der präsynaptischen Endigung

• Wenn Aktionspotenzial ankommt, strömen Kalziumionen ein, welche dazu führen, dass die Vesikel mit der Zellmembran verschmelzen und der Transmitter in den synaptischen Spalt freigegeben wird

• Schlüssel-Schloss-Prinzip: Transmitter und Rezeptor hängen spezifisch zusammen