M3: Informationsübermittlung im Körper

• auch: Nervenzelle
• spezialisierte Zellen, die aus Zellkern, Zellplasma und Zellmembran bestehen (Zellkörper = Soma)
• Aufgabe: Informationsweiterleitung im Organismus
• besteht aus: Dendriten, Axon, Myelinscheide (nur an best.), Synapse
• es gibt vielfältige Varianten, die bes. Benennung haben

• sind diffus im Nervengewebe verteilt und übernehmen Hilfsfunktionen für die Nervenzellen (Ernährung, Stützfunktion)
• Arten: Schwann´sche Zellen (biden Myelinscheide um Axone im PNS), Oligodendrozyten (Gliazellen des ZNS)

• im Ruhezusatnd besteht zw. dem Inneren eines Neurons und der Zellumgebung eine elektrische Spannung von -70mV
• beruht auf der Verteilung best. Ionen
• wird durch versch. elektrochem. Mechanismen aufrechterhalten

• Depolarisation überschreitet einen kritischen Schwellenwert (ca. -40mV) und löst damit eine überschießende Reaktion (bis zu +30mV) aus: Aktionspotential
• Verlauf (in wenigen ms): Depolarisation über krit. Schwellenwert; schneller Anstieg hin zum Max.,; Repolarisation; Nachpotential (=Hyperp-olarisation), das eine erneute Erregung für eine gewisse Zeit verhindert =Refraktärphase
• ein AP erregt ebenfalls benachbarte Membranbereiche, wodurch es sich über die ges. Nervenzelle linear (wegen Refraktärphase kann die Erregung nicht zurücklaufen) verbreitet

• Verschiebung des Membranpotentials in positiver Richtung
• setzt sich entlang der Zellmembran fort und wird durch elektrochem. Mechanismen abgeschwächt und schließlich ausgeglichen

unabhängig davon, wieweit die Schwelle der Depolarisation überschritten wird, wird das Aktionspotential ausgelöst

• Veränderungen in der Umgebung der Nervenzelle, die einen Membranstrom initiiert
• adäquate R.:  Reize, die mit der geringsten Energie ein Aktionspotential in der Rezeptorzelle auslösen
• inadäquate R.: können ebenfalls eine Potentialänderung hervorrufen; lösen aber nur mit hoher Energie eine Erregung aus (oder gar nicht)
• unterschwellige R.: adäquate Reize, deren Energiemenge nicht zur Erregung der Sinneszelle ausreicht; treffen sie jedoch in geringen zeitlichen oder räumlichen Abständen ein, können sie durch Summation den Rezeptor erregen
• überschwellige R.: adäquate Reize, deren Energiemenge ausreicht, um die volle Reaktion zu erreichen (es ist keine Steigerung möglich)
• Intensität wird durch die Frequenz von von Aktionspotentialen kodiert (nicht durch die Höhe ihrer Spannung)

• nur bei myelinisierten Fasern: an einigen Stellen ist die Myelinscheide von Einschnürungen unterbrochen (=Ranviersche Schnürringe); Erregung "springt" von Ring zu Ring 
• dadurch wird eine hohe Leitungsgeschwindigkeit erreicht: je dicker die Nervenfasern, desto schneller (bis zu 80-120m/s)
• dünne Fasern haben die Myelinisierung nicht und deshalb auch eine geringe Leitungsgeschw. (0,5-1,5 m/s)

• = von Gliazellen umhüllter Fortsatz einer Nervenzelle, bspw. das Axon einer Nervenzelle mitsamt seiner Myelinscheide 
• Im PNS sind mehrere Nervenfasern zumeist durch zusätzliche bindegewebige Hüllen zu Nerven zusammengefasst

• Funtion (z.B.): primäre Muskelspindelfafferenzen, motorisch zu Skelettmuskeln
• mittlerer Faserduchmesser (µm): 15
• mittlere Leitungsgeschw. (m/s): 100 (70-120)

• Funtion (z.B.): Hautafferenzen für Berührung und Druck
• mittlerer Faserduchmesser (µm): 8
• mittlere Leitungsgeschw. (m/s): 50 (30-70)

• Funtion (z.B.): motorisch zu Muskelspindeln
• mittlerer Faserduchmesser (µm): 5
• mittlere Leitungsgeschw. (m/s): 20 (15-30)

• Funtion (z.B.): Hautafferenzen für Temperatur
• mittlerer Faserduchmesser (µm): <3
• mittlere Leitungsgeschw. (m/s): 15 (12-30)

• Funtion (z.B.): sympathisch präganglionär
• mittlerer Faserduchmesser (µm): 3
• mittlere Leitungsgeschw. (m/s): 7 (3-15)

• Funtion (z.B.): Hautafferenzen für Nozizeption (=Wahrnehmung von Schmerzen), sympathische postganglionäre Efferenzen
• mittlerer Faserduchmesser (µm): 1
• mittlere Leitungsgeschw. (m/s): 1 (0,5-2)

geringer Zwischenraum zw. beiden Zellen (ca. 2nm), der durch Kontaktmoleküle überbrückt wird; 

darüber können geladene Teilchen hin- und herwandern (beide Richtungen)

• viel häufiger vorkommend als elektr. 
• synaptischer Spalt wird durch chem. Botenstoofe (moleküle) überbrückt = (Neuro-) Transmitter
• Information wird nur in eine Richtung übertragen: haben präsynaptische Endigung ("Informationsversand") und postsynaptischen Membranbereich ("Informationsempfang")

• nur bei chem. Synapsen
• entspricht den Endknöpfchen
• enthält Vesikel, in denen Transmitter gespeichert sind: durch Aktionspotential verschmelzen V. mit der präsynaptischen Membran → T. diffundieren in den syaptischen Spalt

• nur bei chem. Synapsen
• "enthält" Rezeptoren (=Empfängermoleküle), die nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip reagieren: spez. Botenstoff oder diesem sehr ähnliche Stoffe führen zu einer AKtivierung des R.

Ersatzstoff, der eine ähnliche Wirkung wie der spez. Transmitter auf einen Rezeptor hat (v.a. Gifte, z.B. Curare)

Ersatzstoff, der dem spez. Transmitter räumlich ähnelt, jedoch eine blockierende Funktion hat, also keine Wirkung auslöst (v.a. Gifte, z.B. Curare)

Teil des Transmitters, der nach Freigabe in den synap. Spalt nicht an Rezeptoren gebunden wurde: diffundiert aus dem Spalt, wird enzymatisch abgebaut oder enzymatisch aufbereitet, um in abgebende Zelle wieder aufgenommen zu werden

1. Hyperpolarisation: Membranpotential wird negativer, wodurch die Erregungsschwelle deutlich erhöht wird → IPSP (=inhibitorisches postsynaptisches Potential)
2. Depolarisation: Membranpotential wird positiver, wodurch die Erregungsschwelle deutlich gesenkt wird → EPSP (=exzitatorisches postsynaptisches Potential)

dabei werden über mehrere Synapsen erregende Impulse abgegeben (=Auslösung von EPSP), die sich gegenseitig verstärken und ein Aktionspotential im Zielneuron auslösen;

Vorraussetzung: Konvergenz

= Zusammentreffen mehrerer Nervenfasern auf einem Zielneuron 

(Voraussetzung für räumliche Summation)

in schneller Folge werden postsynaptische Potentiale erzeugt: De- bzw. Hyperpolarisation nimmt zu, Effekt wird verstärt; führt u.U. zur Auslösung eines Aktionspotentials

=Ausbildung von Kontakten von einem Neuron zu mehreren Neuronen

→ Erregung einer Nervenzelle kann sich somit auch auf mehrere andere Zellen verteilen

• ein Organ, einen Körperteil mit Nerven ausstatten oder mit Nervenreizen versorgen
• hier: anregen

auseinander gehen, auseinander streben