THP 1 Neurologie
Neuro
Neuro
Zellen besitzen Organellen mit bestimmten Funktionen
>Zellkern(Genom, Reproduktion), Mitochondiren(ATP-Gewinnung), Ribosomen (Proteinbiosynthese), Endoplasmatisches Retikulum (Ca-Speicher, Biosynthese Membranproteine am raue ER), Golgiapparat(Proteinreifung), Lysosomen/Peroxisomen (Abbau Substanzen, Entgiftung), Mikrotubuli/Aktinfilamente (Cytoskelett)
Zellmembranen bilden selektive Barriere für wasserlösliche Substanzen
>2 schichtig: von Phospholipiden und Kohlenwasserstoffketten
>Permeabilität ist ein Maß für die Beweglichkeit einer Substanz durch die Membran (m/s), hängt ab von: Größe, Polarität der Substanz, Zusammensetzung der Membran
>Barriere für: geladene Moleküle(AS,ATP,Glucose-6-P.), Ionen(Na,K,Cl,), große polare Moleküle
>Wasser, kleine polare Substanzen(HArnstoff) und Gase(o2) können diffundieren
Transmembranproteine der Zellmembran>Transportproteine
Kanal: bildet Pore, die im aktiven Zustand gleichzeitig zu beiden Seiten der Membran geöffnet sind. Stofftransport erfolgt entlang eines energetischen Gradienten, vollständig geöffnet
Transporter/Carrier: bilden Poren, die immer nur zu einer Seite der Membran geöffnet sind, entweder zum Extrazellularraum o. zum Intrazellularraum. Stofftransport erfolgt entlang eines energetischen Gradienten
Pumpe:Transporter, die Substanzen unter Energieaufwand durch Membran bewegen. Der Stofftransport erfolgt entgegen energetischen Gradienten
Fick'sches Diffusionsgesetz
>Stofftransport durch eine Membran aufgrund eines Konzentrationsunterschieds permeabler Teilchen,
Vergleich der Stofftransporte durch einen Kanal und einen Transporter/Carrier
>in beiden Fällen Triebkraft für den Transport ein Konzentrationsunterschied der Teilchen
>offener Kanal:ungehinderte Teilchendiffusion und die Transportrate steigt linear mit der Größe des Konz.unterschieds
>Transporter: ist die Transportrate von der Größe des Konz.unterschieds und der Geschw. der Konfirmationsänderungen im Transportproteine abhängig, Bindungsstelle im Transporter, erreicht bei steigenden Konz. der gelösten Teilchen eine max. Transportrate(Jmax),Km entspricht der Konz. bei der die hablmaximale Transportrate vorliegt
Aktiver Transport-die Na/K-Pumpe
>Energieverbrauch für den Aufbau+Aufrechterhaltung von Ionengradienten=Transportvorgänge entgegen Konzentrationsgefälle, erzeugen Konz.gradienten für weitere passive Transportvorgänge
>Na/K Pumpe wichtigster aktiver Transporter, transportiert mit jedem Transportzyklus 3 Na+ aus der Zelle und 2K+ in die Zelle(elektrogen), Na-sensitiv=stimulierbar durch Anstieg von [Na]cytosol
Transportzyklus der Na/K-Pumpe
(Zustand E1:Pore zum Zytosol geöffnet, E2: Pore zum Extrazellularraum geöffnet)
1.) E1, Hohe Na-Affinität, 2.) Aufnahme von 3 Na+ 3.)ATP-Spaltung, Phosphoryl. der Pumpe=Porenschließung, 4.) Porenöffnung zum Extrazellulärraum, Abgabe von Na, 5.) E2, hohe Affinität 6.) Aufnahme von 2K+, 7.) Abgabe von Phosphat=Porenschließung, 8.) ATP-Bindung=Porenöffnung zum Cytosol, Abgabe K
Wodurch entsteht asymmetrische Ionenverteilung im Intra- und Extrazellularraum?
1.) Ionenpumpen können Gradienten erzeugen(Na/K-Pumpe)
2.)Intrazellulär gebildete Proteine (=große Anionen) sind für die Zellmembran imbermeabel
3.)Impermeable Ionen (Proteine) sorgen für eine asymmetrische Verteilung anderer Ionen, die für Zellmembran permeabel sind (s. Donnan-Verteilung)
Donnan-Verteilung
(Gibbs-Donnan Gleichgewicht)
beschreibt die ungleiche Verteilung von gelösten geladenen Teilchen (Ionen), die sich einstellt, wenn eine semipermeable Membran für einige, nicht aber alle in der Lösung vorhandenen Ionen durchlässig ist
In diesem Fall verteilen sich die passierenden Ionen auf beiden Seiten der Membran in unterschiedlicher Konzentration. Diese Ungleichverteilung führt zu einer Potentialdifferenz (Donnan-Potential) und einer Differenz des osmotischen Drucks.
Membranpotential
>innen negatives Membranpotential (Spannung in Volt o. Milliv.)
>Zytosol=Innen, Interstidium=Außen
>große Anionen(Proteine) sind negativ geladen
Wie können stabile Membranpotentiale in Abwesenheit aktiver Pumpen entstehen?
>elektrische Potentialunterschiede über Membran können ohne direkten Einfluss von Ionenpumpen entstehen und stabil bleiben
>Experiment: 2 Kompartimente die durch Kationen selektive Membran getrennt sind, in beide Kompartimente K+/A-, Konz. in Kompartiment 1 gr. besteht im Ausgangszustand chemischer Gradient, nach kurzer Zeit stabiles elektro-chemische Gleichgew. für Kationen ein=elektrische Spannung
Nernst Gleichung
>Spannung u über der Membran lässt sich im Gleichgewicht mit der Nernst-Gleichung berechnen
>die Ionenkonz. bleibt nahezu unverändert, Memebran wirkt wie ein geladener Kondesator, die Ladungstrennung beschränkt sich auf die unmittelbare Nähe der Membran
Wie ändert sich die Membranspannung, wenn die K+-Konz. extrazellulär von 4 mM auf 20 mM erhöht wird?
>Experiment
>wird geringer (von -98mV auf -55mV)
Lebende Zellen ändern ihr Membranpotential, wenn extrazellulär [K+] erhöht wird
>Depolarisation= Abnahme der Spannungsdifferenz über der Membran, Hyperpolarisatio= Zunahme der Spannungsdifferenz über der Membran
Gleichgewichtspotentiale Ex
>für jedes Ion existiert ein eigenes Gleichgewichtspot.
>Diff. zwischen dem aktuellen Membranpotial Vm und dem Gleichgewichtspotential Ex ergibt für jedes Ion die elektrische, treibende Kraft einen gerichteten Transport über die Zellmembran
>Elektr. treibende Kraft= Vm-Ex, Ex>Vm --> EInwärtsstrom, Ex<Vm--> Auswärtsstrom
Membranpotential hängt von Konzentrationgradienten und Permeabilität ab
>kann unter Kenntnis der Konzentrationsgradienten und Permeabiität mit der GHK-Gleichung abgeschätzt werden, gewichtet die zu berücksichtigenden Gleichgewichtspotentiale gemäß der Permeabilität der beteiligten Ionen
>Permiabilität (m/s) ist ein Maß für die Beweglichkeit eines Ions durch die Membran, hängt von der Anzahl offener Membranporen für die betrachtete Ionsorte ab
>Zellmembranen haben in Ruhe eine besonders hohe Permeabilität für K-Ionen(und Cl) und eine besonders niedrige Permeabilität für Na (Ca)
Das Ruhepotential ist ein Fließgleichgewicht
(>K+ steht im elektro-chemischen Gleichgewicht, für Na+-Ionen besteht eine erhebloche Trebkraft für einen Einstrom, weil elektrische und chemische Gradienten gleichgerichtet nach innen wirken (na Ionenstrom trotzdem klein weil nur wenige offene Na Kanäle vorhanden sind, Membran Deporalisiert)
>Ruhepotential: weder K+ noch Na+ befinden sich im elektrochem. Gleichgewichtszustand, einwärtsgerichtete Triebkraft für Na ist wesentlich größer als die auswärtsgerichtet Gesamttriebkraft für K, Ionenströme für Na und für K jedoch gleich groß weil weniger offene Na Kanäle vorhanden sind
>Summe aller Ionenströme ist ausgeglichen, Ruhepotential bleibt konstant weil die Na/K pumpe die Leck-Ionenströme kompensiert und die Ionengradientenlangfristig stabilisiert
Ionenkanäle
>sind wassergefüllte Poren in der Zellmembran, durch die Ionen selektiv diffundieren können, wenn sie ihre Hydrathülle zumindest teilweise abgeben
>spezifische Bindungsstellen innerhalb der Poren ersetzen die Hydrathülle im Kanal und bilden einen Selektivitätsfilter
Spannungsabhängige Kationenkanäle
>Spannungsgesteuerte Kationenkanäle haben eine verwandte Grundstruktur
>Segmente S5 und S6 aus 4 einheitlichen Domänen (oft 4 Untereinheiten) bilden eine Pore, P-Schleifen bilden den Selektivitätsfilter
>viele spannungsgesteuerte Kationenkanäle besitzen als Spannunssensor eine positiv geladene S4-Domäne (Aminosäuren Lysin und Arginin)
>meist durch Depolarisation geöffnet
Aktionspotential: "Alles-oder-Nichts-Prinzip"
> Aktionspotentiale zeigen einen konstanten, sich autoregenerativ wiederholenden Ablauf von Veränderungen des Membranpotentials. Zur Auslösung dieses zyklischen Vorgangs muß lediglich ein kritisches Schwellenpotential überschritten werden, dessen absoluter Betrag keinen Einfluß auf die Amplitudenhöhe des Aktionspotentials hat.
>Schwellenwerte bei -50mV
Passive und aktive Antworten der Zellmembran auf intrazelluläre Strominjektionen
>Rc-Glied: exponentieller Anstieg der Spannung bei Injektion eines eines Stromimpulses
>Aktive Komponenten weichen Antwort eines RC-Gliedes ab, Ursache ist eine aktive Änderung des Membranwiederstands, weil ab einem best. Schwellenpotential zusätzliche Kanäle geöffnet werden
>Passive entsprechen den Antworten eines Rc-Gliedes
Axonale Na-Kanal kann 3 verschiedene Zustände einnehmen
>spannungsabhängige Na-kanäle der Nervenzelle können drei Zustände einnehmen: geschlossen aktivierbar C, offen O, geschlossen nicht aktivierbar I
>Übergang von C zu O bei Membrandepolarisation, O zu I wird durch die gleiche Membrandepolarisation ausgelöst, benötigt aber zeit=kurzes Zeitfenster in dem die Na kanäle bei Depolarisation geöffnet sind, I zu C erst bei Repolarisation oder Hyperpolarisation der Membran=Grundlage der absoluten und relativen Refraktärzeit
Absolute und relative Refraktärzeit
Absolute: nicht genügend Na-Kanäle aktivierbar um ein 2. AP auslösen zu können
Relative:entsteht ein 2.AP mit verminderter Amplitude, weil weniger Na-Kanäle aktivierbar sind und noch eine erhöhte K-Leitfähigkeit besteht
Phasen AP
n
Aktionspotentiale am Axonhügel generiert
>Am Axonhügel spannungsgesteuerten Na Kanäle besonders hoch = Erregungsschwelle besonders niedrig
>AP ohne Amplutudenverlust über weite Strecken entlang des Axons fortgeleitet
Welche Parameter steigern die elektrotonische Ausbreitung und Fortleitungsgeschw. der AP?
1.) Vergrößerung des Axondurchmessers
2.) Isolierung der Axone durch Myelin:Oligodendrocyten und Schwann-Zellen wachsen um die Axone herum und bilden myelinreiche Ios.schicht mit einer guten, elektrischen Abdichtung zu den Ravierschen Schnürringen, Na-Kanäle sind auf die nicht-myelinisierten Membranabschnitte an den Schnürringen beschränkt
Ranvier-Schnürring und saltatorische Erregungsleitung
Myelinisierte Nervenfasern generieren nur an den Ravier-Schnürringen AP, entlang nicht-my. Axone ist AP-Amplitude konstant,in my. fällt AP-Amplitude im Bereich der Internodien ab, weil hier die Na-Kanäle fehlen
Saltatorische Erregungsleitung: so schnell, weil die elektrotonische Ausbreitung in den Internodien effizient genutzt wird und nur selten AP neu generiert werden
Grundlegender Mechanismus der Signalübertragung an chemischen synapsen
Errägung des präsynaptischen Neurons>Transmitterfreisetzung an der präsynaptischen Membran>Diffusion des Transmitters über synaptischen Spalt>Transmitterbildung an postsynaptische Rezeptoren>Folgeprozesse, die zur Änderung des postsynaptischen Membranpotentials führen
Transmitterfreisetzung ist Ca-abhängig
Hohe Ca-Kanaldichte an den aktiven Zonen der präsynaptischen Membran, lokal begrenzter [Ca] Anstieg im präsn. Neuron von 10-5 auf 0,1 mM, Ca-Schwelle zur Transmitterfreisetzung liegt bei 0.05 mM
Transmitterfreisetzung
h
Vergelich zwischen ionotropen und metabotropen Rezeptoren
lernen!
Vesikel Mobilisierung
>2 vesikel Pools: Pool1: an aktiver Zone, zur Transmitterfreisetzung bereitgestellt, Pool2: über Synapsin am Zytoskelett gebunden
>Vesikel-Mobilisierung: Ca binde an Calmodulin: Aktivierung der Ca-Calmodulin-abh. Proteinkinase 2, Proteinkinase phosphoriliert Synapsin, Vesikel lösen sich von Aktinfilamenten
elektrische Synapse
>Gap junctions sind cytoplasmatische Verbindungen benachbarter Zellen über porenbildene Konnexine, Zell-Zwischenraum ist auf wenige Nanometer reduziert
Vergleich zwischen elektrischer und chemischer Synapsen
j
-
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-
Flashcards
Zellen besitzen Organellen mit bestimmten Funktionen
>Zellkern(Genom, Reproduktion), Mitochondiren(ATP-Gewinnung), Ribosomen (Proteinbiosynthese), Endoplasmatisches Retikulum (Ca-Speicher, Biosynthese Membranproteine am raue ER), Golgiapparat(Proteinreifung), Lysosomen/Peroxisomen (Abbau Substanzen, Entgiftung), Mikrotubuli/Aktinfilamente (Cytoskelett)
Zellmembranen bilden selektive Barriere für wasserlösliche Substanzen
>2 schichtig: von Phospholipiden und Kohlenwasserstoffketten
>Permeabilität ist ein Maß für die Beweglichkeit einer Substanz durch die Membran (m/s), hängt ab von: Größe, Polarität der Substanz, Zusammensetzung der Membran
>Barriere für: geladene Moleküle(AS,ATP,Glucose-6-P.), Ionen(Na,K,Cl,), große polare Moleküle
>Wasser, kleine polare Substanzen(HArnstoff) und Gase(o2) können diffundieren
Transmembranproteine der Zellmembran>Transportproteine
Kanal: bildet Pore, die im aktiven Zustand gleichzeitig zu beiden Seiten der Membran geöffnet sind. Stofftransport erfolgt entlang eines energetischen Gradienten, vollständig geöffnet
Transporter/Carrier: bilden Poren, die immer nur zu einer Seite der Membran geöffnet sind, entweder zum Extrazellularraum o. zum Intrazellularraum. Stofftransport erfolgt entlang eines energetischen Gradienten
Pumpe:Transporter, die Substanzen unter Energieaufwand durch Membran bewegen. Der Stofftransport erfolgt entgegen energetischen Gradienten
Fick'sches Diffusionsgesetz
>Stofftransport durch eine Membran aufgrund eines Konzentrationsunterschieds permeabler Teilchen,
Vergleich der Stofftransporte durch einen Kanal und einen Transporter/Carrier
>in beiden Fällen Triebkraft für den Transport ein Konzentrationsunterschied der Teilchen
>offener Kanal:ungehinderte Teilchendiffusion und die Transportrate steigt linear mit der Größe des Konz.unterschieds
>Transporter: ist die Transportrate von der Größe des Konz.unterschieds und der Geschw. der Konfirmationsänderungen im Transportproteine abhängig, Bindungsstelle im Transporter, erreicht bei steigenden Konz. der gelösten Teilchen eine max. Transportrate(Jmax),Km entspricht der Konz. bei der die hablmaximale Transportrate vorliegt
Aktiver Transport-die Na/K-Pumpe
>Energieverbrauch für den Aufbau+Aufrechterhaltung von Ionengradienten=Transportvorgänge entgegen Konzentrationsgefälle, erzeugen Konz.gradienten für weitere passive Transportvorgänge
>Na/K Pumpe wichtigster aktiver Transporter, transportiert mit jedem Transportzyklus 3 Na+ aus der Zelle und 2K+ in die Zelle(elektrogen), Na-sensitiv=stimulierbar durch Anstieg von [Na]cytosol
Transportzyklus der Na/K-Pumpe
(Zustand E1:Pore zum Zytosol geöffnet, E2: Pore zum Extrazellularraum geöffnet)
1.) E1, Hohe Na-Affinität, 2.) Aufnahme von 3 Na+ 3.)ATP-Spaltung, Phosphoryl. der Pumpe=Porenschließung, 4.) Porenöffnung zum Extrazellulärraum, Abgabe von Na, 5.) E2, hohe Affinität 6.) Aufnahme von 2K+, 7.) Abgabe von Phosphat=Porenschließung, 8.) ATP-Bindung=Porenöffnung zum Cytosol, Abgabe K
Wodurch entsteht asymmetrische Ionenverteilung im Intra- und Extrazellularraum?
1.) Ionenpumpen können Gradienten erzeugen(Na/K-Pumpe)
2.)Intrazellulär gebildete Proteine (=große Anionen) sind für die Zellmembran imbermeabel
3.)Impermeable Ionen (Proteine) sorgen für eine asymmetrische Verteilung anderer Ionen, die für Zellmembran permeabel sind (s. Donnan-Verteilung)
Donnan-Verteilung
(Gibbs-Donnan Gleichgewicht)
beschreibt die ungleiche Verteilung von gelösten geladenen Teilchen (Ionen), die sich einstellt, wenn eine semipermeable Membran für einige, nicht aber alle in der Lösung vorhandenen Ionen durchlässig ist
In diesem Fall verteilen sich die passierenden Ionen auf beiden Seiten der Membran in unterschiedlicher Konzentration. Diese Ungleichverteilung führt zu einer Potentialdifferenz (Donnan-Potential) und einer Differenz des osmotischen Drucks.
Membranpotential
>innen negatives Membranpotential (Spannung in Volt o. Milliv.)
>Zytosol=Innen, Interstidium=Außen
>große Anionen(Proteine) sind negativ geladen
Wie können stabile Membranpotentiale in Abwesenheit aktiver Pumpen entstehen?
>elektrische Potentialunterschiede über Membran können ohne direkten Einfluss von Ionenpumpen entstehen und stabil bleiben
>Experiment: 2 Kompartimente die durch Kationen selektive Membran getrennt sind, in beide Kompartimente K+/A-, Konz. in Kompartiment 1 gr. besteht im Ausgangszustand chemischer Gradient, nach kurzer Zeit stabiles elektro-chemische Gleichgew. für Kationen ein=elektrische Spannung
Nernst Gleichung
>Spannung u über der Membran lässt sich im Gleichgewicht mit der Nernst-Gleichung berechnen
>die Ionenkonz. bleibt nahezu unverändert, Memebran wirkt wie ein geladener Kondesator, die Ladungstrennung beschränkt sich auf die unmittelbare Nähe der Membran
Wie ändert sich die Membranspannung, wenn die K+-Konz. extrazellulär von 4 mM auf 20 mM erhöht wird?
>Experiment
>wird geringer (von -98mV auf -55mV)
Lebende Zellen ändern ihr Membranpotential, wenn extrazellulär [K+] erhöht wird
>Depolarisation= Abnahme der Spannungsdifferenz über der Membran, Hyperpolarisatio= Zunahme der Spannungsdifferenz über der Membran
Gleichgewichtspotentiale Ex
>für jedes Ion existiert ein eigenes Gleichgewichtspot.
>Diff. zwischen dem aktuellen Membranpotial Vm und dem Gleichgewichtspotential Ex ergibt für jedes Ion die elektrische, treibende Kraft einen gerichteten Transport über die Zellmembran
>Elektr. treibende Kraft= Vm-Ex, Ex>Vm --> EInwärtsstrom, Ex<Vm--> Auswärtsstrom
Membranpotential hängt von Konzentrationgradienten und Permeabilität ab
>kann unter Kenntnis der Konzentrationsgradienten und Permeabiität mit der GHK-Gleichung abgeschätzt werden, gewichtet die zu berücksichtigenden Gleichgewichtspotentiale gemäß der Permeabilität der beteiligten Ionen
>Permiabilität (m/s) ist ein Maß für die Beweglichkeit eines Ions durch die Membran, hängt von der Anzahl offener Membranporen für die betrachtete Ionsorte ab
>Zellmembranen haben in Ruhe eine besonders hohe Permeabilität für K-Ionen(und Cl) und eine besonders niedrige Permeabilität für Na (Ca)
Das Ruhepotential ist ein Fließgleichgewicht
(>K+ steht im elektro-chemischen Gleichgewicht, für Na+-Ionen besteht eine erhebloche Trebkraft für einen Einstrom, weil elektrische und chemische Gradienten gleichgerichtet nach innen wirken (na Ionenstrom trotzdem klein weil nur wenige offene Na Kanäle vorhanden sind, Membran Deporalisiert)
>Ruhepotential: weder K+ noch Na+ befinden sich im elektrochem. Gleichgewichtszustand, einwärtsgerichtete Triebkraft für Na ist wesentlich größer als die auswärtsgerichtet Gesamttriebkraft für K, Ionenströme für Na und für K jedoch gleich groß weil weniger offene Na Kanäle vorhanden sind
>Summe aller Ionenströme ist ausgeglichen, Ruhepotential bleibt konstant weil die Na/K pumpe die Leck-Ionenströme kompensiert und die Ionengradientenlangfristig stabilisiert
Ionenkanäle
>sind wassergefüllte Poren in der Zellmembran, durch die Ionen selektiv diffundieren können, wenn sie ihre Hydrathülle zumindest teilweise abgeben
>spezifische Bindungsstellen innerhalb der Poren ersetzen die Hydrathülle im Kanal und bilden einen Selektivitätsfilter
Spannungsabhängige Kationenkanäle
>Spannungsgesteuerte Kationenkanäle haben eine verwandte Grundstruktur
>Segmente S5 und S6 aus 4 einheitlichen Domänen (oft 4 Untereinheiten) bilden eine Pore, P-Schleifen bilden den Selektivitätsfilter
>viele spannungsgesteuerte Kationenkanäle besitzen als Spannunssensor eine positiv geladene S4-Domäne (Aminosäuren Lysin und Arginin)
>meist durch Depolarisation geöffnet
Aktionspotential: "Alles-oder-Nichts-Prinzip"
> Aktionspotentiale zeigen einen konstanten, sich autoregenerativ wiederholenden Ablauf von Veränderungen des Membranpotentials. Zur Auslösung dieses zyklischen Vorgangs muß lediglich ein kritisches Schwellenpotential überschritten werden, dessen absoluter Betrag keinen Einfluß auf die Amplitudenhöhe des Aktionspotentials hat.
>Schwellenwerte bei -50mV
Passive und aktive Antworten der Zellmembran auf intrazelluläre Strominjektionen
>Rc-Glied: exponentieller Anstieg der Spannung bei Injektion eines eines Stromimpulses
>Aktive Komponenten weichen Antwort eines RC-Gliedes ab, Ursache ist eine aktive Änderung des Membranwiederstands, weil ab einem best. Schwellenpotential zusätzliche Kanäle geöffnet werden
>Passive entsprechen den Antworten eines Rc-Gliedes
Axonale Na-Kanal kann 3 verschiedene Zustände einnehmen
>spannungsabhängige Na-kanäle der Nervenzelle können drei Zustände einnehmen: geschlossen aktivierbar C, offen O, geschlossen nicht aktivierbar I
>Übergang von C zu O bei Membrandepolarisation, O zu I wird durch die gleiche Membrandepolarisation ausgelöst, benötigt aber zeit=kurzes Zeitfenster in dem die Na kanäle bei Depolarisation geöffnet sind, I zu C erst bei Repolarisation oder Hyperpolarisation der Membran=Grundlage der absoluten und relativen Refraktärzeit
Absolute und relative Refraktärzeit
Absolute: nicht genügend Na-Kanäle aktivierbar um ein 2. AP auslösen zu können
Relative:entsteht ein 2.AP mit verminderter Amplitude, weil weniger Na-Kanäle aktivierbar sind und noch eine erhöhte K-Leitfähigkeit besteht
Phasen AP
n
Aktionspotentiale am Axonhügel generiert
>Am Axonhügel spannungsgesteuerten Na Kanäle besonders hoch = Erregungsschwelle besonders niedrig
>AP ohne Amplutudenverlust über weite Strecken entlang des Axons fortgeleitet
Welche Parameter steigern die elektrotonische Ausbreitung und Fortleitungsgeschw. der AP?
1.) Vergrößerung des Axondurchmessers
2.) Isolierung der Axone durch Myelin:Oligodendrocyten und Schwann-Zellen wachsen um die Axone herum und bilden myelinreiche Ios.schicht mit einer guten, elektrischen Abdichtung zu den Ravierschen Schnürringen, Na-Kanäle sind auf die nicht-myelinisierten Membranabschnitte an den Schnürringen beschränkt
Ranvier-Schnürring und saltatorische Erregungsleitung
Myelinisierte Nervenfasern generieren nur an den Ravier-Schnürringen AP, entlang nicht-my. Axone ist AP-Amplitude konstant,in my. fällt AP-Amplitude im Bereich der Internodien ab, weil hier die Na-Kanäle fehlen
Saltatorische Erregungsleitung: so schnell, weil die elektrotonische Ausbreitung in den Internodien effizient genutzt wird und nur selten AP neu generiert werden
Grundlegender Mechanismus der Signalübertragung an chemischen synapsen
Errägung des präsynaptischen Neurons>Transmitterfreisetzung an der präsynaptischen Membran>Diffusion des Transmitters über synaptischen Spalt>Transmitterbildung an postsynaptische Rezeptoren>Folgeprozesse, die zur Änderung des postsynaptischen Membranpotentials führen
Transmitterfreisetzung ist Ca-abhängig
Hohe Ca-Kanaldichte an den aktiven Zonen der präsynaptischen Membran, lokal begrenzter [Ca] Anstieg im präsn. Neuron von 10-5 auf 0,1 mM, Ca-Schwelle zur Transmitterfreisetzung liegt bei 0.05 mM
Transmitterfreisetzung
h
Vergelich zwischen ionotropen und metabotropen Rezeptoren
lernen!
Vesikel Mobilisierung
>2 vesikel Pools: Pool1: an aktiver Zone, zur Transmitterfreisetzung bereitgestellt, Pool2: über Synapsin am Zytoskelett gebunden
>Vesikel-Mobilisierung: Ca binde an Calmodulin: Aktivierung der Ca-Calmodulin-abh. Proteinkinase 2, Proteinkinase phosphoriliert Synapsin, Vesikel lösen sich von Aktinfilamenten
elektrische Synapse
>Gap junctions sind cytoplasmatische Verbindungen benachbarter Zellen über porenbildene Konnexine, Zell-Zwischenraum ist auf wenige Nanometer reduziert
Vergleich zwischen elektrischer und chemischer Synapsen
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