Physiologie
Signalweiterleitung im ZNS
Signalweiterleitung im ZNS
-
- 1 / 25
-
Flashcards
Was ist Vorraussetzung für ein Aktionspotential?
Ruhemembranpotential
An welchen Zelltypen ist eine Veränderung der Membraneigenschaften aufgrund eines Reizes beobachtbar?
Nervenzellen und Muskelzellen
Welcher Zelltyp kann Signale weiterleiten und im Verbund abändern bzw modifizieren?
Nervenzellen
Was passiert an der Zellmembran des Neurons, wenn der Schwellenwert erreicht wird?
potenzialgesteuerte NA+ Kanäle öffnen sich
Was passiert, wenn Schwelle nicht erreicht wird?
Es bleibt bei dieser lokalen Antwort. Keine Weiterleitung des Signals.
An welcher anatomischen Stelle der Nervenzelle fällt die Entscheidung, ob ein AP ausgelöst wird?
Am Axonhügel
Was kann eine Ursache sein für eine Erregung der Nervenzelle ( 1 2 3 Beispiele)
Öffnung postsynaptischer Kationenkanäle durch Neurotransmitter aus der Präsynapse.
Quetschung oder Überdehnung der Nervenfaser (z.B. Stoß auf den "Musikknochen" (n. ulnaris)).
Elektrische Reizung aus der Umgebung (z.B. Ströme bei neurologischer Diagnostik wie EMG)
Wofür sind Natrium / Kalium Pumpen gut?
Was machen sie genau?
NA K Pumpen sind zentral für das Ruhepotential an der Zellmembran (einer Nervenzelle). Wenn ein Aktionspotential eine Stelle x der Membran passiert hat (im klitziwitzi-Millisekundenbereich), dann ist ja viel Natrium von außen in die Zelle geströmt, und viel Kalium von innen aus der Zelle herausgeströmt. Um wieder das Ruhepotential zu erreichen (und somit wieder für eine neues Aktionspotentail (eine neue Signalweiterleitung) "bereit zu stehen") muss das Natrium wieder aus der Zelle und das Kalium zurück in die Zelle. Die Pumpe pumt unter ATP Verbrauch (also Energieverbrauch) 3 Natrium aus der Zelle und 2 Kalium in die Zelle. (im Prinzip alles im Millisekundenbereich).
Was strömt in die Zelle, wenn NA+ Kanäle sich öffnen?
NA+
Was strömt in die Zelle, wenn NA+ Kanäle sich öffnen?
NA+
Was beschreibt das "Alles oder nichts"-Prinzip bei der Nervensignalweiterleitung?
Wenn ein Aktionspotential ausgelöst wird, also die Schwelle überschritten wurde, dann erfolgt die weitere Reaktion an der Zellmembran immer nach dem selben Muster. Ein einzelnes Signal ist dann nicht besonders intensiv o.ä.und auch die Stärke des auslösenden Reizes ist dann irrelevant.
Gespürte Intensität wird vielmehr durch eine höhere Frequenz der vieler einzelner Signale vermittelt.
Was ist der Overshoot beim Aktionspotential und durch welche Werte ist er gekennzeichnet?
Overshoot = Erreichung eines sogar positiven Wertes innerhalb der Zelle.
Circa +20 bis +30 mV
Was passiert mit den potentialgesteuerten Na+ Kanälen bereits kurz vor Erreichen des Overshoots?
Welche Phase tritt hier ein?
Sie schließen sich spannungsbedingt wieder.
Die Repolarisierungsphase
Nenne die 7 Phasen, die im Rahmen eines ablaufenden Aktionspotentials relevant sind.
1. Ruhemembranpotential (circa -70 bis -90mV). 2. Vordepolarisation. 3. Erreichung der Schwelle. 4. Depolarisation ("ab geht die Post"). 5. Overshoot (+20 bis +30 mV). 6. Repolarisation. 7. Nachhyperpolarisation (über -70 bis -90mV, also noch negativer).
Ist die Zelle während des Ruhemembranpotentials innen oder außen negativ geladen und wie ist die Ladung?
Innen!
Ca -70 bis -90 Milivolt
Was ist die Refraktärphase?
Was ist der Zustand welcher Kanäle in dieser Phase?
Kurz nach Ablauf eines Aktionspotentials kann kein neues Aktionspotential ausgelöst werden, auch wenn der Reiz noch so stark ist.
Dies liegt an der Inaktivierbarkeit der NA+ kanäle während der Phase der Depolarisation.
Was ist die Grundlage des Ruhemembranpotentials (Stichwort: Ionen)?
Eine ungleiche Verteilung der Ionen innen und außen, also intrazellulär und extrazellulär.
Welche Faktoren an der Zellmembran bewirken die Aufrechterhaltung des Ruhemembranpotentials?
1. ungleich Ionenkonzentration (Stichwort: Ionenumpen; innen-> 35x höheher K+ Konzentration als außen, außen-> Na+ Konzentration 20x höher als innen)
2. Leitfähigkeit schlecht im Ruhezustand (Rückdiffusion der Na+ von außen nach innen kaum möglich)
3. hohe K+ Leitfähigkeit (K+ diffundieren aus der Zelle heraus)
4. Cl- Verteilung raus aus der Zelle
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!HIER MUSS NOCH ERGÄNZT WERDEN!!!!!!!!!!
Für welche Ionen ist die Membran permeabel?
Kaliumionen
bedingt für Natriumionen und Chloridionen
Wie ist das Verhältnis innen vs außen an der Zellmembran für Natrium?
innen 1 zu außen 10
Wie ist das Verhältnis innen vs außen an der Zellmembran für Kalium?
innen 30
außen 1
Wie ist das Verhältnis innen vs außen an der Zellmembran für Calcium?
innen 1
außen 1000
Der Fluss welcher Ionen von wo noch wo ist für das Ruhepotential von entscheidender Bedeutung?
Kalium
von innen nach außen
relativ ungehinderter Fluss
Warum strömt Kalium nicht immer und immer weiter aus der Zelle. Es kann ja mehr oder weniger hürdenlos die Kaliumkanäle passieren (2 Gründe)?
Was hat das zur Folge?
Zwei Gründe:
1. Je mehr positiv geldadenes Kalium ausströmt, desto mehr wird das Innere der Zelle negativ.
Diese stärker werdenede Negativität zieht dann wieder die positiv geladenen Kaliumionen an.
2. Das anfängliche Konzentrationsgefälle innen (hohe K+ Konzentration; außen niedrig) ist nach und nach durch den Ausstrom ausgeglichen.
Die Folge ist ein "Einpendeln" bei eben jenen ca minus 70mV Ruhemembranpotential
Warum gibt es Natrium Kalium Pumpen? Was ist der Hauptzweck?
Kurz: die (permanente) Rückführung in die Situation, wie sie an der Zellmembran sein sollte in Bezug auf die Verteilung von Natrium und Kalium, die aber niemals gegeben ist, da beide Ionenarten durch sog Leckströme (die Zellmembran ist irgendwie doch nicht ganz dicht überall) aus und in die Zelle "rüberwabbern".
Die Pumpe dient also der Aufrechterhaltung des Ruhemembranpotentials.
