Regelkreise

Zelle generiert bzw. verändert Membranpotentiale, die die Permeabilität für dasjenige Ion hoch hält, dessen Gleichgewichtspotential dem des gerade gewünschten Membranpotentials entspricht.

Blockade der Na-Kanäle (-->kein AP)

Ersatz von Natrium mit Cholin -> zunehmende Verminderung des extrazellulären Natriums

Die Natriumkanäle sind mit einem Gate ausgestattet. Dieses öffnet sich nur, wenn ein eine kritische Depolarisation einen Schwellenwert auslöst, welche dann das Gate komplett öffnet.

Reizzeit und Reizintensität müssen stimmen.

Alles-oder-nichts-Gesetz. Sobald der Schwellenwert erreicht ist, startet das AP und kann nicht mehr gebremst werden

Regenerativ

Refraktärverhalten (absolute und relative Refraktärzeit)

• Informationsübertragung
• Sekretionsauslösung bei endokrinen Zellen
• Auslösung der Muskelkontraktion (Kontraktionsauslösung bei Muskelzellen)

Depolarisation: Nach Erreichen des Schwellenpotentials öffnen sich die Na-Kanäle

Repolarisation: Kaliumstrom zur Wiederherstellung des GG-Potentials

1. Messung der Spannung über der Zellmembran (Mikroelektrode intrazellulär, eine Referenzelektrode extrazellulär in Badelösung -> Differenz) --> Welches Membranpotential?
   • Verwendet für:
     • Messung Ruhepotential
     • Messung Aktionspotentials
2. Stromklemme/current clamp (Einspeisung eines vordefinierten Spannungsverlaufes in Differenzverstärker resultiert in Injektion eines dem Spannungssignal proportiionalen Stromes in die Zelle) --> Wie reagiert das Membranpotential einer Zelle, wenn experimentell Strom vordefinierter Grösse über die Zellmembran fliesst?
   • Verwendet für:
     • Messung \(r_m\space und \space c_m\)
     • Bestimmung von Schwellenpotentialen, etc.
3. Spannungsklemme/voltage clamp --> Welcher Strom fliesst über die Zellmembran, wenn das Membranpotential experimentell auf eine vordefinierte Grösse geklemmt (clamped) wird? (Input vom Membranpotentialsverlauf in die Zelle mit Messung am anderen Ende. Das gemessene wird dann zurückgesendet zum Differenzverstärker, welche die Information aufnimmt und seinen Input ändert. Das geht als Regelkreis so weiter bis das gewünschte Resultat eintrifft.
   • Messung von spannungsabhängigen Membranströmen durch Kanäle, Carrier und Pumpen
   • Erlaubt unter anderem Untersuchung von Membranströmen, die dem AP zugrunde liegen

Aus physikalischen Gründen nicht möglich (der Strom, bzw. das Signal würde einfach ins Leere schiessen und nur knapp oder gar nicht zu der anderen Zelle gelangen).

Ja, wenn die Zellen über Gap-Junctions verbunden sind.

1. Im Prinzip bidirektional

2. Im Prinzip unidirektional

• Chemische Regulation: Durch starke Erhöhung von Ca2+ und H+ schliessen sie sich
• Leitfähigkeit durch Phosphorylierung beeinflusst
• Verminderte Leitfähigkeit bei Vorliegen erhöhter intrazellulärer Spannungsdifferenzen

Sie hängen vom Connexin-Subtyp und der endgültigen Zusammensetzung der inviduellen Gap-Junction Kanäle ab, welche: 

• homomeric - homomeric
• homomeric - heteromeric oder
• heteromeric - heteromeric sein können

Nicht jedes AP verursacht eine Transmitterausschüttung! Vor allem nicht wenn Ca2+ fehlt, welches für die Transmitterausschüttung notwendig ist.

Kommen vor in allen Zellen ausser Skelettmuskel- und Blutzellen

Funktion: Bildung zellulärer (meist homozellulärer, aber auch heterozellulärer) Netzwerke, mit dem Ziel der Koordination zellulärer Aktivitäten

• Impulsausbreitung (Herzmuskel, glatter Muskel)
• Metabolische Kooperation
• Embryogenese, Zelldifferenzierung, Zellprolieferation (Rolle auch bei Krebs)

Ohne Ca2+ können die Vesikel nicht mehr in die Membran aufgenommen werden. Somit können auch keine Transmitter freigesetzt und kein Signal weitergeleitet werden.

Dicke Axone, da sie kleinere Stimulusamplituden besitzen

• Acetylcholin
• Monoamine (Dopamine, Noradrenalin, Adrenalin, Serotonin)
• Aminosäuren (Glutamat, Glycin, GABA (Gamma-Amino-Butter-Säure)
• Peptide

Sie hemmen die Nervenzellen indem sie den Neurotransmitter GABA binden.

Verschiedene Arten und Wirkungsweisen: http://flexikon.doccheck.com/de/GABA-Rezeptor

Anschauen

\(F_c= {{1\over 4\times \pi \times \epsilon_0} \times {q_1\times q_2\over r^2}}\)

• Äussere/Innere Verbrennungen
• Flüssigkeitsverluste + Verkochung
• Blendung bei Lichtbögen

• Muskelkontraktion
• Nervenerschütterung
• Muskelverkrampfung
• Blutdrucksteigerung
• Herzstillstand
• Vorhofflimmern
• Herzkammerflimmern

Durch den menschlichen Körper geht ein Widerstand von 1'000 Ohm daher. Dies führt zu I = U/R --> 240 mA

bei ca. 20-50 mA durch Kammerflimmern

ab 30 mA

• Stromstärke
• Einwirkungsdauer des Stromes
• Stromweg durch den Körper (Stromdichte am Herz)
• Stromart (Gleichstrom, Wechselstrom, Frequenz)

1. 20 mA+
2. 100 mA+

• Pos. Rückkoppelung: Exponentielles Wachstum, jedoch meist instabil!
• Neg. Rückkoppelung: exponentielles Anschmiegen an den Sollwert, falls die Verzögerung klein und das negative Feedback schwach ist (nur dann stabil). Sollte aber die Verzögerung gross und das Feedback stark sein, dann sind Schwingungen statt ein Anschmiegen möglich, welches ausser Kontrolle geraten kann.

Als (Sinnes-)Modalitäten.

Nein, das gereizte Sinnesorgan bestimmt die Sinnesmodalität (spezifische Sinnesenergien).

Die Reizform, auf die ein Sinnesorgan am besten (optimal) reagiert

• Die Sensoren nehmen die Reize von der Umwelt auf und transduktieren diese zu einem AP, welches zum Gehirn weitergeleitet wird. (Transduktion hier = mechano-elektrische Transduktion, die Umwandlung von mechanischen Reizen in elektrische Impulse)

1. Mechano-Elektrische Umwandlung eines Reizes in eine Membranpotentialänderung
2. Die Membranpotentialänderung wird als Sensorpotential (Generatorpotential) bezeichnet
3. Sensorpotentiale werden in afferenten Nervenfasern zu Aktionspotentialfolgen umkodiert
4. Hautareal, von dem eine einzelne mechanosensitive afferente Faser erregt werden kann

1. Detektion Druck und Tastempfindung (Auslenkung Druckamplitude)
2. Detektion leichter Druckempfindungen und Vermittlung Tastsinn/Berührungsempfindlichkeit (Geschwindigkeit/Berührung + Vibration)
3. Vibrationsempfindungen (Vibration)
4. Detektieren auf einem Gewebebereich ausgeübter Druck (Auslenkung Druckamplitude)

Als Homunculus wird der Mensch bezeichnet, dessen Körperareale sich proportional zur Nervendichte/Nervenmenge anpasst. z.B. sind an den Händen sehr viele Nerven, deshalb sind beim Homunculus die Händer extrem gross usw.

• Signaltransduktion an Membranen
• Proteinbiosynthese am Ribosom
• Lichtwahrnehmung, Geruchs- und Geschmacksempfinden
• Kontrolle von Differenzierung und Zellteilung
• Translokation von Proteinen durch Membran