Das Aktionspotential
Entstehung:
Bei der
Reizung der primären Rezeptorzelle strömen Natriumionen (Nat) in die Zelle ein und depolarisieren die Membran. Bei
Überschreitung des Schwellenwertes
werden
Spannungsgesteuerte Nat-Kanäle aktiviert, wodurch weitere Nat-Ionen in die Zelle strömen und eine starke Depolarisation auslösen. Das Aktionspotential folgt
dem Alles-oder-Nichts prinzip:entweder es entsteht oder
ganz nicht -
Lähmung
gar
Phasen
Ruhepotential:Nat- und Kanäle sind geschlossen --- 70mU
Depolarisation:Nat kanäle öffnen sich, Nat strömt ein, wodurch die Zellinnenseite positiver wird -
ca. 15-20mV
Repolarisationsphase:NatKanäle schlieen, kt-Kanäle öffnen und K*-lonen strömen aus der Zelleheraus, was zur
Wiederherstellung des Ruhepotentials
führt -
70mU
Hyperpolarisation:Membranpotential wird kurzzeitig negativer, als das Ruhepotential, da die K-Kanäle
länger geöffnet bleiben und so viele Kalium
lonen das Zellinnere verlassen.
Ladungsausgleich:Durch einen schnellen
Diffusionsvorgang, sowie elektrostatische Kräfte verteilen sich Kalium und Natrium wieder gleich mäig entlang der Membran
Elektrische
Signalweiterleitung:
Das Aktionspotential breitet sich entlang des Axons aus. Bei höherer Reizintensität der Aktionspotentiale, aber
steigtd i e Frequenz nicht die Amplitude
-wird mehr aber nicht stärker, bei hoher Reizintensität.
Sobald die Nat-kanäle inaktiv sind, kann für kurze Zeit kein weiteres Aktionspotential ausgelöst werden -
erst unterhalb von -50mU wieder aktivierbar
->
absolute Refraktärzeit ca. 1 Millisekunde
NaKanäle Zeitraum aktivierbar.
sindin kurzem nur S tarker
mit
Strommenge
->
relative Refraktärzeit; ca. 2 Millisekunden
Kanalstrukturen und Ionentransport
Die Struktur der Nat-Kanäle, sowie die der K-Kanäle wird durch Depolarisation verändert, was zur
Öffnung und
Schlieung der Kanäle führt.
Natrium-Kalium-Pumpen stellen nach einem Aktionspotential das
ursprüngliche Ruhepotential wieder her.
Alles-oder Nichts Prinzip -
Wenn Reiz über Schwellenwert dann Aktionspotential
Wenn Reiz unter Schwellenwert (schwacher Reiz) dann keine Reaktion
Bei sehr starkem Reiz, mehr Aktionspotentiale in einer Zeit
, Übung : Verlauf des Aktionspotentials
Nummeriere die folgenden Aussagen in Spalte A so,
J0acnim ITucKS Z Z
dass eine sinnvolle Reihenfolge entsteht.
8 1 steigende Anzahl geöffneter Kanäle ehöht K-Permeabilität der Membran
322| erfolgt starker Na*-Einstrom.
12 3Hlonenpumpen transportieren Kalium nach inrien und Natrium nach außen,
3
7 I
mit zunehmender Depolarisation Konformationsänderung von K-Kanälen
3b 5|
5 infolge hoher Na*-Konzentration außen
3 5 -
2 6
führt zu Kónformationsänderung spannungsgesteuerter Na*-Kanäle
gleich- 11 7
| bis zur Wiedemerstellung der RP-Ladungsverteilung, ist die Membran refraktär
zeitig 8 immer Kanäle werden durchlässig für Na*-lonen
6
8
9 I
9 aufgrund hoher K-Konzentration innen zunehmender K-Ausstroima
1 1o/elektrisches Feld von einlaufendem Aktionspotential (= eek▇ Depo ▇ ▇ cleMen bran)
10
11 |führt zur Re- und sogar Hyperpolarisation
10 11
12|
512 mit zunehmender Anzahl geöffneter Na*Kanäle steigt Na*-Permeabilität der Membran
4 13
13 | zunehmende Depolarisation innen
2. Markiere die Kurvenverläufe mit der Nummerierung aus A.
Permeabilität
4 (mV
Span uny frelative Einheiten]
+30— Aktionspotential
Zeit
Natriumdurchlässigkeiten [msec)
=>
6
1
-70. ~ 15-
Eu 11
Entstehung:
Bei der
Reizung der primären Rezeptorzelle strömen Natriumionen (Nat) in die Zelle ein und depolarisieren die Membran. Bei
Überschreitung des Schwellenwertes
werden
Spannungsgesteuerte Nat-Kanäle aktiviert, wodurch weitere Nat-Ionen in die Zelle strömen und eine starke Depolarisation auslösen. Das Aktionspotential folgt
dem Alles-oder-Nichts prinzip:entweder es entsteht oder
ganz nicht -
Lähmung
gar
Phasen
Ruhepotential:Nat- und Kanäle sind geschlossen --- 70mU
Depolarisation:Nat kanäle öffnen sich, Nat strömt ein, wodurch die Zellinnenseite positiver wird -
ca. 15-20mV
Repolarisationsphase:NatKanäle schlieen, kt-Kanäle öffnen und K*-lonen strömen aus der Zelleheraus, was zur
Wiederherstellung des Ruhepotentials
führt -
70mU
Hyperpolarisation:Membranpotential wird kurzzeitig negativer, als das Ruhepotential, da die K-Kanäle
länger geöffnet bleiben und so viele Kalium
lonen das Zellinnere verlassen.
Ladungsausgleich:Durch einen schnellen
Diffusionsvorgang, sowie elektrostatische Kräfte verteilen sich Kalium und Natrium wieder gleich mäig entlang der Membran
Elektrische
Signalweiterleitung:
Das Aktionspotential breitet sich entlang des Axons aus. Bei höherer Reizintensität der Aktionspotentiale, aber
steigtd i e Frequenz nicht die Amplitude
-wird mehr aber nicht stärker, bei hoher Reizintensität.
Sobald die Nat-kanäle inaktiv sind, kann für kurze Zeit kein weiteres Aktionspotential ausgelöst werden -
erst unterhalb von -50mU wieder aktivierbar
->
absolute Refraktärzeit ca. 1 Millisekunde
NaKanäle Zeitraum aktivierbar.
sindin kurzem nur S tarker
mit
Strommenge
->
relative Refraktärzeit; ca. 2 Millisekunden
Kanalstrukturen und Ionentransport
Die Struktur der Nat-Kanäle, sowie die der K-Kanäle wird durch Depolarisation verändert, was zur
Öffnung und
Schlieung der Kanäle führt.
Natrium-Kalium-Pumpen stellen nach einem Aktionspotential das
ursprüngliche Ruhepotential wieder her.
Alles-oder Nichts Prinzip -
Wenn Reiz über Schwellenwert dann Aktionspotential
Wenn Reiz unter Schwellenwert (schwacher Reiz) dann keine Reaktion
Bei sehr starkem Reiz, mehr Aktionspotentiale in einer Zeit
, Übung : Verlauf des Aktionspotentials
Nummeriere die folgenden Aussagen in Spalte A so,
J0acnim ITucKS Z Z
dass eine sinnvolle Reihenfolge entsteht.
8 1 steigende Anzahl geöffneter Kanäle ehöht K-Permeabilität der Membran
322| erfolgt starker Na*-Einstrom.
12 3Hlonenpumpen transportieren Kalium nach inrien und Natrium nach außen,
3
7 I
mit zunehmender Depolarisation Konformationsänderung von K-Kanälen
3b 5|
5 infolge hoher Na*-Konzentration außen
3 5 -
2 6
führt zu Kónformationsänderung spannungsgesteuerter Na*-Kanäle
gleich- 11 7
| bis zur Wiedemerstellung der RP-Ladungsverteilung, ist die Membran refraktär
zeitig 8 immer Kanäle werden durchlässig für Na*-lonen
6
8
9 I
9 aufgrund hoher K-Konzentration innen zunehmender K-Ausstroima
1 1o/elektrisches Feld von einlaufendem Aktionspotential (= eek▇ Depo ▇ ▇ cleMen bran)
10
11 |führt zur Re- und sogar Hyperpolarisation
10 11
12|
512 mit zunehmender Anzahl geöffneter Na*Kanäle steigt Na*-Permeabilität der Membran
4 13
13 | zunehmende Depolarisation innen
2. Markiere die Kurvenverläufe mit der Nummerierung aus A.
Permeabilität
4 (mV
Span uny frelative Einheiten]
+30— Aktionspotential
Zeit
Natriumdurchlässigkeiten [msec)
=>
6
1
-70. ~ 15-
Eu 11
