Neurobiologie
Nervenzellen – Bau und Funktion
Reiz-Reaktions-Schema
Versuch: fallender Geldschein wird nicht gefangen
Bsp.: Allgemein:
Fallender Geldschein Adäquater Reiz Chemisches / physisches Signal der Umwelt, für welches Organismus Rezeptor besitzt
-> Auge -> Rezeptor Sinnensorgan Reiz löst elektrisches Signal aus -> Transduktion
-> Nervenzelle -> sensorische NZ Vom Sinnesorgan zum ZNS (= Zentrales Nervensystem -> Gehirn & Rückenmark
-> Gehirn -> Verarbeitung der Erregung
-> Nervenzelle -> motorische NZ (= Nervenzelle -> Einbandstrasse (nur in eine Richtung) Vom ZNS zum Muskel
-> Hand -> Effektor
-> Greifen -> Reaktion
Das Neuron
Soma: Axon: Endknöpfchen:
Erregungsaufnahme Erregungsweiterleitung Erregungsübertragung
,Zwei Zellytpen im Nervensystem:
1. Nervenzellen (Neurone)
2. Glia-Zellen
• Geben Nervenzelle Halt (Stützzellen)
• Isolieren Nervensystem (Hüllzellen)
• Ernährung von Nervenzelle
• Immunzellen des Nervensystems
Neuronentypen
- Bipolare Nervenzelle:
• Erregungsaufnahme
• Verbreitung
• Weiterleitung der Erregung
• Bsp. Retina
- Multipolare Nervenzelle: mehrere Dendriten
• Erregungsaufnahme von mehreren Neuronen der Umgebung
• Verrechnungseinheit
• Weiterleitung der Erregung
• Bsp. Motoneuron
- Unipolare Nervenzelle: keine Dendriten
• Erregungsaufnahme durch Direktkontakt
• Informationsverarbeitung
• Weiterleitung der Erregung
• Platz- und Materialsparend
• Bsp. Tintenfisch
- Pseudounipolare Nervenzelle: Soma liegt außerhalb der erregungsleitenden Strukturen
• Direktkontakt Dendriten / Axon
• Erhöhung der Geschwindigkeit der Erregungsleitung-, Aufnahme- und Weiterleitung
• Keine Informationsverarbeitung
, Ruhepotenzial
Ruhepotenzial: Membranpotenzial an unerregten Nervenzellen
Membranpotenzial: Potenzialdifferenz zwischen den beiden Seiten der Membran (Aufgabe in mV)
Potenzialdifferenz: siehe Abb.3, S.189
• Konzentrationsunterschiede der lonen:
- In der Zelle viele Kaliumionen und viele
organische Anionen
- Außerhalb der Zelle viele Natriumionen und
viele Chloridionen
• Membran selektiv-permeabel für Kaliumionen
-> Kaliumionen wandern gemäß ihres Konzentrationsgefälles
von innen nach außen
• Jedes ausströmende Kaliumion bewirkt einen positiven
Ladungsüberschüss außen und einen negativen
Ladungsüberschüss innen -> Polarisierung bzw.
• Potenzialdifferenz: innen negativer bzw. außen positiver
• Kaliumionen strömen nicht bis zum Konzentrationsausgleich für Kaliumionen aus, da elektromotorische Kräfte
(bedingt durch entstandene Potenzialkraft, innen negativer geladen) den weiteren Kaliumionen-Ausstrom
bremsen
• Einstellung eines Gleichgewichtspotenzial über die Zellmembran hinweg mit konstanter Potenzialdifferenz
zwischen innen und außen = Ruhepotenzial (Säugetierneuron: -40 bis -75mV)
• Ruhepotenzial wird hauptsächlich von den Kaliumionen bestimmt
• Ruhepotenzial ist negativer, da Messung von außen, d.h Referenzelektrode außen (=0)
• Geringere Permeabilität der Membran für Natrium-Ionen führt zu einem Einstrom von Natrium-Ionen und somit
zu einem vermehrten Ausstrom von Kalium-Ionen
-> Konzentrationsunterschiede würden verloren gehen
-> Membranpotenzial würde auf null sinken
• Na+ - K+ - Pumpe hält Ruhepotenzial aufrecht (unter ATP-Verbrauch werden 3 Natrium-lonen raus und 2 Kalium-
lonen rein transportiert
Ursachen des Ruhepotenzials:
Nervenzellen – Bau und Funktion
Reiz-Reaktions-Schema
Versuch: fallender Geldschein wird nicht gefangen
Bsp.: Allgemein:
Fallender Geldschein Adäquater Reiz Chemisches / physisches Signal der Umwelt, für welches Organismus Rezeptor besitzt
-> Auge -> Rezeptor Sinnensorgan Reiz löst elektrisches Signal aus -> Transduktion
-> Nervenzelle -> sensorische NZ Vom Sinnesorgan zum ZNS (= Zentrales Nervensystem -> Gehirn & Rückenmark
-> Gehirn -> Verarbeitung der Erregung
-> Nervenzelle -> motorische NZ (= Nervenzelle -> Einbandstrasse (nur in eine Richtung) Vom ZNS zum Muskel
-> Hand -> Effektor
-> Greifen -> Reaktion
Das Neuron
Soma: Axon: Endknöpfchen:
Erregungsaufnahme Erregungsweiterleitung Erregungsübertragung
,Zwei Zellytpen im Nervensystem:
1. Nervenzellen (Neurone)
2. Glia-Zellen
• Geben Nervenzelle Halt (Stützzellen)
• Isolieren Nervensystem (Hüllzellen)
• Ernährung von Nervenzelle
• Immunzellen des Nervensystems
Neuronentypen
- Bipolare Nervenzelle:
• Erregungsaufnahme
• Verbreitung
• Weiterleitung der Erregung
• Bsp. Retina
- Multipolare Nervenzelle: mehrere Dendriten
• Erregungsaufnahme von mehreren Neuronen der Umgebung
• Verrechnungseinheit
• Weiterleitung der Erregung
• Bsp. Motoneuron
- Unipolare Nervenzelle: keine Dendriten
• Erregungsaufnahme durch Direktkontakt
• Informationsverarbeitung
• Weiterleitung der Erregung
• Platz- und Materialsparend
• Bsp. Tintenfisch
- Pseudounipolare Nervenzelle: Soma liegt außerhalb der erregungsleitenden Strukturen
• Direktkontakt Dendriten / Axon
• Erhöhung der Geschwindigkeit der Erregungsleitung-, Aufnahme- und Weiterleitung
• Keine Informationsverarbeitung
, Ruhepotenzial
Ruhepotenzial: Membranpotenzial an unerregten Nervenzellen
Membranpotenzial: Potenzialdifferenz zwischen den beiden Seiten der Membran (Aufgabe in mV)
Potenzialdifferenz: siehe Abb.3, S.189
• Konzentrationsunterschiede der lonen:
- In der Zelle viele Kaliumionen und viele
organische Anionen
- Außerhalb der Zelle viele Natriumionen und
viele Chloridionen
• Membran selektiv-permeabel für Kaliumionen
-> Kaliumionen wandern gemäß ihres Konzentrationsgefälles
von innen nach außen
• Jedes ausströmende Kaliumion bewirkt einen positiven
Ladungsüberschüss außen und einen negativen
Ladungsüberschüss innen -> Polarisierung bzw.
• Potenzialdifferenz: innen negativer bzw. außen positiver
• Kaliumionen strömen nicht bis zum Konzentrationsausgleich für Kaliumionen aus, da elektromotorische Kräfte
(bedingt durch entstandene Potenzialkraft, innen negativer geladen) den weiteren Kaliumionen-Ausstrom
bremsen
• Einstellung eines Gleichgewichtspotenzial über die Zellmembran hinweg mit konstanter Potenzialdifferenz
zwischen innen und außen = Ruhepotenzial (Säugetierneuron: -40 bis -75mV)
• Ruhepotenzial wird hauptsächlich von den Kaliumionen bestimmt
• Ruhepotenzial ist negativer, da Messung von außen, d.h Referenzelektrode außen (=0)
• Geringere Permeabilität der Membran für Natrium-Ionen führt zu einem Einstrom von Natrium-Ionen und somit
zu einem vermehrten Ausstrom von Kalium-Ionen
-> Konzentrationsunterschiede würden verloren gehen
-> Membranpotenzial würde auf null sinken
• Na+ - K+ - Pumpe hält Ruhepotenzial aufrecht (unter ATP-Verbrauch werden 3 Natrium-lonen raus und 2 Kalium-
lonen rein transportiert
Ursachen des Ruhepotenzials:
