Membranpotenzial
elektrisch, durch Ungleichverteilung von Ionen zw. extra und intrazellulärer Flüssigkeit (diese Differenz ist das Membranpotenzial) -Messung erfolgt an Zellmembran, diese ist eine Lipiddoppelschicht ->per Mikroelektrode -2 Haupttypen von Membranpotenzialen: Ruhepotenzial & Aktionspotenzial.
Ruhepotenzial (1/2 Membranpotenzialen)
-über längeren Zeitraum konstant -im intrazellulären Raum negativer also im extrazellulären Raum (etwa bei -70mV, siehe Abbildung) -Ionenverteilung: mehr K+ und negtaiv geladene Eiweißonen innen als außen / mehr Na+ und Cl- außen als innen (auch Abb in Buch) -Ruhepot. als Grundvoraussetzung für Erregbarkeit von Neuronen -eine Änderung ist ein informationstragendes Signale des Nervensystems (=Depolarisation/Erregung) VS. Hyperpolarisation/Hemmung -Entstehung durch Veränderung der Durchlässigkeit der Ionenkanäle
Ruhepotenzial als K+ Diffusionspotenzial bzw Gleichgewichtskpotenzial
Diffusionspot.= alle 4 Ionensorten(Cl-, Na+, K+, A-) exisitert ein Konzentrationsgradient über den Membran hinweg->dadurch würden Ionen diffundieren(herumirren, von außen nach innen..) wenn die Membran durchlässig/permeabel wäre -beim Ruhepotenzial ist Membran fast nur für K+ Ionen permeable, diese fließen nach außen -dieser "Nettoausstrom" wiederrum bewirkt durch die zurückgebliebenen negativen Anionen einen Ladungsgradienten -bei Ausgleich zw. Konzentrationsgradienten und Ladungsgradient fließen gleich viele K+ Ionen aus der Zelle heraus, wie in die Zelle hinein = Gleichgewichtspotenzial EK! !siehe Abbildung dazu
Kation
positiv geladenes Ion
Anion
negativ geladenes Ion
Mikroelektrode
zur Messung des Membranpotenzials einzelner Nerven/Muskelfasern (anders als bei EEG und MRT!) -siehe Abbildung: Glaskapillare mit Salzlösung wird in Zelle und Bezugselektrode in extrazellulären Raum geführt, die Differenz = Potenzialdifferenz
Ionen-Permeabel
=Durchlässig, für bestimmte Moleküle (meistens bzgl. Moleküle)
passiver Austritt/Ausstrom
=Diffusion entlang der Zellmembran ohne NA+-K+ Pumpe ->für Na+ Ionen ist Zellmembran (in Ruhepot.) ein wenig permeabel, dadurch passiver Einstrom von wenigen Na+ Ionen, Ruhepot. wird weniger negativ ->K+ treten aus, dadurch konstant ->Na+K+ Pumpen als Energielieferant zur Konstanthaltung der Ionenkonzentration (nur so kann Ruhepotenzial aufrecht erhalten werden)
Aktionspotenzial (2/2 Membranpotenziale)
Größe, Form, Zeitverlauf von AP's bei allen Säugetieren & Menschen sehr ähnlich -> nach Erreichen der Schwelle läuft AP monoton ab (Alles oder Nichts Gesetz) ->schneller Aufstrich (Depolarisationsphase) mit Überschuss (pos Anteil), gefolgt von (je nach Gewebe unterschiedl. langsame) Repolarisation genauer: Auslöser am Axonhügel-> spannungsgesteuerte Na+ Kanäle öffnen sich-> Ap wird ausgelöst -schnelle positive Potenzialänderung (Aufstrich/Depolarisation) ->positiver Anteil (OVershoot) durch Einstrom der Na+ aufgrund Permeabilität... -Repolarisationsphase (K+Ausstrom) AP kehrt zurück zur Ruhe -kleine Nachschwankungen/Hyperpolarisierende /depolarisiernede Nachpotenziale -Fortpflanzung eines AP über lange Strecken, ohne Verlust in einem Axon möglich !Abbildung!
Alles oder Nichts Gesetz der Erregung
=alle Nervenzellen haben völlig einheitliche AP's / Impulse die zu verbundenen Zellen ausgesendet werden ->Information an sich ist also nicht in der Form der Impulse entahlten (die sind ja gleich) ->sonder Anzahl pro Zeiteinheit ( Feuerrate) = Impulsfrequenz als Sprache der Neurone -Auslösen nur bei Erreichen der Schwelle, egal wie hoch dieser überschritten wird (Wert darunter kein AP!!!)
Impulsfrequenz
-Aktionspotenziale übermitteln ihre Infos nicht durch ihre Amplitude -sondern durch Zeiteinheit (Frequenz) => Code der Neurone
spannungsgesteuerte Kationenkanäle - welche es gibt & Aufbaue
-Na+ K+ und Ca+ Kanäle -vier/oder mehr Domänen, 2/mehr Segmente die wiederrum aus 2/mehr membranspannende alpha-Helices und durch Aminos verbunden ->in der Mitte Ionenkanal mit Selektivitätsfilter ->Öffnungswahrschl. hängt von Membranpotenzial ab!
schneller Na+ Kanal (Aktionspotenzial genauer...)
-der Kanal hat ein Aktivierungstor und ein Inaktivierungstor -Ruhepotenzial: Aktivierungstor geschlossen, Inaktivierungstor geöffnet ->keine Na+ können durhc Kanal wandern ->durch DEpolarisation öffnet sich Kanal, Na+ können durch ->Kettenreaktion: durch stärkere Depolarisatio werden noch mehr Kanäle geöffnet, noch mehr Na+ strömen in Zelle, was wiederum tsärkere Depo. erzeugt.. ->solange bleiben Aktivierungstore offen ->schließlich kommt das Inaktiverungstor ins Spiel, es reagiert(indem es sich schließt), jedoch erst 0,5ms später (Na+ flienßen durch, Überschuss von 30 mV bzw max. Membranpotenzial) -Repolarisationsphase & Nachhyperpolarisationsphase: Rückkehr zum urspr. Zustand- Aktivierungstor geschlossen und Inaktivierungstor geöffnet
spannungsgesteuerter Kaliumkanal
->Ruhepotenzial und Repolarisation des AP
absolute Refraktärphase
Begrenzung der maximalen Freqenz mit der APs ausgelöst werden (in der Phase können keine AP ausgelöst werden!) ->kein Überlappen von AP ->kein Zurückwandern im Axon
relative Refraktärphase
-folgt auf absolute -größere Depo. erforderlich um SChwellenwert zu überschreiten -trotzdem kleinere amplitude als normal!
Tetanie
-Krankheit -durch Absiinken der Ca 2+ Ionen im Blut und extrazellulärer Flüssigkeit ->leichtere Erregbarkeit der Zelle=>Dauerkontraktion! der Atem und Kehlkopfmuskulatur
spannungsgesteuerter CA 2+ Kanal
hautpsächl in Dendriten und präsynaptischen Endigungen ->werden durch Depolarisation geöffnet ->intrazelluläre Steuerfunktionen
saltatorische Erreungsleitung
-Erregungsleitung nicht kontinuierlich durch das ganze Axon, sondern sprunghaft von Schürring zu Schürring! (in myelisnisierten Axonnen fließt der Strom schneller als in marklosen Nervenfasern) -Mylein wie "Isolierung eines Drahtes", höherer elektr. Widerstand (wenigerReaktion auf extrazelluläre Ladung) ->erzeugung der AP nur in Ranvierschnürringen (Amplitude in allen Ringen gleich) ->durch sprunghafte Fortpflanzung schneller als bei marklosen.. -bei marklosen müssen entlang des Axons immer wieder Kanäle geöffnet werden (bei myelinisierten nur in Ranvierschürringen!)
ENG = Elektroneurographie
extrazelluläre Messung der Impulsausbreiten nach elektrischer Reizung -Ableitung des Massenpotenzials mehrerer Nervenfasern -gemessen werden die schnellleitenden, größeren Nervenfasern, (denn diese bilden das größere elektrische Feld bei Reizung!) =>durch ENG kann Multiple Sklerose (MS) festgestellt werden!!!
Lokalanästhetika
Betäubungsmittel -Blockierung der Erregungsleitung bei Kontakt mit Nervenfasern ->Nervenfasern ohne Myelinschicht reagieren empfindlicher, dadurch unterschiedliche Empfindungsblockade
Tetrodotoxin
bekanntes Nervengift (vom Kugelfisch) blockiert spannungsgesteuerte Na+ Kanäle ->Verhinderung der Weiterleitung von APs => TOD!!!!
