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Biologie (Fach) / Neurobiologie (Lektion)

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• Kationen Ionen mit positiver Ladung 
• Anionen Ionen mit negativer Ladung
• Aktionspotenzial Das AP ist eine kurzfristige Ladungsumkehrung über der Membran, die hervorgerufen wird durch Öffnung von Ionenkanälen. Das AP tritt auf, wenn die Membran über die Reizschwelle hinaus depolarisiert wird. Eigenschaften des AP´s:1. Der Ablauf ist immer gleich, unabhängig von der Stärke des Reizes2. Das AP folgt dem Alles-oder-Nichts Gesetz3. Die Axonmembran ist unmittelbar nach Auslösung eines AP´s refraktär, das heißt unerregbar. Ursache sind die Nat+-Kanäle, die sich für ca. 1ms nicht öffnen lassen
• Ruhepotential Ein Ruhepotenzial herrscht dann wenn keine Erregung in der Zelle stattfindet. Ohne das Ruhepotenzial kann kein Aktionspotenzial ausgelöst werden. Durch die Inonengradienten und das Membranpotenzial diffundieren ständig kleine Mengen Na+-Ionen nach innen und infolgedessen K+ -Ionen nach außen = Ionenleckstrom → Ionenkonzentration würde sich langsam ausgleichen Natrium-Kalium Pumpe: K+ -Ionen nach innen, Na+ nach außen = Pumpe verhindert den Ionenkonzentrationsausgleich → ATP als Energie benötigt Das Ruhepotenzial ist erreicht, wenn sich das chemische und elektrische Potenzial ausgleichen. Erreicht wird dieser Ausgleich durch Natrium/Kalium Pumpen. Diese sorgen dafür das Natrium und Kalium durch die Doppellipidschicht hindurch gelangen und zwar im Verhältnis 2:3.
• Die Vorgänge an der Synapse 1. Ein AP erreicht das Endknöpfchen 2. Die spannungsabhängigen Ca2+-Kanäle öffnen sich. Dadurch strömen mit dem Konzentrations-gefälle Ca2+-lonen in das Endknöpfchen. 3. Die Ca2+-Ionen bewirken, dass die mit Neurotransmitter gefüllten Vesikel mit der präsynaptischen Membran verschmelzen. 4. Die Neurotransmitter (z.B. Acetylcholin) werden in den subsynaptischen Spalt abgegeben und diffundieren zur postsynaptischen Membran. 5. Dort binden die Transmitter an den ionotropen Na'-Kanäle. Diese Kanäle sind nicht spannungsabhängig wie die am Axon, sondern reagieren auf das Binden eines Transmitters an der Rezeptorenstelle. 6. Sobald ein Transmitter am Rezeptor gebunden hat, kommt es zu einer Konformationsänderung an den Kanälen und diese öffnen sich. 7. Die Folge ist ein starker Na+-Einstrom, der an der postsynaptischen Zelle eine Depolarisation, das sogenannte EPSP (=erregendes postsynaptisches Potenzial) hervorruft. 8. Das Acetylcholin löst sich wieder vom Rezeptor und wird von dem Enzym Acetylcholinesterase gebunden. Dadurch kann dieses Transmittermolekül nicht nochmal an einem Rezeptor binden und den Kanal öffnen. Eine Übererregung der postsynaptischen Zelle wird dadurch verhindert. 9. Die AChesterase spaltet das Acetylcholin. 10. Die Spaltprodukte des Acetylcholins (ACh) sind Cholin und ein Acetylcest. Diese beiden werden vom Endknöpfchen aufgenommen und im synaptischen Vesikel wieder zu Ach zusammengesetzt. Die dazu notwendige Energie stammt von den zahlreich vorhandenen Mitochondrien.

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