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Description
Flashcards by Sascha Müller, updated more than 1 year ago
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Created by Sascha Müller
over 6 years ago
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| Question | Answer |
| Was entspricht im Binärcode der Nervenzelle dem Ruhe- und was dem Aktionspotenzial? | - Ruhepotenzial = Null - Aktionspotenzial = Eins |
| Wo wird das Aktionspotenzial gebildet? | 1. Bei markhaltigen Nervenzellen: - Ranvier'sche Schnürringe (Axonhügel, Impuls-Entstehungs-Region) - axonnahe Teil der synaptischen Endköpfchen 2. Bei marklosen Nervenzellen: - das gesamte Axon 3. Grundsätzlich nur in bestimmten Abschnitten erregbarer Zellen. |
| Was sind die Kennzeichen dieser Abschnitte? | 1. Sie weisen KEINE aus mehreren Lagen bestehende stark isolierende Myelinscheide auf. 2. in diesen Membranabschnitten liegen schnelle spannungsgesteuerte Na+Kanäle in grosser Zahl und grosser Dichte vor. 3. Grosse Zahl verzögerter spannungsgesteuerter K+-Kanäle. |
| Wie funktioniert der spannungsgesteuerte Na+-Kanal? | - Bei Überschreiten eines bestimmten Potenzialwerts (Schwellenpotenzial, Erregungsschwelle) öffnet sich Na+-Kanal in Bruchteilen einer Millisekunde und lässt Natrium-Ionen in Richtung Konzentrationsgefälle passieren. - nach 1 bis 2 ms verschliesst kugelförmiger Anhang des Kanalproteins die Pore und stoppt den Natriumfluss. - Kanal befindet sich in einem inaktivierten, blockierten Zustand. |
| Wann ist eine erneute Öffnung des Na+-Kanals nach einer Blockierung wieder möglich? | - erst wieder möglich, wenn Membranpotenzial wieder für einige Zeit zum Ruhepotenzialwert zurückgekehrt ist oder aber kurzzeitig Werte deutlich unterhalb des Ruhepotenzials erreicht werden (Hyperpolarisation). |
| Wie funktioniert der K+-Kanal? | - träger als Na+-Kanal - Aktivierung bei überschwelligem Impuls - Pore öffnet aber nur mit Verzögerung - nach verzögerter Öffnung können Kalium-Ionen passieren - Kanal schliess erst, wenn Membran über die Erregungsschwelle hinaus repolarisiert ist. - Kanal wird nicht blockiert. |
| Schematische Darstellung spannungsgesteuerter Na+Kanal |
Image:
Kanäle (binary/octet-stream)
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| Das Aktionspotenzials einer Nervenzelle hat stets etwa den gleichen Ablauf. In welche Abschnitte lässt er sich gliedern? | 1. Ruhepotenzial 2. Depolarisation - Initialphase 3. Depolarisation - Aufstrich 4. Spitze (Peak) 5. Repolarisation 6. Hyperpolarisation 7. Ruhepotenzial |
| Beschreibe das Ruhepotenzial. | An der Membran des Axons herrscht zunächst ein Ruhepotenzial. Sie ist damit in einem erregbaren Zustand. |
| Beschreibe die Initialphase der Depolarisation. | - Depolarisation = Änderung der Spannung in den weniger negativen Bereich - Depolarisation wird i.d.R. bewirkt durch Stromfluss, der von benachbarten Membranabschnitten ausgeht. - Kriechstrom kann EPSP oder Rezeptorpotenzial sein - in einigen Zellen kommt es spontan und rhythmisch zur Depolarisation (z.B. Sinusknoten des Herzens) |
| Beschreibe den Aufstrich der Depolarisation. | - Erregungsschwelle ist erreicht - spannungsgesteuerte Na+Kanäle öffnen - dem Diffusionsdruck und dem elektrischen Gadienten folgend strömt Natrium in Zelle. - Na+Einstrom vergrössert Depolarisation. - es beginnt eine sich selbst verstärkende Kettenreaktion. - es öffnen sich schlagartig sehr viele spannungsgesteuerte Na+Kanäle. - Na+Einstrom erhöht sich lawinenartig. - negative Membranpotenzial wird positiv. - im letzten Abschnitt des Aufstrichs öffnen sich die die ersten verzögerten K+-Kanäle. - da das innere der Zelle jetzt positiv und das Äussere negativ geladen ist, strömt Kalium dem Diffusionsdruck und dem elektrischen Gradienten folgend aus der Zelle heraus. |
| Beschreibe die Spitze (Peak). (1. Entwicklung) | - Mischung gegenläufiger Entwicklungen für Kippen des Potenzials verantwortlich. 1. Entwicklung - Na+-Einstrom nimmt ab: -- max. Öffnungzeit nur 1 bis 2 ms -- bei positivem Membranpotenzial noch kürzere Öffnungszeit. - immer mehr Na+Kanäle schliessen. Nach dem Schliessen sind sie refraktär (=unerregbar) |
| Beschreibe die Spitze (Peak) ( 2. Entwicklung) | 2. Entwicklung - die Umkehr der Ladungszustände stoppt zudem den Natrium-Einstrom. Zellinnere ist positiv = Na+ muss beim Einstrom in die Zelle sich gegen elektrischen Gradienten bewegen. |
| Was geschieht auf der Spitze des Aktionspotenzials? | - der nach innen gerichtete Diffusionsdruck für Na+ und der diesem entgegenwirkende elektrische Gradient sind gleich gross. - der Abnahme des Na+Einstroms steht eine Zunahme des K+-Ausstroms gegenüber, da sich immer mehr verzögerte K+-Kanäle öffnen. |
| Beschreibe die Repolarisation. | - mehr und mehr Na+Kanäle sind geschlossen. - Na+-Einstrom versiegt. - immer mehr K+-Kanäle öffnen. - K+-Ausstrom schwillt an. - Infolge K+-Ausstrom nähert sich Membaranpotenzial wieder dem Ruhepotenzialwert an (Repolarisation). - Jetzt beginnen sich auch die K+-Kanäle zu schliessen. |
| Beschreibe die Hyperpolarisation. | - die relativ lange Öffnungszeit führt dazu, dass mehr Kalium-Ionen ausströmen als zur Wiederherstellung des Ruhepotenzials notwendig wären. - die Potenzialwerte werden darum kurzzeitig negativer als der Ruhepotenzialwert (Hyperpolarisation). |
| Beschreibe das Ruhepotenzial am Schluss des Zyklus. | - K+-Kanäle sind nun auch geschlossen. - überschüssige Kalium ausserhalb der Zelle diffundiert weg und Membranpotenzial steigt wieder auf Ruhepotentzialwert. - Natrium-Kalium-Pumpen spielen hier eine kleine Rolle, da die Zahl der fliessenden Ionen relativ gering ist. |
| Schematische Darstellung des Aktionspotenzial. | |
| Schematische Darstellung der Leitfähigkeitsänderung. | |
| Was versteht man unter der Refraktärzeit? | - refraktär = unerregbar - Refraktärzeit = Zeitabschnitt, während dem die Membran kein neues Aktionspotenzial bilden kann, weil die Na+Kanäle zuerst Ruhepotenzial erreichen müssen und erst danach wieder aktiviert werden können. - Während eines laufenden Aktionspotenzials können die Membrane kein zweites Aktionspotenzial bilden. |
| Wie kann die Refraktärzeit gegliedert werden? | 1. Absolute Refraktärphase Es kann in keinem Fall ein weiteres Aktionspotenzial ausgelöst werden. 2. relative Refraktärphase Einige Na+Kanäle befinden sich bereits wieder in aktivierbarem Zustand. Hier ist bei starker Reizung die Bildung schwächerer Aktionspotenziale möglich. |
| Was begrenzt die Refraktärzeit? | Sie begrenzt die Anzahl der Aktionspotenziale auf rund 500 pro Sekunde. |
| Was entscheidet über die Zahl der gebildeten Aktionspotenziale. | Über die Zahl der Aktionspotenziale entscheidet nicht die Höhe des anliegenden Stroms, sondern die Länge des Zeitraums, während dessen der Strom überschwellig ist. |
| Was ist unter dem Phänomen "Alles-oder-Nichts-Gesetz der Erregung" zu verstehen? | - Programm des Aktionspotenzials läuft autonom ab, d.h. es bedarf keiner Eingriffe von aussen. - das Erreichen der Erregungsschwelle führt immer zu einem voll ausgebildeten Aktionspotenzial. - Wird die Schwelle nicht erreicht, bleibt das Aktionspotenzial aus. |
| Weiterleitung an marklosen Nervenfasern (Titel, keine Frage) | Titel |
| Was ist typisch für marklose Nervenfasern? | - Marklose Nervenfasern besitzen keine ausgeprägte isolierende Myelinscheide. - die spannungsgesteuerten Kanäle sind relativ gleichmässig über die Membran verteilt. - Entsteht am Beginn des Axons ein Aktionspotenzial, so hat das Auswirkungen auf benachbarte Membranabschnitte. |
| Was ist unter einer elektrotonischen Ausbreitung zu verstehen? | - im Zuge des Aktionspotenzials entsteht eine Spannungsdifferenz: Werte über +20 mV (depolarisierter Bereich) und -70 mV (unerregte Nachbarbezirke). - Nachbarbezirke werden darum ebenfalls depolarisiert (Kriechstrom). Die Depolarisierung erfolgt somit passiv. |
| Was ist der Nachteil der elektrotonischen Ausbreitung? | - depolarisierender Effekt nimmt mit zunehmender Entfernung vom Ausgangspunkt ab, d.h. wird immer geringer und die Amplitude des Potentials wird immer kleiner. |
| Was ist unter der kontinuierliche Erregungsleitung zu verstehen? | - depolarisierende Wirkung des Kriechstroms ist in Membranabschnitten nahe des Aktionspotenzials noch relativ stark. - Wirkung reicht aus, um Membran über die Erregungsschwelle zu depolarisieren und somit wieder ein Aktionspotenzial auszulösen. - Auf diese Weise pflanzt sich das Aktionspotenzial entlang des Axons fort. - relativ langsam (max. 20 m/s) |
| Was bestimmt die Reichweite des Kriechstroms? | - Innenwiderstand des Axon: -- Axondurchmesser und die Temperatur bestimmen die Leitungsgeschwindigkeit. - Dicke, wohltemperierte Axone leiten am schnellsten. Sie benötigen aber viel Baumaterial und viel Platz im Organismus. |
| Weiterleitung an markhaltigen Nervenfasern. (Titel, keine Frage) | Titel |
| Welche Funktion hat die Myelinscheide? | Die Myelinscheide schirmt Axonmembran in den Abschnitten zwischen den Ranvier'schen Schnürringen nahezu vollständig gegen die extrazelluläre Flüssigkeit ab. |
| Erfolgt im Bereich der myelinisierten Abschnitten des Axons ein Aktionspotenzial? | - Dichte der spannungsgesteuerten Ionenkanäle ist gering. - weder im Bereich des Somas noch in den myelinisierten Abschnitten des Axons kann ein Aktionspotenzial entstehnen. Eine Potenzialweiterleitung ist hier nur elektrotonisch, als Kriechstrom, möglich. |
| Wo ist der Aufbau eines Aktionspotenzials an markhaltigen Nervenfasern möglich? | - im Bereich des Axonhügels - im Bereich der Ranvier'schen Schnürringe - bei den Endköpfchen Grund: Hier hat die Membran Kontakt mit der Extrazellulärflüssigkeit. Es gibt eine ausreichende Dichte an spannungsgesteuerten Ionenkanälen. |
| Was versteht man unter "saltatorische Erregungsleitung"? | - in markhaltigen Nervenfasern springt die Erregung von Schnürring zu Schnürring (=saltatorische Erregungsleitung). |
| Was kennzeichnet die saltatorische Erregungsleitung aus? | - sie benötigt wenig Energie, da die zur Aufrechterhaltung des Ruhepotenzials notwendigen, energiezehrenden Ionenpumpen nur im Bereich der Schnürringe arbeiten müssen. - die Leitungsgeschwindigkeit ist hoch (max. 120 m/s), da die elektrototische Leitung im Bereich der Markscheide sehr schnell erfolgt und Aktionspotenziale nur an den Schnürringen ausgelöst werden. |
| Schematische Darstellung der elektrototischen Ausbreitung eines Stroms im Axon einer markhaltigen Nervenfaser. | |
| Wirkung von Giften (Titel, keine Frage) | Titel |
| Wie entfalten Gifte ihre Wirkung? | - positiv geladenes Giftmolekül blockiert Eingang spannungsgesteuerter Na+Kanäle längerfristig von der Membranaussenseite - Bildung von Aktionspotenzialen wird verhindert oder erschwert - Lokalanästhetika (schmerzstillende bzw. schmerzausschaltendes Mittel) bindet für Millisekundenbruchteile an Strukturen im Inneren offener Na+-Kanäle. Kanaleingang wird kurzzeitig verschlossen. Verminderter Na+Einstrom. - bei ausreichender Menge wird so Bildung von Aktionspotenzialen verhindert. |
| Informationscodierung (Titel, keine Frage) | Titel |
| Was sind die Aktionspotenziale für die Nervenzellen? | Aktionspotenziale sind der Transportcode der Nervenzellen. |
| Was versteht man unter Frequenzcodierung? | - Information über Stärke des Ausgangsreizes steckt in der Frequenz der Aktionspotenziale, d.h. der Aktionspotenziale pro Sekunde. - Je stärker ein Signal, desto schneller die Abfolge der Aktionspotenziale, desto grösser auch die Impulsfrequenz. |
| Wo steckt die Information über die Dauer des Ausgangsreizes? | Die Information über die Dauer des Ausgangsreizes steckt in der Länge des Impulsbildungszeitraums, d.h. Aktionspotenziale werden generiert, solange ein Reiz andauert. |
| Was versteht man unter dem Prinzip der Kanalspezifität? | - Leitungsweg über den z.B. das Gehirn erreicht wird, zeigt Stelle des Körpers, wo Reiz ursprünglich herstammt. - Augennerven, Hörnerven, Geruchsnerven und viele andere spezifische Leitungsbahnen ermöglichen genaue Identifizierung des Informationsursprungs. |
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