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Das Nervensystem Teil II Informationsverarbeitung

avalbane
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Das Nervensystem Teil II Informationsverarbeitung

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Presentation Transcript

    2. Funktionen der Neuronen Damit eine Information bertragen werden kann, muss es mindestens zwei klar von einander abgrenzbare Zustnde geben. In einer Nervenzelle gibt es das Ruhepotential (ca. -70 mV) und das Aktionspotential (ca. +30 mV) Es gilt somit das Alles-oder-Nichts-Gesetz

    3. berblick Entstehung des elektrischen Potentials im Neuron Weiterleitung von Signalen innerhalb eines Neurons: Elektrotonische Leitung Aktionspotential

    4. Wie kommt das Neuron zu seiner negativen Ladung? Ionenwirksame Krfte Passiver Transport von Stoffen durch die Zellmembran Aktiver Transport durch die Zellmembran

    5. Was sind Ionen?

    6. Permeabilittsunterschiede Unterschiedliche Durchlssigkeit der Zellmembran fr verschiedene Ionen Unterschiede entstehen durch berbrckende Membranproteine

    7. Permeabilittsunterschiede

    8. Ionenwirksame Krfte - elektrische Krfte

    9. Ionenwirksame Krfte - Diffusionskrfte

    10. Passiver Transport von Stoffen durch die Zellmembran Passiver Transport = Transport ohne Energieaufwand Treibende Krfte: Konzentrationsgradient und Feldkrfte durch Ladungsunterschiede berwinden der Zellmembran nur durch Ionenkanle und Carriermolekle mglich

    11. Passiver Transport -Carriermolekle- Carriermolekle bewerkstelligen den Transport durch die Zellwand, indem sie sich umdrehen, wenn sie ein Ion gebunden haben.

    12. Passiver Transport -Ionenkanle I-

    13. Passiver Transport -Ionenkanle II- Anlagerung (z.B. von Neurotransmittern) Spannungsabhngigkeit Physikalische Energie

    14. Aktiver Transport durch die Zellmembran

    15. ATP ATP (Adenosintriphosphat) wird von den Mitochondrien als Energietrger zur Verfgung gestellt ATP spaltet sich in ADP (Adenosindiphosphat) und einen Phosphorrest (P) auf, wenn es Energie frei gibt

    16. Aktiver Transport durch die Zellmembran

    17. Negativgeladene Ionen (Proteinanionen, Chlorionen) sind im Zellinneren deutlich hher konzentriert als positivgeladene Ionen (Natrium-, Kaliumionen) Durch die Undurchlssigkeit der Membran fr Proteinanionen, den passiven Abtransport von Kalium(+)ionen und dem aktiven Abtransport von Natrium(+)ionen wird das negative Potential gehalten. Wie kommt das Neuron zu seiner negativen Ladung?

    18. Wie wird das elektrische Signal innerhalb des Neurons weitergeleitet? Passiver Transport elektrotonische Leitung Aktiver Transport - Aktionspotential

    19. Elektrotonische Leitung

    20. Elektrotonische Leitung Weiterleitung durch Ionen (Ladungstrger) Schneller Signaltransport (Ionen stoen sich gegenseitig an) Verlustreich (Ionenwanderungen durch die Membran Leckstrom) Daher nur fr kurze Strecken geeignet

    21. Wie pflanzt sich ein Signal ber lngere Strecken fort? Das Aktionspotential Depolarisation ab ca. -40mV Alles-oder-Nichts-Gesetz Beste Erregbarkeit: Am Axonhgel

    22. Neuron

    23. Wie pflanzt sich ein Signal ber lngere Strecken fort? Das Aktionspotential Depolarisation ab ca. -40mV Alles-oder-Nichts-Gesetz Beste Erregbarkeit: Am Axonhgel

    24. Was ist ein Aktionspotential? nderung der Natrium- und Kaliumpermeabilitt (Aufstrich) Overshoot Inaktive Natriumkanle (Refraktrphase) Deinaktivierte Kanle Abwanderung von Kaliumionen (Repolarisierungsphase) Nachpotential (Hyperpolarisierung) Ruhepotential

    25. Leitungsgeschwindigkeit Zndschnureffekt nur eine Ausbreitungsrichtung Zeitverluste durch groe Ionenbewegungen (bei unmyelinisierten Fasern) Hohe Signalstrke zum Preis langsamer Signalausbreitung Kombi-System Aktionspotential und elektrotonische Leitung

    26. Kombi-System Saltatorische Erregungsleitung Ranvier-Schnrringe Aktionspotential Elektrotonische Leitung

    27. Wirkung von Lokalansthetika Blockierende Wirkung am Natriumkanal Daher kein Aktionspotential mglich Frher: Kokain ?Heute: Novokain hnliche Wirkung beim Gift des Kugelfisches

    28. Wie kommt es zu unterschied-lichen Reizintensitten? Jedes Aktionspotential hat die gleiche Intensitt Frequenz der Aktionspotentiale Achtung: Refraktrphase und Repolarisation

    29. Integration von Informationen Viele Tausend Synapsen Beste Erregbarkeit: Am Axonhgel

    30. Spontan aktive Neuronen Normalerweise: Aktionspotential Reaktion auf Reizungen Allerdings: Neuronen mit instabilen Ruhepotential Depolarisation und Aktionspotential nach gewisser Zeit Schrittmacherneuronen (Herzschlag, Atmung, Gehen, Kauen) und bursts (Sekretion bestimmter Hormone)

    31. ...und das nchste Mal: Zusammenspiel von Nervenzellen Aufbau und Funktion des Nervensystems Aufbau des Gehirns

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