Nervenleitung und Synaptische Übertragung Flashcards
Membranpotenzial
Unterschied in der elektrischen Ladung zwischen der Innenseite und der Außenseite einer Zelle
Mikroelektroden
intrazelluläre Elektroden
Ruhemembranpotenzial
konstante Potenzial von circa -70 mV eines Neurons
Ionen
positiv oder negativ geladene Teilchen der Salze um Nervengewebe
Ionenkanäle
Bestimmte Ionen können durch bestimmte Kanäle in den extrazellulären oder intrazellulären Raum wandern
Elektrostatische Kraft
gegensätzliche Ladungen ziehen sich an
Konzentrationsgradienten
Ione diffundieren eher von Gebieten hoher Konzentration zu Gebieten niedriger Konzentration (Diffusionsdruck)
Natrium-Kalium-Pumpen
aktiver Mechanismus, die dem Einstrom (Influx) von Na+Ionen entgegenwirken, indem sie die Na+Ionen so schnell nach außen pumpen, wie sie einströmen, und dem Ausstrom (Efflux) von K+Ionen entgegenwirken, indem K+Ionen so schnell in die Zelle gepumpt werden, wie sie nach außen strömen
Transportern
Mechanismen innerhalb der Membran einer Zelle, die aktiv Ionen oder Moleküle durch die Membran transportieren
depolarisieren
das Ruhemembranpotenzial steigt
(Z.b. von -70 auf -65)
Hyperpolarisieren
ruhemembranpotenzial sinkt
(Z.b. von -70 auf -74)
Exzitatorische postsynaptische Potenziale (EPSPs)
Postsynaptische Depolarisation, erhöhen die Wahrscheinlichkeit, dass das Neuron feuern wird
Inhibitorische postsynaptische Potenziale (IPSPs)
Postsynaptische Hyperpolarisation, Wahrscheinlichkeit, dass ein Neuron feuert, sinkt
graduelle (abgestufte) Reaktionen
EPSPs und IPSPs;
Amplituden der EPSPs und IPSPs sind proportional zur Intensität der Signale
Initialsegment
Grenzt an Axonhügel an, hier entstehen Aktionspotenziale
Erregungsschwelle
Wenn die Summe aus Depolarisationen und Hyperpolarisationen, die das Initialsegment des Axons erreicht, um die Membran bis zu einer Höhe zu depolarisiere, die als Erregungsschwelle bezeichnet wird, so wird ein Aktionspotenzial erzeugt. Erregungsschwelle bei -65 mV
Aktionspotenzial (AP)
massive, aber kurzzeitige, etwa eine Millisekunde andauernde Umkehrung des Membranpotenzials von -70 auf ungefähr +50mV
-keine abgestuften Reaktionen (ihre Stärke steht in keinem Verhältnis zu der Intensität der Reize, die sie auslösen)
Alles-Oder-Nichts-Reaktionen
Auslösen eines Aps:
Sie treten entweder im vollen Ausmaß auf oder gar nicht
Integration
Aufsummierung einer Anzahl einzelner Signale zu einem Gesamtsignal
räumliche Summation
Lokale EPSPs + EPSPs = größeres EPSP
Lokale IPSPs + IPSPs= größeres IPSP
Lokale EPSPs+ IPSPs= heben sich auf
zeitliche Summation
Zwei schnell nacheinander gefeuerte…
EPSPs: summieren sich
IPSPs: summieren sich
Spannungsgesteuerte Ionenkanäle
Ionenkanäle, die sich als Reaktion auf die Veränderung der Höhe des Membranpotezials öffnen oder schließen
Repolarisation
Folgt auf das Ende der Anstiegsphase des Aktionspotenzials, durch den kontinuierlichen Ausstrom von K+Ionen. Nachdem die Repolarisierung begonnen hat, schließen sich die K+Kanäle allmählich wieder ==> schließen zu langsam==> Hyperpolarisation
absolute Refraktärzeit
1-2 ms, in denen es nicht möglich ist ein zweites AP auszulösen
relative Refraktärzeit
Zeitspanne, in der es möglich ist, ein Neuron wieder zum Feiern zu bringen, indem es stärker als normal gereizt wird. Endet, wenn die Höhe der Stimulation, die zum Auslösen eines APs notwendig ist, wieder aufs Grundniveau zurückkehrt
2 wichtige Merkmale der neuronalen Aktivität
- APs können nur in eine Richtung entlang des Axonsastes weitergeleitet werden, da die Abschnitte, über die gerade ein AP weitergeleitet wurde vorübergehend refraktär sind
- Refraktärzeit ist dafür verantwortlich, dass ein Neuron mehr als einmal feuern kann
Unterschiede Weiterleitung APs von EPSPs und IPSPs
- Weiterleitung APs entlang des Axons ohne Abschwächung
- APs werden langsamer weitergeleitet
- Aps aktiv, EPSPs und IPSPs passiv
Antidrome Weiterleitung
Vom Axon zurück zum Zellkörper
Orthodrome Weiterleitung
Vom Zellkörper zu den Endknöpfchen
Ranvier-Schnürringe
Lücken zwischen benachtbarten myelinisierten Segmenten. Natriumkanäle sind an Schnürringen konzentriert
Saltatorische Erregungsleitung
Übertragung von APs in myelinisierten Axonen
-Schädigung des Myelins ==> Multiplen Sklerose
Motoneurone Schnelligkeit
dicke und myelinisierte Neurone:
Beim Menschen bei 60 Metern pro Sek.
Interneurone
haben keine Axone und können keine APs generieren. Trotzdem wichtige Rolle: hemmen Signale
Zu beachten: Schwächen im Hodgkin-Huxley-Modell
-viele Cerebrale Neurone feuern kontinuierlich, auch wenn sie keinen Input erhalten
-die Axone mancher cerebraler Neurone können beides weiterleiten, aktive abgestufte Signale und APs
-APs unterschiedlicher Neurone variieren in Dauer, Amplitude und Frequenz
-Viele cerebralen Neurone zeigen keine APs
- dendriten mancher cerebraler Neurone können aktiv APs weiterleiten
Axodendritische Synapsen
Synapsen zwischen axonalen Endknöpfchen und dendriten
Dendritische Dornen
axodendritische Synapsen enden darauf
Axosomatische Synapsen
Synapsen zwischen axonalen Endknöpfchen und Zellkörper
Dendrodendritische Synapsen
Können in beide Richtungen übertragen
Axoaxonale Synapsen
Können präsynaptische Fazilitation und Hemmungen vermitteln, kann selektiv einzelne Synapsen beeinflussen
Direkte Synapsen
Ort der Neurotransmitterfreisetzung und der postsynaptische Rezeptorort liegen dich beieinander
Indirekte Synapsen
Ort der Freisetzung liegt in einiger Entfernung vom Rezeptorort
Varikositäten
Erweiterungen entlang des Axons und seiner Äste, setzt Neurotransmitter frei
Neuropeptide
Große Neurotransmittermoleküle:
Kurze Aminosäureketten (3-36 Aminosäuren), Zusammensetzung im Cyroplasma des Zellkörperd von den Robosomen
Niedermolekulare/ Kleine Neurotransmitter
Werden in Cyroplasma der Endknöpfchen synthetisiert und vom Golgiapparat des Endknöpfchens in synoptische Vesikel verpackt
Koexistenz
Neurone mit zwei Neurotransmittern
Exocytose
Prozess der Neurotransmitterfreisetzung
Rezeptor
besteht aus einem Protein, das nur Bindungsstellen für bestimmte Neurotransmitter besitzt
Ligand
Jedes Molekül, das an ein anderes bindet wird als dessen Ligand bezeichnet. Neurotransmitter ist ein Ligand seines zugehörigen Rezeptors
Rezeptorsubtypen
Verschiedene Arten eines Rezeptors, an die ein bestimmter Neurotransmitter binden kann. Ermöglichen Neurotransmittern unterschiedliche Nachrichten an verschiedene Bereiche im Gehirn zu vermitteln
Ionotrope Rezeptoren
Sind an ligandengesteuerte (also transmittergesteuerte) Ionenkanäle gekoppelt
Metabotrope Rezeptoren
Sind an Signalproteine und an G-Proteine gekoppelt
Sekundärer Botenstoff
Metabotroper Rezeptor, setzt G-Protein frei, setzt sekundäre Botenstoffe frei:
Diffundiert durch das Cyroplasma und kann die Aktivität des Neurons verändern (zellengedächtnis ändern)
Autorezeptoren
Metabotrope Rezeptoren:
-gehen Bindung mit Neurotransmittern des eigenen Neurons ein
- befinden sich auch der präsynaptischen Membran
-Funktion: Überwachung der Zahl der Neurotransmitter im sympathischen Spalt
Die Wiederaufnahme
Deaktivierungsmechanismus:
Mehrheit der Neurotransmitter wird beinahe unmittelbar nach ihrer Freisetzung wieder in die präsynaptischen Endknöpfchen aufgenommen
Enzymatische Abbau
Deaktivierungsmechanismus:
Neurotransmitter werden durch die Aktivität von Enzymen (Proteine, die biochemische Reaktionen stimulieren oder hemmen) in der Synapsen abgebaut (aufgespalten)
Acetylcholinesterase
Einer der wenigen Neurotransmitter, bei denen der enzymatische Abbau der Hauptmechanismus der syntaktischen Deaktivierung ist
Gap junctions
Enge Räume zwischen benachtbarten Zellen, die über feine röhrenförmige mit Cyroplasma gefüllte Proteinkanäle verbunden sind, den sogenannten Connexinen. Verbinden Cyroplasma zweier benachtbarter Zellen, so dass elektrische Signale und kleine Moleküle zur einen Zelle zur anderen wandern können. Auch “elektrische Synapsen”
Aminosäuren
Neurotransmitter von schnellen, direkten Synapsen im ZNS= Aminosäuren
1. Glutamat
2. Aspartat
3. Glycin
4. Gamma-Amino-Buttersäure (GABA)
Monoaminerge Neurotransmitter (Monoamine)
Klasse niedermolukularer Neurotransmitter: jedes wird aus einer einzigen Aminosäure synthetisiert.
1. Dopamine
2. Adrenalin
3. Noradrenalin
4. Serotonin
Catecholamine
- Dopamin
- Noradrenalin
- Adrenalin
Epinephrin und Norepinephrin
Adrenalin und Nirepinephrin auf englisch
Agonist
Stimulierende Wirkung
Antagoinisch
Hemmende inhibierende Wirkung
Unkonventionelle Neurotransmitter
Lösliche Gase (stickstoffmonixid, Kohlenmonoxid) und Endocannabionoide (Anandamin)
Neuropeptide
Hypophysen-Pep
Hypothalamus-Pep
Gehirn-Darm-Pep
Opioid-Pep
Sonstige Peps
