Neurologie Flashcards
Bau und Funktion einer Nervenzelle
Um einen Reiz wahrzunehmen, muss die Erregung in dein Gehirn transportiert werden (Erregungsleitung ). Dafür sind die Nervenzellen, oder auch Neuronen genannt, zuständig.
Funktion und Aufbau Dendriten
Die Dendriten sind Zellausläufer des Zellkörpers und bilden den Kontakt zu anderen Zellen oder Neuronen. Sie empfangen die ersten Erregungssignale und leiten sie an den Zellkörper weiter.
Funktion und Aufbau Soma
Das Soma ist der Zellkörper der Nervenzelle. Es bildet einen mit Cytoplasma gefüllten Bereich, der die wichtigen Zellorganellen enthält. Dazu gehören zum Beispiel der Zellkern , die Mitochondrien , das endoplasmatische Retikulum und der Golgi Apparat .
Funktion und Aufbau Axonhügel
Der Axonhügel bildet den Übergang vom Soma zum Axon. Die elektrischen Signale werden hier solange gesammelt und summiert, bis eine bestimmte Schwelle oder ein Schwellenpotential überschritten wird. Erst dann wird ein Signal an das Axon weitergeleitet. Diese Signale nennst du Aktionspotentiale. Das verhindert, dass unser Körper jedes kleinste Signal weiterleitet. Ohne diesen Filtermechanismus wäre die Verarbeitung der relevanten Reize unmöglich.
Funktion und Aufbau Axon
Der lange Fortsatz der Nervenzelle, der aus dem Axonhügel hervorgeht, heißt Axon oder Neurit. Die Aufgabe des Axons ist die Weiterleitung der Aktionspotentiale zu Nerven- oder Muskelzellen. Damit die Weiterleitung der elektrischen Signale möglichst schnell und ohne Verluste funktioniert, ist das Axon sozusagen wie ein elektrisches Kabel isoliert.
Als elektrische Isolationsschicht bilden die Hüllzellen eine sogenannte Myelinscheide um die Axone. Die Umhüllung ist immer wieder durch freiliegende Axonbereiche unterbrochen. . Den nicht-umhüllten Bereich eines Axons nennst du Ranvierschen Schnürring. Sie ermöglichen, dass die Geschwindigkeit der Erregungsleitung erhöht wird. Denn die Erregung kann auch von einem Schnürring zum nächsten „springend“ weitergeleitet werden. So werden also die langen umhüllten Bereiche einfach überbrückt.
Aufteilung Nervenzellen nach Art
unipolare Nervenzelle: Nervenzellen mit nur einem kurzen Fortsatz; primäre Sinneszellen in der Netzhaut in deinem Auge (Zapfen und Stäbchen )
bipolare Nervenzelle: Nervenzelle mit zwei Zellfortsätzen (Dendrit und Axon); Teil der Informationsübertragung bei Geruchs- und Sehsinn
multipolare Nervenzelle: Nervenzelle mit vielen Dendriten und einem Axon; motorische Nervenzelle im Rückenmark
pseudounipolare Nervenzelle: Nervenzelle, bei der Axon und Dendrit als gemeinsamer Fortsatz aus dem Zellkörper wachsen und sich danach aufspalten; Tastsinneszellen
Einteilung nach Funktion
Einteilung nach Funktion
sensorische Nervenzelle: leitet Informationen von den Sinnesorganen oder anderen Organen im Körper an das Gehirn; Reiz des Antippens an der Schulter wird ans Gehirn gesendet
motorische Nervenzelle: leitet Informationen von deinem Gehirn oder Rückenmark an Muskeln oder Drüsen; Befehl „Dreh dich um“ wird von deinem Gehirn an die Muskeln geleitet
Interneuronen: als Teil des zentralen Nervensystems verschalten sie Neuronen miteinander, Vermittlerfunktion
Definition Ruhepotential
Eine unterschiedliche Verteilung der Ionen innerhalb und außerhalb der Zelle führt zur Entstehung eines Potentials (Spannung) an der Zellmembran . Die Spannung einer nicht erregten Zelle nennst du Ruhepotential. Das Potential ist negativ und liegt in einer Nervenzelle ungefähr bei -70 mV.
Ionenverteilung Ruhepotential
Die Grundlage für das Ruhepotential ist die ungleiche Ionenverteilung über der Zellmembran.
innerhalb der Zelle: hohe Konzentration an Kalium-Ionen (K+) und organischen Anionen (A–)
außerhalb der Zelle: hohe Konzentration an Natrium-Ionen (Na+) und Chlorid-Ionen (Cl–)
eine semipermeable Membran (halbdurchlässig) trennt Zellinneres und -äußeres voneinander
Entstehung Ruhepotential
an der Entstehung des Ruhepotentials sind mehrere Faktoren beteiligt:
elektrochemischer Gradient: chemischer Gradient (Konzentrationsgradient) und elektrischer Gradient
selektive Permeabilität (Durchlässigkeit) der Membran
Natrium-Kalium-Pumpe
Faktor selektive Permeabilität (Entstehung Ruhepotential)
Die Membran ist aber nicht für alle Ionen gleich durchlässig, sondern besitzt eine relative Permeabilität für jede Ionensorte. Im Ruhezustand ist die Zellmembran vor allem für Kalium Ionen und eventuell für Chloridionen durchlässig. Im Ruhezustand sind nur die Kaliumionenkanäle geöffnet. Daher sind vor allem die Kalium Ionen für die Entstehung des Ruhepotentials verantwortlich. Sie bewegen sich durch die offenen Kanäle aus der Zelle heraus. Im Ruhezustand sind die Natriumkanäle in der Membran geschlossen.
Faktor Elektrochemische Triebkraft (Entstehung Ruhepotential)
Bewegen sich aber zum Beispiel die positiv geladenen K+ Ionen aus der Zelle heraus, nimmt die Ladung innerhalb der Zelle ab. Das bedeutet, es baut sich durch eine Ladungstrennung ein elektrisches Feld auf. Das kannst du gleichsetzen mit einer Spannung über der Zellmembran. Um die Spannung zu verringern, neigen die Ladungsunterschiede dazu sich auszugleichen. Der elektrische Gradient wirkt hier also dem chemischen Gradient entgegen und hält das Kalium Ion zurück. Gleichzeitig stößt die positive Ladung, die außerhalb der Zelle entsteht, austretende K+ Ionen auch ab. Im Gegensatz dazu weisen beim Natriumion sowohl der elektrische als auch der chemische Gradient ins Zellinnere.
Faktor Natrium Kalium Pumpe (Enstehung Ruhepotential)
Die Leckströme würden auf Dauer zu einem Ladungsausgleich führen und es gäbe kein Ruhepotential. Daher benötigt die Zelle die Natrium-Kalium-Pumpe (Na K Pumpe). Unter Energieverbrauch hält sie die Ionenkonzentration bzw. das Membranpotenzial aufrecht und pumpt die Natriumionen wieder aus der Zelle heraus. Dazu transportiert das Enzym Natrium-Kalium-ATPase drei Natriumionen nach außen und gleichzeitig zwei Kaliumionen nach innen.
Funktion und Aufbau Natrium-Kalium-Pumpe
Die Kalium Natrium Pumpe transportiert drei Natriumionen vom Cytoplasma nach draußen (Extrazellulärraum) und zwei Kaliumionen vom Extrazellulärraum ins Cytoplasma zurück. Bei jedem Transportvorgang verbraucht sie ein Molekül ATP.
1.Die Na+-K+-ATPase ist ins Zellinnere geöffnet. Drei Natrium Ionen binden an für sie spezifische Bindungsstellen.
- Ein ATP-Molekül bindet an seine Bindungsstelle am innenliegenden Teil des Proteins. ATP wird hydrolysiert (gespalten) in ADP (Adenosindiphosphat) und ein Phosphatrest. Nur das Phosphat bleibt an der Bindestelle gebunden.
- Die freigesetzte Energie führt zu einer Konformationsänderung des Enzyms. Es schließt sich auf der Innenseite, während es sich nach außen hin öffnet.
- Die drei Natrium Ionen lösen sich aus dem Protein. Zwei von außen kommende Kaliumionen werden an spezifische Bindungsstellen im Enzym gebunden.
- Der Phosphatrest wird abgespalten. Die Form des Proteins ändert sich und nimmt wieder seine Ursprungsform an.
- Die Kaliumionen lösen sich aus der Bindestelle und gelangen ins Cytoplasma. Der Ausgangszustand ist wieder erreicht und ein neuer Pumpvorgang kann beginnen.
Definition Natrium-Kalium-Pumpe
Sie sorgt also für einen entgegengesetzten Transport der Ionen. Daher bezeichnest du sie auch als Antiporter. Das bedeutet für die Zelle, dass drei positive Ladungen entfernt und nur zwei positive Ladungen wieder hinzugefügt werden. Bei jedem Transport nimmt die Gesamtladung innerhalb der Zelle also um eins ab. Auf Dauer ist die Zelle dann negativer geladen.
Ablauf Aktionspotential
1.Zunächst liegt das Potential einer Zelle in Ruhe (Ruhepotential ) bei etwa -70 mV. Ohne Reiz sind alle spannungsgesteuerten Natrium- und Kaliumionenkanäle geschlossen.
2.Wenn ein Reiz den Axonhügel eines Neurons erreicht und stark genug ist, wird die Schwellenspannung überschritten.
3.Dadurch Öffnen sich die Natriumkanäle und die Spannung steigt bis auf ein Maximum von ca. +30 mV an (Depolarisation).
4.Nachdem das Spannungsmaximum erreicht ist, erfolgt durch das Schließen von Natrium- und das Öffnen von Kaliumkanälen die Rückkehr zum Ruhepotential (Repolarisation).
5.Dabei wird die Membranspannung oft erst noch negativer, als das ursprüngliche Ruhepotential (Hyperpolarisation), bevor die Zelle zum Ausgangspunkt zurückkehrt.
Wie heißen die 5 Phasen des Aktionspotentials
die Initiationsphase
die Depolarisation
die Repolarisation
die Hyperpolarisation
und die Refraktärphase.
Definition saltatorische Erregungsweiterleitung
Ein Aktionspotential löst eine Depolarisation (Spannungsabnahme) am Anfang des Axons aus. Das führt zur Öffnung spannungsabhängiger Natriumionenkanäle. Die Kanäle findest du nur an den Ranvier’schen Schnürringen. Dort strömen dann die positiv geladenen Natriumionen ins Zellinnere. Dadurch wird ein erneutes Aktionspotential bzw. eine neue Depolarisierung ausgelöst. Sie reicht bis zum nächsten Schnürring. Es wird also immer nur an einem nicht-isolierten Bereich ein Aktionspotential gebildet. So wird die Erregung „springend“ weitergeleitet und die myelinisierten Bereiche ausgelassen.
Definition kontinuirliche Erregungsweiterleitung
Wenn Nervenzellen nicht isoliert sind, müssen sie die elektrischen Signale kontinuierlich (fortlaufend) weiterleiten. Das bedeutet, an jeder Stelle der Axonmembran muss eine Depolarisierung stattfinden.
Diese Art der Weiterleitung ist deshalbvergleichsweise langsam. Die Geschwindigkeit kann aber erhöht werden, indem der Durchmesser der Leitungsbahn erhöht wird. Denn dadurch nimmt der Innenwiderstand ab. Das kannst du dir vorstellen wie bei einem Wasserschlauch: je dicker er ist, desto mehr Wasser kann in gleicher Zeit durchfließen.
Definition Synapse
Für die Wahrnehmung unserer Umwelt benötigen wir die Nervenzellen . Sie nehmen Reize wahr und leiten sie als Erregungen in unserem Körper von einer Zelle zur nächsten weiter. Dazu sind die Nervenzellen (Neuronen) mit weiteren Nervenzellen oder anderen Zellen wie Muskel-, Sinnes- oder Drüsenzellen verknüpft. So eine Verknüpfung zur Reizweiterleitung nennst du Synapse.
Funktion und Aufbau Synapse
1.Das Aktionspotential löst eine Veränderung der Spannung an der präsynaptischen Zellmembran aus. Das führt zur Öffnung spannungsabhängiger Calciumionenkanäle.
2.Daher strömen positiv geladene Ca2+-Ionen in die Zelle.
3.Der Anstieg der Calciumionenkonzentration löst die Verschmelzung der Vesikel (Bläschen) mit der Membran aus. So werden die darin enthaltenen Neurotransmitter in den synaptischen Spalt freigesetzt (= Exocytose ).
4.Die Neurotransmitter können an der postsynaptischen Membran an für sie spezifische Rezeptoren (Andockstellen) binden. Die Rezeptoren sind mit Ionenkanälen in der Membran verbunden. Daher nennst du sie auch ionotrope Rezeptoren.
5.Die Kanäle sind also nicht spannungsgesteuert, sondern ligandengesteuert. Das bedeutet, die Ionenkanäle öffnen sich, sobald ein Transmitter (= Ligand) an den entsprechenden Rezeptor gebunden hat. So kann es zum Beispiel zum Einstrom von Natriumionen in die Zelle oder zum Ausstrom von Kaliumionen aus der Zelle kommen.
6.Das hat eine positive oder negative Veränderung der Spannung zur Folge (= postsynaptisches Potential). So wird entweder ein aktivierendes oder ein hemmendes Signal (EPSP und IPSP) in der postsynaptischen Zelle ausgelöst.
- Die Erregung / Hemmung findet solange statt, wie die Neurotransmitter an den Rezeptoren gebunden sind. Die Bindung ist aber reversibel (umkehrbar) und die Transmitter lösen sich nach einer Weile wieder vom Rezeptor.
- Dann können sie wieder von der präsynaptischen Zelle aufgenommen und erneut verwendet werden. Manche Neurotransmitter werden vor der Wiederaufnahme von speziellen Enzymen im synaptischen Spalt abgebaut (z.B. Abbau von Acetylcholin zu Acetat und Cholin durch das Enzym Cholinesterase).
Ablauf Reiz-Reaktions-Schema
1.Reizaufnahme: Ein Rezeptor / eine Sinneszelle nimmt einen Reiz (physikalisch oder chemisch) wahr. Du berührst einen stacheligen Kaktus und die Schmerzrezeptoren deiner Haut werden gereizt.
2.Reizumwandlung: Der Rezeptor wandelt den Reiz in ein elektrisches Signal (Erregung) um.
3.Erregungsleitung : Eine sensorische Nervenfaser leitet das Signal in das Rückenmark . Du bezeichnest sie auch als afferente Bahnen (= zum zentralen Nervensystem (ZNS) hinleitend).
4.Erregungsverarbeitung: Das Rückenmark bildet das Reflexzentrum, in dem die Verarbeitung des elektrischen Signals, also die Verschaltung der Nervenzellen (Neuronen) über sogenannte Interneurone stattfindet.
5.Erregungsleitung: Eine motorische Nervenfaser (Motoneuron) leitet das Signal vom Rückenmark zum Erfolgsorgan (Effektor). Du nennst sie daher auch efferente Nervenfaser (= vom ZNS wegleitend). Das Erfolgsorgan sind die Muskeln in deinem Arm.
6.Reaktion: Der Effektor führt aufgrund der Erregung eine Reaktion aus, wodurch der Reflex entsteht. Du ziehst deine Hand schnell weg, bevor der Stachel in deinem Finger steckt.
7.Eine negative Rückkopplung zwischen Motoneuron und speziellen Interneuronen sorgt dafür, dass die Erregungsdauer der Muskeln begrenzt wird (= Renshaw-Hemmung).
Einteilung des Nervensystems (Funktion)
somatisches Nervensytsem (Steuerung bewusster, willentlicher Vorgänge)
vegetatives Nervensystem (Steuerung autonomer, unwillentlicher Vorgänge)
Synaptische Integration (räumliche und zeitliche Summation)
Erregende und hemmende Signale können sowohl räumlich als auch zeitlich summiert werden.
Bei der räumlichen Summation addieren sich die zur gleichen Zeit eintreffenden erregenden bzw. hemmenden Signale am Axonhügel.
Im Gegensatz dazu addieren sich bei der zeitlichen Summation die postsynaptischen Potenziale, die am selben Ort in rascher Folge erzeugt werden.
