Thema 2: Erregungsbildung und Erregungsleitung

Question 1

Warum ist die elektrische Potentialdifferenz innerhalb und außerhalb einer Nervenzelle möglich?

Answer 1

Zellmebran = Lipiddoppelschicht = guter elektrischer Isolator

Question 2

Das Membranpotential, dass die meiste Zeit weitgehend konstant ist nennt man…

Answer 2

Ruhepotential

Question 3

Welche 2 Salze sind für die Nerven und Muskelzellen von großer Bedeutung?

Answer 3

Natriumchlorid (NaCl - Kochsalz)

Kalimuchlorid (KaCl)

Question 4

Welche Ladung haben Natrium und Kalium Ionen?

Answer 4

+

Question 5

Welche Ladung haben Chloridionen?

Answer 5

-

Question 6

Unter Ruhebedingungen liegt das Membranpotential bei den meisten Zellen bei

Answer 6

-60 bis -80 mV

Question 7

Unter Ruhebedingungen sind die Bedingungen in der Zelle (intrazellulär) … gegenüber extrazellulär.

Answer 7

negativ

Question 8

Nerven-, Sinnes- und Muskelzellen sind erregbare Zellen, welche sich durch die Fähigkeit zur Ausbildung von … definieren.

Answer 8

Aktionspotenzialen

Question 9

Wie nennt man den Einstrom von Natriumionen durch natriumselektive Kanäle?

Answer 9

Depolarisation

Question 10

Wie nennt man den Prozess, wenn sich kaliumselektive Kanäle öffnen, durch die Kaliumionen wieder nach außen strömen und das Potenzial wieder zu negativen Werten verschieben?

Answer 10

Repolarisation

Question 11

Die Öffnung der ersten Natriumkanäle verstärkt die …

Dies erhöht den … auf die noch geschlossenen Natriumkanäle.

Answer 11

Depolarisation

Öffnungsreiz

Question 12

Beim kritischen Schwellenpotenzial, welches ca. … mV beträgt, kommt es zu einem extremen Anstieg der …, bis alle verfügbaren Natriumkanäle geöffnet sind. Dieses nennt man … .

Answer 12

-50/-60mV

Natriumleitfähigkeit

Aufstrich

Question 13

Nach Erreichen der Schwelle werden praktisch alle verfügbaren Kanäle geöffnet, welches … Prinzip genannt wird.

Das bedeutet auch, das unterschwellige Depolarisationen kein … auslösen können.

Answer 13

Alles-oder-Nichts-Prinzip

Aktionspotenzial

Question 14

Die hohe … positiviert das Membranpotenzial innerhalb sehr kurzer Zeit. Die Dauer beträgt weniger als … bis etwa +… mV. Dieses nennt man … .

Answer 14

Natriumleitfähigkeit

< 1ms

30

Overshoot

Question 15

Wie nennt man die Wiederherstellung des negativen Membranpotentials?

Answer 15

Repolarisation

Question 16

Die typische Dauer eines Aktionspotenzial liegt bei … ms.

Answer 16

1-2

Question 17

Nach Ablauf eines Aktionspotenzials dauert es einige Millisekunden, bis die Inaktivierung der Natriumkanäle wieder aufgehoben ist. Diese Phase nennt man … . In dieser Phase ist die Zelle nicht … .

Answer 17

Refraktärphase

erregbar

Question 18

Das eine Zelle nicht erregt werden dann ist insbesondere in der frühen Phase nach dem Aktionspotenzial der Fall, hier kann auch die stärkste Depolarisation kein Aktionspotenzial auslösen. Dies nennt man die … Refraktärzeit. Anschließend folgt die … Refraktärzeit, in der ein Teil der Kanäle wieder aktivierbar ist, die Schwelle ist hier erhöht, ein Aktionspotenzial kann die volle … nicht erreichen. Dies ist eine Ausnahme von der … Regel.

Answer 18

absolute

relative

Amplitude

Alles- oder-Nichts-

Question 19

Die … sorgt zudem dafür, dass … räumlich nur in eine Richtung weitergeleitet werden, denn dort, wo die Membran noch erregt war, kann kein … entstehen.

Answer 19

Refraktärzeit

Aktionspotenziale

Aktionspotenzial

Question 20

Schnell leitende Fasern sind von dicht gepackten vielschichtigen … umhüllt.

Answer 20

Myelinlamellen

Question 21

Myelinisierung folgt im Wesentlichen zwei Effekten:

a) Sie … die Membran ab und dadurch geht bei der Fortleitung weniger Ladung durch … verloren.
b) Die effektiv verdickte Oberfläche des Axons vermindert die … …, so dass sich Änderungen des … schneller ausbreiten.

Answer 21

dichtet / Leckströme

elektrische Kapazität / Membranpotenzials

Question 22

Durch beide Effekte (der Myelinisierung) wächst die … und die … der Fortleitung und das nächste Aktionspotenzial entsteht schon am nächsten oder übernächsten Schnürring. Diese Art der Weiterleitung nennt man … … .

Hier durch kann sich die Erregung schneller entlang des Axons fortbewegen.

Answer 22

Reichweite / Geschwindigkeit

saltatorische Weiterleitung

Question 23

Der Natriumkanal muss einen hohen … bewältigen und gleichzeitig verhindern, dass fast gleichgroße Moleküle (wie z.Bsp. K+) ebenfalls durch den Kanal gelangen. Somit ist der Natriumkanal … . … können den Kanal nicht passieren, da der Kanaleingang negativ geladen ist, … werden somit abgestoßen.

Answer 23

Natriumfluss

selektiv

Anionen

Question 24

Ist ein Natriumkanal einmal geöffnet, so resultiert als logische Konsequenz auch ein … des Kanals. Danach ist er für eine gewisse Zeit in einem … Zustand.

Answer 24

Schließen

inaktiven

Question 25

Es lassen sich drei Zustände des Natriumkanals unterscheiden:

Answer 25

geschlossen-aktivierbar (1) zu offen-aktiviert (2): durch Depolarisation gefördert.

Allerdings auch Förderung in Richtung geschlossen-inaktiviert (3).

Question 26

Als was kann man sich das Ruhepotential vorstellen?

Answer 26

Als ein Gleichgewicht zwischen osmotischer Kraft und elektrischer Spannung.

Question 27

Ladung von Anionen ist …

Ladung von Kationen ist …

Answer 27

negativ

positiv

Question 28

Während des Aufstrichs ist die Durchlässigkeit der Membran für Natriumionen … x durchlässiger als im Ruhezustand.

Answer 28

100

Question 29

Der Natriumkanal geht … auf und lässt für sehr kurzer Zeit sehr viele … durch.

Answer 29

schnell

Natriumionen

Question 30

Membranpotential ist die meiste Zeit weitgehend konstant und heißt dann … .

Bei Säugetieren beträgt das … je nach Zelltyp zwischen … und … mV.

Answer 30

Ruhepotential

-55 -100

Question 31

Ionenverteilung innerhalb der Zelle im Ruhepotenzial

Innen:
K+ ?
Na+ ?
A- ?
Cl- ?

Answer 31

K+: 100.000
Na+: 10.000
A-: 107.800
Cl-: 2.200

Question 32

Ionenverteilung außerhalb der Zelle im Ruhepotenzial

Außen:
K+ ?
Na+ ?
A- ?
Cl- ?

Answer 32

K+: 2.000
Na+: 108.000
Cl-: 110.000

Question 33

Arbeitsweise des schnellen Natriumkanals

Öffnung für ca. … , dabei Durchtritt von ca. … Na+ Ionen.

Answer 33

0,7 ms

10.000

Question 34

Beim sogenannten Torstrom (englisch = ?) ist eine Verschiebung der Ladung messbar.

… Ladungen führen zur Öffnungen.

Answer 34

gating current

Positive

Question 35

… Ladung am Kanaleingang des schnellen Natriumkanals stößt Anionen ab.

Answer 35

Negative

Question 36

Elektrischer Spannungsunterschied zwischen erregter und (noch) nicht erregter Membranstelle -> Strom fließt dort hin, wo (noch) nicht … und ermöglicht dort … .

Answer 36

depolarisiert

Depolarisation