Neurobiologie

Aufbau und Funktion Neuron/ Nervenzelle

Prinzip Bioelektrizität

Jede Zelle ist gegenüber Umgebung elektrisch geladen

Ionenströme

Wässrige Lösung (Mensch 80% Wasser)

Nicht e- (in Metall) werden transportiert sondern Ionen (in Wasser)

Fliessrichtung

Positive Kationen wandern zu negativen Elektrode (Katode)

Negative Anionen zur positiven Elektrode (Anode)

Ladungstrennung durch Membran

Sonst würde nichts fliessen

• Ladungstrennung—> Potentialdifferenz

• Membran nahe zu undurchlässig für Ionen

• Membran—> dünn—> starkes elektrisches Feld

• Membranproteine —>selektiv—> lassen nur gewünschte durch

• Kanäle—> Wiederstände

Gleichgewichtspotential

Wenn Zellinneres negativ—> negative Potentialdifferenz

Ruhepotential

• Zellinneres meistens negativ

• Bei -40 bis -75 mi—> Ruhepotemtial

• Bestimmt durch K+ und Na+

• K+ kann besser durch Membran als Na+ —> K+ hat grösserer Einfluss auf Ruhepotential

• Nur bisschen Na+ sickert in die Zelle

Gespeicherte Energie im Ruhepotential

• Na+ will unbedingt in die Zelle

• Elektrochemische Energie—> gibt Spannung

• Stromfluss sobald Na+ rein kann

Aufrechterhaltung Ruhepotential

• Eigentlich würde Ruhepotential positiver werden, da immer ein bisschen Na+ in die Zelle Schaft

• Na+/ K+ Pumpe unter ATP verbrauch

  3 Na+ raus Und 2 K+ rein, K+ geht von selbst wieder raus weil die Konz, aussen kleiner

Na+ / K+ Pumpe Energieverbrauch

Braucht 50-70% des Energieumsatz in aktiven Zellen—> Regenerierung nach Aktionspotential

Inaktive 30%

Aktionspotential

• Erregung eines Neurons durch Stromimpuls

  1. Passives Membranpotential—> Zelle wird zu wenig positiver (schwache Depolarisation) oder sogar negativer (Hyperpolarisation)

  2. Depolarisation—>Schwellenwert wird überschritten—> aktive Erzeugung eines Signales

     Strom der während Reiz fliesst > Impuls —> Verstärkung Ausgangssignal

Eigenschaften Aktionspotential

• Alles oder nichts Prinzip

• Höhe Aktionspotential wird von Neuron nicht von Impuls bestimmt

• Langsamer Anstieg bis Schwellenwert

• Schneller Anstieg bis Top

• Schnelle Repolarisation meist unter Ruhepotential (Hyperpolarisation)

• Refraktärzeit—> kein neues Aktionspotential möglich

Ablauf Aktionspotential

Bild Kurve Goodnotes

Impuls und Info

• Aktionspotential verstärkt Aussgangssignal

• Verlustfreier Transport

• Impuls 5* höher als Schwellenwert—> kein Verlust

• Kurze Neuronen kein Aktionspotential

Erregungsleitung Axon

• Wellenartig

• Nicht Rückwärts—> Refraktärzeit

• Stromfluss löst weiter Aktionspotentiale aus

• Dort wo Na+ rein—> positiv fliesst zu negativ—> negativ wird positiv neues Aktionspotential

Schnelle vs langsame Axone

• Schnell: Flucht und Reflexe

• Je grösser Durchmesser desto weniger Wiederstand desto schneller

Saltatorische Erregungsleitung

• Myelinschicht—> nur dort kann Stromfluss aus Membran—> Leitung steigt mehr Strom im Axon

• Strom der entsteht kann erst bei nächster Lücke raus (ranvierscher Schnürring)

• Schneller

• Weniger Energie Verbrauch durch NA+/ K+ Pumpe

Passive Erregungsleitung

• Nur kleine Distanzen

• Von Dentriten bis Axonhügel immer

Erregungsleitung an Synapse

EPSP

• erregende Transmitter

• Glutamat und so weiter

• Depolarisation Zelle wird positiver

• Wahrscheinlichkeit für Aktionspotential steigt

IPSP

• Hemmende Transmitter

• GABA und so weiter

• Hyperpolarisation Zelle wird negativer

• Weniger wahrscheinlich Aktionspotential

Codierung

Goodnotes

Patch-Clamb Methode

Stoffliche Einflüsse Nervensystem

• Pharmaka

• Nervengifte

• Rauschdrogen

Angriffstelle Transmitterfreistzung

Angriffstelle: Ionenkanäle

Angriffstelle: Transmitterspalte

Angriffstelle: Recycling

Angriffstelle: Axon