Vom Reiz zum Aktionspotential. Wie kann ein Reiz in ein elektrisches Signal in einem Neuron umgewandelt werden?

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Kirsten Bruhn
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1 Vom Reiz zum Aktionspotential Wie kann ein Reiz in ein elektrisches Signal in einem Neuron umgewandelt werden?

2 Vom Reiz zum Aktionspotential Primäre Sinneszellen (u.a. in den Sinnesorganen) wandeln den Reiz aus der Umwelt in ein elektrisches Signal um. Es gibt grob drei Typen: Mechano-, Chemo- und Fotorezeptoren. Das Rezeptorpotential unterscheidet sich von einem Aktionspotential, da es weniger schnell und nicht durch den bekannten Mechanismus weitergeleitet wird. Was fehlt?

3 Vom Reiz zum Aktionspotential Die Dauer und die Stärke eines Reizes muss vom Rezeptor in Aktionspotential umgesetzt (codiert) werden. --> Je stärke oder länger ein Reiz, desto höher die Frequenz der ausgelösten Aktionspotentiale. Auch mehrere schwache, kurze Reize können ein Aktionspotential auslösen.

Vom Reiz zum Aktionspotential Anpassung von Rezeptoren auf Dauerreize tonisch: Vermittlung von Dauerreizen; Mechanorezeptoren in Muskeln phasisch: Vermittlung von

4 Vom Reiz zum Aktionspotential Anpassung von Rezeptoren auf Dauerreize tonisch: Vermittlung von Dauerreizen; Mechanorezeptoren in Muskeln phasisch: Vermittlung von Vibrationen und von Bewegungen über die Haut phasisch-tonisch: Allmählicher Abfall der AP-Frequenz; Vermittlung von Stärke und Dauer eines Tastreizes; Anapssung des Auges an Dauerlicht

5 Einstieg: Reize werden verschaltet

7 Repetition - Welche Arten von primären Sinneszellen (Rezeptorzellen) gibt es? - Welche Aufgabe haben diese Zellen? - Wie gelangt der Reiz vom Rezeptorteil der Zelle zum Axon? - Wie verändert sich die Messung der Aktionspotentiale am Axon, wenn der stärkerer oder längerer Reiz registriert wird? - Wie kann ein Dauerreiz verarbeitet werden und warum ist es wichtig, dass dies passiert? - Was bedeutet der Begriff Neurotransmitter?

8 Synapse Verbindung zweier Neuronen oder zwischen Nervenzelle und Muskel. Aufbau:

9 Aufbau der Synapse

10 Ablauf der Synapsenreaktion

11 Synapse: Transmitter und Wirkung - Warum muss der Neurotransmitter im synaptischen Spalt abgebaut/ gespalten werden? - Was ist anders, wenn ein Transmitter an der postsynaptischen Membran Kaliumkanäle öffnet? - Könnte ein Reiz an einer Synapse auch in die andere Richtung weitergegeben werden? - Welche Vorteil könnte der Einsatz von mehreren Neurotransmittern haben (z.b. ACh, Noradrenalin, GABA...) - Welchen Nachteil hat die synaptische Übertragung?

12 Aufgabe Synapse Überlegt euch, an welcher Stelle der Synapse Gifte oder Pharmaka angreifen könnten. Wie müssten diese Stoffe chemisch gebaut sein, damit sie wirken können? Welche Auswirkungen könnten solche Stoffe haben, wenn die Synapse, die beeinflusst wird an einem Zwischenrippenmuskel angreift? Notiert eure Ideen!

14 Zusammenfassung Synapse An Synapse wird Reizleitung von elektrisch auf chemisch umgestellt. Eine Synapse kann erregende oder hemmende Wirkung haben. Zum Synapsenzyklus gehören: Transmitterausschüttung, Transmitterreaktion an postsynaptischer Membran, Transmitterinaktivierung, Transmitterwiederaufnahme Unterschiedliche Transmitter können unterschiedliche Reaktionen auslösen. Gefahr: Synapse bietet Angriffspunkt für Gifte und Drogen

16 Laterale Inhibition

Verrechnung von Synapsen Von Synapsen übertragene Signale werden in der postsynaptsichen Zellen verrechnet. Diese Verrechnung hat eine zeitliche und eine räumliche Komponente.

17 Verrechnung von Synapsen Von Synapsen übertragene Signale werden in der postsynaptsichen Zellen verrechnet. Diese Verrechnung hat eine zeitliche und eine räumliche Komponente. Führt die Verrechnung zu einem Zellpotential, welches eine bestimmte Reizschwelle überschreitet, wird ein neues Aktionspotential ausgelöst. (EPSP...excitatorisches postynaptisches Potential)

18 Hemmende Synapsen Es gibt auch Synapsen, die eine hemmende Wirkung haben, das sie die postsynaptische Zelle hyperpolarisieren. (IPSP...inhibitorisches posynaptischesn Poential)

19 Beispiel Auge Am Rande des Sehfeldes führt eine Verschaltung von Sinneszellen zu einer Summation von Reizen, so dass lichtschwache Objekte besser gesehen werden können, aber auch Bewegungen. Warum?

20 Laterale Inhibition

21 Was die Verschaltung in der Netzhaut bewirkt: Kontrastverstärkung

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