(1.02/1.05) Neurophysiologie 1 und 2 - 12. November/3. Dezember 2015
Welche Themen werden behandelt:
- Semipermeable Membranen
- Ionenkanäle
- Die Natrium-Kalium-Pumpe
- Nettoströme
- Strom-Spannungs-Beziehung
- Zeitkonstante & Längenkonstante
- Aktionspotentiale
- Refraktärzeit
- Rezeptorpotential am Beispiel des Streckrezeptors im Oberschenkel
- "Bauelemente" des Kniesehnenreflexes
- Fortleitung von Aktionspotentialen
- Synapsen, Signalübertragung, postsynaptische Potentiale
- Pharmakologie der synaptischen Übertragung
Welche Fragen sollten Sie nach der Vorlesung beantworten können:
- Wie ist eine Zellmembran aufgebaut?
- Warum wurden so viele Untersuchungen zu Nervenzellpotentialen am Riesenaxon des Tintenfischs gemacht?
- Beschreiben Sie unter welchen Voraussetzungen ein Ruhepotential entsteht.
- Mit welcher Gleichung lässt sich das Gleichgewichtspotential eines Ions berechnen?
- Warum ist die Na+-Ka+-Pumpe nötig?
- Welche und wie viele Ionen pumpt die Na+-Ka+-Pumpe in einem Zyklus? Ist dazu Energie nötig? Warum?
- Beschreiben Sie die Patch-Clamp-Methode!
- Welche Faktoren beeinflussen die Fortleitungsgeschwindigkeit von Aktionspotentialen?
- Welche "Erfindung" der Evolution erlaubt Wirbeltieren eine viel höhere Fortleitungsgeschwindigkeit von Aktionspotentialen als sie z. B. im Tintenfisch-Axon möglich ist?
- Welche zwei Haupttypen von Synapsen werden unterschieden? Was sind ihre Vor- und Nachteile?
- Wo entstehen in einer Nervenzelle aus den postsynaptischen Potentialen Aktionspotentiale? Warum dort?
- Skizzieren Sie ein Aktionspotential und beschreiben Sie, wie die einzelnen Komponenten entstehen!
- Warum nehmen Aktionspotentiale ihren Anfang normalerweise am Axonhügel und nicht z.B. am Soma oder den Dendriten einer Nervenzelle?
- Die synaptische Übertragung ist ein Vorgang, der aus vielen Schritten besteht. Erläutern Sie, wo und wie er beeinflusst werden kann!
- Wofür erhielten Walter Ernst (1920), Hodgkin und Huxley (1963) sowie Neher und Sakman (1991) den Nobelpreis?
Sie sollten mit folgenden Begriffen etwas anfangen können:
- Membranpotential, Ruhepotential, Gleichgewichtspotential
- Zeitkonstante, Längenkonstante
- Refraktärzeit
- Nettostrom
- spannungsabhängiger Ionenkanal
- semipermeable Membran
- Depolarisation und Hyperpolarisation
- patch-clamp
- zeitliche und räumliche postsynaptische Integration
- Axonhügel
Lernziele
- Zellen in lebenden Organismen haben Membranpotentiale, d.h. ein Ladungsunterschied zwischen dem Inneren und dem Äusseren der Zellen.
- Diese Membranpotentiale entstehen durch eine ungleiche Ladungsverteilung auf den beiden Seiten von Zellmembranen.
- Die ungleiche Ladungsvertilung entsteht, weil die Zellmembran semipermeabel ist. Bei Nervenzellen spielen dabei Kaliumkanäle eine entscheidende Rolle bei der Entstehung des Ruhepotentials.
- Mit der Nernst-Gleichung lässt sich das Gleichgewichtspotential für jeden Typ geladener Teilchen auf den beiden Seiten einer Zellmembran berechnen.
- Durch einen Natrium-Leckstrom ist die Aufrechterhaltung des Ruhepotentials ein aktiver (energieverbrauchender) Prozess, der einen Großteil des Energieverbrauchs von Nervengewebe ausmacht.
- Mit der Strom-Spannung-Beziehung einer Nervenzelle lässt sich ihre Zeitkonstante zeigen und berechnen. Die Längs- und Zeitkonstanten sind die beiden zentralen passiven Eigenschaften einer Nervenzelle.
- Neben dem durch diese passiven Eigenschaften beschreibbaren Verhalten bei De- oder Hyperpolarisierung zeigen Nervenzellen aber auch nicht-lineares Verhalten - sog. Aktionspotentiale.
- Aktionspotentiale und ihre Refraktärzeit entstehen vor allem durch die besonderern Eigenschaften spannungsabhängiger Natrium-Kanäle im Verlauf des sog. Hodgkin-Zyklus.
Letzte Aktualisierung dieser Seite: 23. November 2015