(1.01/1.02) Neurophysiologie 1 und 2

Welche Themen werden behandelt:

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:

Lernziele Neurophysiologie 1

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 Ladungsverteilung 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 besonderen Eigenschaften spannungsabhängiger Natrium-Kanäle im Verlauf des sog. Hogkin-Zyklus.

Lernziele Neurophysiologie 1

Die grundlegenden Prozesse der Transformation (Umwandlung physikalisches in neuronales Signal), der Signalweiterleitung, der Rolle von analogen Signalen (Rezeptorpotential) und digitalen signalen (Aktionspotential) und der synaptischen Zell-Zell Kommunikation lassen sich gut am Beispiel des Kniesehnenreflexes verdeutlichen.
Die Refraktärzeit hat einen entscheidenden Einfluss auf die Ausbreitungsrichtung von Aktionspotentialen.
Die Leitungsgeschwindigkeit von Aktionspotentialen ist bedingt durch die Kombination von schnellen
und langsamen Komponenten. Die Leitungsgeschwindigkeit von Axonen ist abhängig von dem
Durchmesser und der Membrandurchlässigkeit (= Isolierung) der Axone.
Synapsen sind die anatomische Grundlage für die Signalweiterleitung von Zelle zu Zelle. Der komplexe
Prozess der Signalübertragung bei chemischen Synapsen erlaubt eine vielfältige Beeinflussung der
Signalübertragung. So wird aus Signalfortleitung Signalverarbeitung.
Die postsynaptische Aktionspotential-Erzeugung stellt die zweite Komponente der Signalverarbeitung dar. Hier entsteht Vielfalt durch die Kombination von Dendritenanatomie, Zeitkonstante und Längskonstante.

Begleitinformationen und -materialien

Evolutionäres Wettrüsten (Gift gegen Giftunempfindichkeit):
- Videoclip: Die Maus und der Skorpion

Letzte Aktualisierung dieser Seite: 02. November 2018