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Bestandteile eines Perikarion (6)
- Nucleus
- RER/ER = Nissel Schollen
- Golgi Apparat
- Mitochondrien
- Lysosomen
- Neurotubuli / Neurofilamente
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Eigenschaften des Nukleos eines Neurons
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Dendriten
- Empfänger
- Durchmesser nimmt mit zunehmender Entfernung ab
- Bis zu 1000 pro Perikarion
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Axon
- Zylindrisch Fortsätze
- Bis zu 1m lang
- 1 pro Neuron
- 4 Abschnitte
- Sender
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Die 4 Abschnitte des Axon
- Axon Hügel / Ursprungskegel
- Anfangssegment (Nicht myelinisiert)
- Hauptverlaufsstrecke (kann Kollateralen haben)
- Endaufzweigung (Hier können Viren eindringen)
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Funktionen der Nervenzellen
Weiterleiten und verarbeiten von Reizen
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Formen des Axionalen Transports
- Schnell Anterograd
- Langsam Anterograd
- Retrograd
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Schnell Anterograder Transport
- 40cm/d
- Mitochondrien
- Lipide für die Membran
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Retrograd
- 10cm/d
- Produkte fpr den Abbau durch Lysosomen
- Aber auch Polio- & Tetanusviren
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Neuronentypen
- Unipolar
- Bipolar
- Pseudounipolar
- Multipolar
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Hüllen des peripheren Nervens
- Neurolemm (Schwannzelle)
- Endoneurium
- Perineurium
- Epineurium
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Was ist das Ruhemembranpotenzial
Die Spannung jeder lebenden Zelle die man im Ruhezustand messen kann
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Vorraussetzungen für das RMP (5)
- Intrazellulär mehr Kalium als Extrazellulär (40x)
- Extrazellulär mehr Natrium als Intrazellulär (20x)
- Kalium+, Natrium, Chlorid- können die Membran mit Hilfe von Ionenkanälen durchqueren
- Am durchlässigsten ist die Membran für Kalium
- Extrazellulär gibt es noch große Proteine/Phosphate die nicht durch können
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Die Treibenden Kräfte fürs RMP
- Ionenkonzentrationsgradient
- Elektrische Feld
- Natrium-Kalium-Pumpe
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Der Ionenkonzentrationsgradient
- Kalium wandert durch die Membrandurchlässigkeit nach draußen.
- Dies bewirkt eine negative aufladung des IZR und positive aufladung des EZR
- Dadurch entsteht die zweite Treibende Kraft (Das Elektrische Feld)
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Das Elektrische Feld
- Kalium wird durch die IZR-negativität Angezogen
- Dies wirkt der 1. Kraft entgegen
- Bis Konzentrations und Ladungsgefälle Ausgeglichen sind
- Kaliumionen halten dich die Waage
- Kaliumgleichgewichtspotential (-80mv)
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Die Natrium-Kalium-Pumpe
- Trotz der geringen Durchlässigkeit für Natrium, gelangen immer wieder welche in den IZR
- (Kanäle in Ruhe eig. geschlossen)
- Dies schwächt ds RMP
- Deshalb gibt es die N-K-Pumpe
- Transportiert unter ATP einsatz, 3 Na+ Raus und 2 K+ rein
- So entsteht das RMP von -70mv
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Lokale Antwort
- Lokale Membrandepolarisation mit gerringer Erhöhung der Na+ Leitfähigkeit ohne Weiterleitung
- (Wenn ein Reiz nicht über das Schwellenpotential (-50mv) kommt/ unterschwellig)
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Das "Alles-oder-nichts-Prinzip"
- Kommt ein Reiz über das Schwellenpotential hinaus kommt es immer zur gleichen Weiterleitung:
- Dauer
- Intensität
- Verlaufsart des Reizes
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Die Phasen des Aktionspotetials
- Schwellendepolarisierung / Initiationsphase
- Depolarisierung
- Repolarisierung
- Refraktärzeit
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Schwellendepolarisation / Initiationsphase
Positivierung des IZR über das Schwellenpotential hinaus
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Depolarisierung
- Lawinenartiges öffnen der Natrium-Kanäle
- Natrium strömt in die Zelle
- Die Spannung positiviert sich bis über die Nullline hinaus
- (=Overshoot)
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Repolarisation
- Natriumkanäle schließen sich auf dem höhepunkt der Natriumleitfähigkeit
- Nun öffnen die Kaliumkanäle
- Kalium strömt aus der Zelle hinaus
- Nun arbeitet die Natrium-Kalium-Pumpe
- Sogar bis zur Hyperpolarisation (-90mV)
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Refraktärzeit
- Absolute Refraktärzeit:
- Natriumkanäle sind erschöpft und können nicht Öffnen
- Schon wärend der Repolarisation
- Schwellenwert liegt bei "unendlich"
- 1-2ms
- Relative Refraktärzeit:
- Die Hyperpolarisation von -90mV pendelt sich wieder auf das RMP ein
- Man benötigt Stärkere Reize zum aktivieren
- Der Schwellenwert bewegt sich von "unendlich auf normal" zu
- 2-3ms
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Kontinuierliche Erregungsfortleitung im marklosen Nerven
- Durch die Auslösung des AP's strömt kurzzeitig Natrium in die Zelle und Kalium aus der Zelle herraus
- IZR ist plötzlich positiv und EZR negativ
- An der Membranaußen- und Innenseite stoßen nun versch. Ladungen aufeinander
- Das sorgt für Natriumkanalöffnung/Depolarisation im angenzenden Berreichen
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Saltatorische Erregungsleitung in Markhaltigen Nerven
- Die Depolarisationswelle würde auch hier zustande kommen, allerdings kann unter dem Myelin keine Depolarisation stattfinden (Isolierende Lipoproteine)
- Darum Springt die Erregung von einem Schnürring zum anderen( hohe Na-Kanal dichte), dafür muss Energie in Form von Na+ zugeführt werden
- Das kostet Zeit (0,1ms)
- Die Internodiumlänge ist auf 1,5mm begrenzt
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Eigenschaften der Motorischen Endplatte (5)
- Jede Muskelfaser besitzt eine Endplatte
- Einzelne Motoaxon-AP's sind schon Überschwellig (sonst summation)
- Deshalb schneller
- Synaptischer spalt nur 10-20nm
- Die Synaptische latenszeit beträgt hier nur 0,2ms
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Besonderheit der postsynaptischen Membran bei Motorischen Endplatten
- Die Cholinrezeptoren sind hier gleichzeitig Natrum und Kaliumkanäle
- Werden sie Aktiviert kommt es zur Depolarisation, dem Endplattenpotential
- (100Vesikel mit 7000Molekülen-Nervinduzierter Plattenstrom)
- Einige Vesikel Entleeren sich auch so (Miniaturplattenendstrom)
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Was sind Synapsen?
Spezialisierte Kontaktstellen, zwischen einer Nervenzelle und einer anderen Zelle
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Funktion einer Synapse
- Ort der Modifikation von Informationen
- (Hemmung oder Bahnung/Förderung)
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Eigenschaften der Synapse (6)
- Ventilfunktion durch Refraktäzeit
- Bei Beanstpruchung wird ihre Effektivität gefördert
- Bei fehlender Beanspruchung kommt es zum Funktionsverlust
- Die meisten Synapsen bilden wir innerhalb der ersten 6Lj.
- Spalt is 30nm breit
- Synaptische Latenszeit 0,5ms
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Plastizität
- Die Plastizität bleibt immer erhalten, jedoch verlieren manche Regionen nach bestimmten Entwicklungszeiten ihre Lernfähigkeit
- Warscheinlich ist jeder Lernvorgang eine Synapsenneubildung
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Unterteilung der Synapsen
- Chemische Synapsen
- Elektrische Synapsen
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Elektrische Synapsen
- In manchen Membranarealen kommen bestimmte kanalartige Verbindungen vor (Gap junctions, Nexus)
- Diese art der Weiterleitung findet man in Glatter Muskulatur, Herz, Gliazellen, Retina und ZNS
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Chemische Synapsen
Hier wird die Impulsübertragung durch verschiedene Transmitter gehemmt oder gebahnt
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Synaptische Latenzzeit
- Zeit vom Präsynaptischen AP bis zur postsynaptischen Zielzele
- Zeit zwischen Reiz und Reaktion
- 0,5 ms
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Bahnung
- Unterschwellige Reize können sich örtlich und zeitlich summieren
- Summation von Unterschwelligen reizen kann zur Bahnung führen
- Ein U.Reiz der selbst keine Erregung auslöst, kann anderen den Weg zeigen
- So fördert er die Erregbarkeit der Membran
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Neuronale Verschaltung: Divergenz
Information eines Neurons, über Kolatteralen auf einen Neuronenverband
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Neuronale Verschaltung: Konvergenz
Die Afferenzen vieler Neurone auf ein Neuron
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Laterale Hemmung
- Kollaterale des Axons zu Interneuronen, diese hemmen die Nachbarzellen
- Zum Fokusieren einer Informatinon
- Um unkontrolierte Erregungsausbreitung zu verhindern
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Präsynaptische Hemmung
- Zeigt sich an Axo-axonalen synapsen
- Das hemmende Interneuron, setzt noch vor der Synapse am Axon an
- Die Interneuon-Transmitter, hemmen nun die Transmitter freisetzung
- Es kommt zum schwächeren EPSP (wirkt Depolarisation entgegen)
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Postsynaptische Hemmung
- Durch hemmende Interneurone wird die postsynaptische Membran hyperpolarisiert
- Man unterscheidet nach Lage:
- Vorwärtshemmung
- Rückwärtshemmung
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Vorwärtshemmung
- Das hemmende Interneuron bekommt eigene Impulse und hemmt da schon erregte Neuron
- Bsp. Antagonistenhemmung
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Rückwärtshemmung
- Das zu hemmende Motoneuron, erregt über seine Kollaterale die Renshaw-Zelle (Interneuron)
- Und wird durch diese Rückläufig gehemmt
- (Tetanus vernichtet die Renshaw-zelle)
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Interneurone
- Nur im ZNS, Ganglien und Darmnervensystem vorhanden
- Können erregung aufrecht erhalten, ausbreiten oder modulieren
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Intrafusale Muskulatur
- Muskulatur innerhalb der Muskelspindel
- Kernkettenfasern und Kernsackfasern
- Nur an den Enden befinden sich Miofibrilen als kontraktile Elemente
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Extrafusale Muskulatur
Muskeln ausserhalb der Muskelspindel
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Kernsackfasern
- Haben eine Sackartige erweiterung mit 50 Kerne in der Mitte
- Messen die Geschwindigkeit der Längenveränderung
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Kernkettenfasern
- Ohne Aussackung
- Kerne in einer Reihe angeordnet
- Messen die Intensität der Längenänderung
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Aα-Fasern
- Auch 1a-Fasern
- Umgibt die Intrafusale Muskulatur
- Vor allem die Kernkettenfasern
- Hat "annulospiralige-Endung"
- Dendrit eines Afferenten Neurons, welches Informationen zum alpha-motoneuron weiterleitet und dort zu einer Kontraktion des selben Muskels führen
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Aβ-Fasern
- Auch a2 Fasern
- Umgibt die Intrafusale Muskulatur
- Hat "Flower-spray-Endung"
- Dendrit eines Afferenten Neurons, welches Informationen zum Dendrit eines Afferenten Neurons, welches Informationen zum alpha-motoneuron weiterleitet und dort zu einer Kontraktion des selben Muskels führen
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Aγ-Fasern
- Befinden sich an den Enden der Intrafusalen Muskeln
- Efferenzen der Gammamotoneurone
- Diese können sie Spannungszustand der Intrafusalenmuskeln kontrollieren
- Dadurch können automatish die Aα-Fasern aktiviert werden
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Der Eigenreflex (Bsp.: PSR)
- Reitz und Antwort im selben Organ
- Monosynaptische übertragung vom afferenten aufs effernte Neuron:
- Schlag bewirkt längenveränderung die von Muskelspindeln erfasst wird
- Über Aα-Fasern wird dies dem Hinterhorn gemeldet
- Synaptische Verschaltung auf ein α-motoneuron im Vorderhorn
- Durch die Efferenzen des α-motoneuron kommt es zur Kontraktion des Quadriceps
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Ergänzung des Eigenreflexes, durch polysynaptische Schaltun
Interneurone hemmen die ipsilateralen Beuger
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Ende der Reflexantwort (Eigenreflex)
- Die Kontraktur bewirkt das die erregung der Aα-Fasern zurück geht
- Spannungsentwicklung erregt die Golgi-Sehnenorgane
- die über ihre Afferenzen und Interneurone den Quadriceps hemmen und die Ischiocruralmuskulatur erregen
- α-motoneurone hemmen sich selbst über die Renshawhemmung, damit die Kontraktion des Quadriceps nachlässt
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Fremdreflex (Bsp. Fluchtreflex)
- Zusammengesetzter Leitungsbogen
- Immer Polysynaptisch
- Bsp: Flucktreflex-Nagel
- Rezeptoren der Haut vermitteln Schmerzreize über afferenzen
- Interneurone aktivieren ipsilateral die Beuger des Beins und hemmen die Strecker (antagonistische hemmung)
- Auch andere Beuger werden über kollaterale erregt (Beugereflex)
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Gekreuzter Streckreflex (Fremdreflexe)
Erregende Neuron bewirken eine Kontraktion der Kontralateralen Strecker und hemmung der Kontralateralen Beuger
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Doppelt gekreuzter Streckreflex
- Flexion des Ipsilateralen Arms
- Extension des Kontralateralen Arms
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Retrograde Degeneration von Nerven
- Distale Segment stirbt ab
- Proximal schwillt das Axon durch Zellmaterial des Axoplasmatische Flusses an
- Es Entwickelt sich ein Wachstumskolben mit mehr als 50 Sprossen
- Perikarion reagiert mit Volumenzunahme, Zerfall der Nissl-Substanz und verlagerung des Zellkerns an den Zellrand
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Absteigende Waller Degeneration des Nerven
- Axolyse
- Myelinolyse
- Abbau durch Makrophagen
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Regeneration von Nerven
- Vorraussetzung ist das die Schwannzellen als Leitschiene erhalten geblieben sind
- Schwann-zellen profiliern und bilden die Büngnerbänder
- Eine Sprosse des Wachstumskolben muss das Büngner-Band erreichen und einwachsen
- Wächst 1-5mm/d bis es seinen Effektor erreicht
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