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N1 - Neuronale Erregung - Entstehung, Leitung und Übertragung Ruhemembranpotential Aktionspotential und wichtige Eigenschaften von Neuronen, Entstehung.

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Präsentation zum Thema: "N1 - Neuronale Erregung - Entstehung, Leitung und Übertragung Ruhemembranpotential Aktionspotential und wichtige Eigenschaften von Neuronen, Entstehung."—  Präsentation transkript:

1 N1 - Neuronale Erregung - Entstehung, Leitung und Übertragung Ruhemembranpotential Aktionspotential und wichtige Eigenschaften von Neuronen, Entstehung von Feldpotentialen und extrazelluläre Ableitung Leitungsgeschwindigkeit von Nervenfasern und Fortleitung elektrischer Signale (saltatorische und kontinuierliche Erregungsleitung) Myelinscheide und Demyelinisierungserkrankungen Evozierte Potentiale Synaptische Übertragung im ZNS (Transmitter, Rezeptoren)

2 IntrazellulärExtrazellulär Lipid Doppelschicht Na + /K + -ATPase -60 bis -75 mV Ruhemembranpotential Ionenverteilung im Intra- und Extrazellulärraum unterschiedlich Ionenkanäle für Na +, K +, Cl und Ca 2+, unterschiedliche Öffnungs- charakteristika Elektrogene Ionenpumpe: Na + –K + - ATPase Gleichgewichtspotentiale (E X ) in mV und Konzentrationen in ( ) in mM für ein typisches Säugetierneuron E X = GHK:

3 Aktionspotential Spannung Leitfähigkeit Strom Membranpotential Zeit (ms) Erreichen des E Na Aktivierung Na + -Kanäle Inaktivierung K + -Kanäle Huguenard and McCormick Eintreffende Erregungen verursachen eine lokale Depolarisation, dies führt zu einer Aktivierung der Na + -Kanäle Die Aktivierung der Na + -Kanäle verursacht einen Na + -Einstrom, dieser verstärkt die Depolarisation (Hodgkin- Zyklus, regenerativer Prozess) Die Depolarisation aktiviert auch K + - Kanäle (allerdings verzögert; delayed rectifier) Nach 1-5 ms inaktivieren die Na + - Kanäle selbständig, das Membran- potential kehrt zum Ausgangswert zurück Anhaltende Aktivierung der K + -Kanäle verursacht die Nachhyperpolarisation Die Na + -Kanäle gehen in den geschlossen/aktivierbaren Zustand zurück. Die K + -Kanäle schließen sich.

4 Refraktärphasen

5 Eigenschaften des Neurons: Unterschiedliche Ionenverteilung Selektive Permeabilität Vorübergehende Änderung der Permeabilität nach Erregung (AP) Transmitterrezeptoren (EPSP) Kontakte mit anderen Neuronen Eigenschaften des Na + -Systems: Spannungsabhängige regenerative Aktivierung (Sliding-Helix-Modell) Selbständige, zeitabhängige Inaktivierung Erneute Aktivierung erst nach Repolarisation möglich drei Zustände des Na + -Kanals: geschlossen aktivierbar offen geschlossen nicht aktivierbar Wichtige Eigenschaften von Neuronen Soma Dendritenbaum Axon Ranvier'sche Schnürringe Myelin- scheiden Synaptische Endigungen

6 Prinzip der extrazellulären Ableitung - Feldpotentiale AP Extrazelluläre Ableitung Reizelektroden Ableitelektroden biphasische Ableitung, monophasische Ableitung Latenzdauer und Latenzzeit Fortleitungsgeschwindigkeit, Membranwiderstand, Innenlängswiderstand, Längskonstante Außenlängswiderstand Feldpotential = Spannungsabfall am Widerstand des Extrazellu- lärraumes

7 saltatorische und kontinuierliche Erregungsfortleitung Myelinscheide und Demyelinisierungserkrankungen Prinzip der Myelinisierung Erhöhung des Membranwiderstands Verringerung der an der Erregung beteiligten Membranoberfläche saltatorische Erregungsfortleitung Demyelinisierung durch Viruserkrankung, allergische Erkrankungen, Stoffwechselerkrankungen, Autoimmunerkrankungen (Multiple Sklerose) Klinik: Hyperexzibilität, Missempfindungen durch "Übersprechen" Geringerer elektrischer Querwiderstand Erhöhte Membrankapazität

8 Reizstärke und Reizdauer

9 Evozierte Potentiale sensorisch evozierte Potentiale klein, ~10 µV, daher Reizbezogene Mittelung nach wiederholter Messung Latenzen bei Multipler Sklerose deutlich verlängert späte ereigniskorrelierte Potentiale werden vom Kontext bestimmt, in dem der Reiz gegeben wird (Neuigkeit des Reizes, Erwartung eines Reizes, selektive Aufmerksamkeit, Ausbleiben eines Reizes) repräsentieren kortikale Verarbeitungsmechanismen, kognitive Prozesse Bereitschaftspotentiale treten Sekunden vor der Durchführung einer Willkürbewegung auf frühe und späte Komponente scheinen mit Handlungsantrieb und Bewegungsentwurf assoziiert zu sein Motorpotentiale aus jeweiliger topographischer Repräsentation des Muskels im Motorkortex Visuell evozierte Potentiale mit differenter Elektrode okzipital ableitbar. Verlängerung der Latenzen bei Entzündung des N. opticus. Auch: objektive Visusbestimmung durch musterevozierte Potentiale, da Signalabfall, wenn Muster nicht scharf gesehen werden kann. Spitzenpotentiale bei epileptischem Anfall Schlafwellen

10 Synaptische Übertragung im ZNS Lebenszyklus eines Neurotransmitters (NT) 1.Vorläuferstadium wird in Zelle aufgenommen 2.Herstellung des eigentlichen NT 3.Vesikulärer Transporter bringt NT in ein Vesikel (Schutz vor enzymatischen Abbau, Speicherung). 4.Freisetzung und Interaktion mit postsynaptischem Rezeptor 5.Autorezeptoren regulieren Freisetzung und Synthese 6.Entfernung aus dem synaptischen Spalt durch hochaffinen Transporter oder 7.Diffusion oder 8.Aufnahme durch eine Gliazelle 9.Enzymatische Zersetzung im Neuron

11 Synaptische Übertragung im ZNS Zyklus der Neurotransmitter-Vesikel 1.Abknospung vom Endosom 2.Beladung 3.Docking an Aktive Zonen 4.Priming (Ca 2+ -abhängig) 5.Bildung einer Fusionspore (durch Ca 2+ -Anstieg) 6.Fusion 7.Recycling durch kiss-and-run, direkt durch Endocytose oder vorher Fusion mit Endosom

12 Synaptische Übertragung im ZNS: Fusionsproteine der Neurotransmitter-Vesikel

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