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Aktionspotential: Zeitlicher Ablauf. Inhalt Detailliertes Bild des zeitlichen Ablaufs beim Aufbau eines Aktionspotentials Potentiale als Funktion der.

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Präsentation zum Thema: "Aktionspotential: Zeitlicher Ablauf. Inhalt Detailliertes Bild des zeitlichen Ablaufs beim Aufbau eines Aktionspotentials Potentiale als Funktion der."—  Präsentation transkript:

1 Aktionspotential: Zeitlicher Ablauf

2 Inhalt Detailliertes Bild des zeitlichen Ablaufs beim Aufbau eines Aktionspotentials Potentiale als Funktion der Zahl der geöffneten Kanäle

3 Das Aktionspotenzial 1.Ruhepotenzial: Na / K Pumpe hält Na + Überschuss außerhalb, K + innerhalb der Zelle, Fluss durch die K + und – in geringerem Maße – Na + Kanäle hält das Ruhepotential 2.Depolarisation: Ein Reiz öffnet die Na + Kanäle, Na + strömt in die Zelle 3.Anstiegsphase: Na + Kanäle bleiben geöffnet, pos. Spannung durch Na + in der Zelle, Rückkopplung öffnet die Na + Kanäle noch weiter: Schneller Anstieg 4.Repolarisation: K + Kanäle öffnen, K + strömt aus der Zelle, Spannung wird negativ 5.Nachpotenzial: Es fehlt der Na + Zustrom, Spannung wird negativer als das Ruhepotenzial 6.Na + fließt wieder teilweise, das Ruhepotenzial stellt sich ein

4 Aktionspotentiale und Leitfähigkeiten 1963 Nobelpreis für Medizin an Sir John Carew Eccles, Alan Lloyd Hodgkin, Andrew Fielding Huxley für "for their discoveries concerning the ionic mechanisms involved in excitation and inhibition in the peripheral and central portions of the nerve cell membrane", 0,20,40,60,81, , ms

5 Ruhepotenzial 1.Spezielle K + Kanäle sind geöffnet, sie allein würden das Potential auf -90 mV einstellen. 2.Na + diffundiert in geringem Maß von A nach I und hebt das Ruhepotential auf -60 mV. mV -60 K + 5 mmol/l 40 0 IA K mmol/l -90 Na mmol/l Na + 15 mmol/l Elektrische Feldstärke Cl- 155 mmol/l Anionen 155 mmol/l RuhepotenzialMax. Aktionspotenzial

6 Reiz und Depolarisation Depolarisation: Ein Reiz mit Potential über dem Schwellenpotential löst ein Aktionspotential aus 0,20,40,60,81, , ms Ruhephase Schwellen- potential

7 Reiz und Depolarisationsphase, Anstieg zum Aktionspotential 1.Ein Reiz öffnet einige Na + Kanäle, die Depolarisation beginnt. 2.Liegt er über dem Schwellenpotential (etwa -55mV), dann öffnen weitere Na + Kanäle: Depolarisationsphase, Spannungsanstieg zum Aktionspotential +40 mV mV -60 K + 5 mmol/l 0 IA K mmol/l -90 Na mmol/l Na + 15 mmol/l Cl- 155 mmol/l Anionen 155 mmol/l 40 RuhepotenzialMax. Aktionspotenzial

8 Beginn der Repolarisation Repolarisationsphase: Na + Kanäle schließen, K + Kanäle öffnen bis zum Maximum 0,20,40,60,81, , ms Na- Leitfähigkeit K- Leitfähigkeit

9 Repolarisationsphase (1) bis zum Maximum der K + Leitfähigkeit 1.Repolarisation: Na + Kanäle schließen, K + öffnen, Potential wird negativ mV -60 K + 5 mmol/l 0 IA K mmol/l -90 Na mmol/l Na + 15 mmol/l Cl- 155 mmol/l Anionen 155 mmol/l 40 RuhepotenzialMax. Aktionspotenzial

10 Repolarisation und Nachpotenzial Repolarisationsphase: Na + Kanäle werden inaktiviert, K + Kanäle schließen, 0,20,40,60,81, , ms

11 Repolarisationsphase (2) Inaktivierung der Na + Kanäle 1.Na + Kanäle schließen und werden inaktiviert 2.K + Kanäle schließen bis auf die des Ruhepotentials: Weil der Na + Zustrom fehlt, wird das Potential negativer als das Ruhepotential mV -60 K + 5 mmol/l 0 IA K mmol/l -90 Na mmol/l Na + 15 mmol/l Cl- 155 mmol/l Anionen 155 mmol/l 40 RuhepotenzialMax. Aktionspotenzial

12 Aktivierung der Na + Kanäle Einige Na + Kanäle werden wieder aktiviert, der Na + Einfluss reduziert das K Potential auf das Ruhe-Niveau, -60 bis -70mV 0,20,40,60,81, , ms

13 Ruhepotenzial Nach Reaktivierung der Na + Kanäle diffundiert Na + in geringem Maße von A nach I und hebt das Ruhepotential auf -60 mV mV -60 K + 5 mmol/l 40 0 IA K mmol/l -90 Na mmol/l Na + 15 mmol/l Elektrische Feldstärke Cl- 155 mmol/l Anionen 155 mmol/l RuhepotenzialMax. Aktionspotenzial

14 Das Aktionspotenzial 1.Ruhepotenzial: Na / K Pumpe hält Na + Überschuss außerhalb, K + innerhalb der Zelle, Fluss durch die K + und – in geringerem Maße – Na + Kanäle hält das Ruhepotential 2.Depolarisation: Ein Reiz öffnet die Na + Kanäle, Na + strömt in die Zelle 3.Anstiegsphase: Na + Kanäle bleiben geöffnet, pos. Spannung durch Na + in der Zelle, Rückkopplung öffnet die Na + Kanäle noch weiter: Schneller Anstieg 4.Repolarisation: K + Kanäle öffnen, K + strömt aus der Zelle, Spannung wird negativ 5.Nachpotenzial: Es fehlt der Na + Zustrom, Spannung wird negativer als das Ruhepotenzial 6.Na + fließt wieder teilweise, das Ruhepotenzial stellt sich ein

15 Zusammenfassung Ladungstransport erfolgt über Ionen – und nicht, wie in den meisten Anwendungen der Technik,über Elektronen Zeitlich korrelierte, selektive Öffnung der Ionenkanäle für Na + und K + führt zu variabler Spannung zwischen der Innen- und Aussenseite der Membran Öffnungsmechanismen: –Spannung, führt zur rück-gekoppelten schnellen Öffnung der Na + Kanäle –Liganden, beim Übergang vom Neuron über den synaptischen Spalt zur Membran Zunehmende Leitfähigkeit der Membran wird durch Aktivierung mehrerer Kanäle erreicht Wiederholte Aktivierung nach der Refraktärzeit von wenigen ms verstärkt das Signal

16 finis Die Topographie der Ionenkanäle ersetzt die Hydrathülle


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