Nervenleitungen & Synapsen

Aus Psycho
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Nervenzellmembran

Eine Lipidschicht, die (ausser durch spezielle Kanäle) nichts rein und nichts raus. Nur über diese Kanäle (welche meist geschlossen sind) können Ionen in die Zelle, oder aus der Zelle raus. Diese Kanäle sind spannungsabhängig und reagieren auf die Situation.

Einige Kanäle sind immer offen und die Verteilung hängt von den Spannungsverhältnissen ab.

Andere Kanäle (Die Na-K Pumpe) ist ein aktiver Kanal, welcher pro 3 rausgepumpten Na-Ionen 2 Kalium Ione reinholt, dieser Vorgang ist relativ Energieaufwändig.

Phänomen der Nervenzelle ist, das Ionen innerhalb (intracellulär) und um die Zelle (extrazellulär) unterschiedlich stark konzentriert ist. Ausgleich des Konzentrationsunterschiedes wirkt auf die Zelle.

  • Na+ und Cl- Stark Extracellulär vorhanden. (Draussen ca 10x Soviel Natrium)
  • K+ vor allem Intercellulär vorhanden.

Es existiert ein Potentialgefälle, das Zellinnere ist gegenüber dem Zelläusseren Negativ geladen.

Neben den Physikalischen Kräften (Konzentrationsgradient) ist ein zweiter Gradient (ein elektrischer) vorhanden, welcher zusätzlich entgegengesetzt wirkt (Verhindert, dass zu starke einströmen)

Dem Konzentrationsgradient (von innen nach aussen) wird durch den elektrischen Gradient entgegengewirkt. Beim Natrium verstärken sich der Konzentrations- und elektrische Gradient.

  • Konzentrationsgradient = Passive Kraft
  • Elektrischer Gradient = Aktive Kraft

Membranpotentiale

Ruhepotential

Die Spannungsdifferenz kann mit der Goldman-Gleichung berechnet werden. Die Kanäle sind normalerweise nicht Permeabel um der Zelle zu erlauben eine Potentialdifferenz zu erstellen. Das Natrium ist Hauptträger dieser Spannung,

Na sei der Kern des Lebens

Goldman Gleichung

B 131017.1.png

Spannungsdifferenz im Ruhezustand normalerweise ca. -70mV

Graduierte Potetniale

Je mehr Kalium (negative Ionen) rausfliesst, und Chlorid (positive Ionen) reinfliesst wird die Zelle noch Negativer, dieser Prozess nennt sich Hyperpolarisation

Wird das Zellinnere Positiver gemacht (die Natriumkanäle öffnen sich es Fliesst Natrium (positive Ionen) in die Zelle) so nennt sich diese Wenigernegativierung oder Positivwerdung Depolarisation

Die Zelle wird nicht Positiv,, sondern verändert sich in Richtung der Positivität (z-B von -70mV zu -65mV)

Aktionspotential

Eine Leichte Erregung führt zu einer Depolarisation der Zelle, überschreitet dieseR Potentialunterschied eine Grenze (ca. -65mV) läst die Zelle alle Kanäle aus, und sehr viel Natrium schiesst in die Zelle, welche sich sofort wieder schliesst.

Eine Alles oder Nichts Reaktion mit Schwellwert.

  • Eine Depolarisation nemmt man Exitatorisches (erregtes) postsynapsisches Potential (EPSP)
  • Eine Hyperpolarisation nennt man Inhibitorisches postsynapsisches Potential (IPSP)

Räumliche Summation

auf Folie 13 Diese Summationen nennt man graduierte Potentiale. Die Verschiedenen ESPS udn ISPS summieren sich. in einer Zelle (wenn Reize von mehreren Synapsen auftreten) Bei richtigen Zellen sind das Tausende (es werden für jede Zelle min. 10'000 Synapsen vermutet) Stimulationen, welche sich in einer komplexen mathematischen Art zusammenrechnen und voneinander abrechnen.

Es ist unerheblich welche Zellen zur Summe beitragen, solange das Potential vorhanden ist. Das gleiche Ergebnis kann durch unterschiedliche Erregungsmuster zustande kommen

Zeitliche Summation

Diese Summationen nennt man graduierte Potentiale. Wenn die Zelle zweimal kurz hintereinander erregt wird, summieren sich diese Stimulationen. Wenn eine Depolarisation noch nicht ganz fertig Abgebaut ist, summiert sich die nächste Erregung auf das Respotential.

Aktionspotential

Alles oder Nichts Prinzip

Innerhalb weniger als einer Millisekunde wird die Zelle von Negativ zu Positiv. Gekennzeichnet duch sich öffnende Natriumkanäle Anstiegsphase Danach schliessen sich die Kanäle und die Zelle beginnt sich zu Repolarisieren, es kommt zu einem "Undershoot" Der ganze Prozess dauert ca. 5 ms bis die Zelle wieder im Originalzustand, nach einer halben Millisekunde ist aber das Maximum erreicht.

Eine Potentialdifferenz innerhalb von einer halben Sekunde von ca. 120mV

Das Verhalten der Natrium- und Kalium- Kanäle auf Folie 17

Während den Aktionspotentialprozessen ist die Zelle gar nicht oder nur Schwer nochmals erregbar. diese Perioden nennt man Refraktärperioden.

  • Absolute Refraktärperiode Dauer ca. 0.5ms (Während der Depolarisation) kann die Zelle nicht erneut Erregt werden.

Sind die Natriumkanäle wieder geschlossen, können (mit einer enormen Erregung) die Kanäle wieder geöffnet werden, diese Phase nennt man relative Refraktärperiode Dauer ca 5ms während die Zelle Hyperpolarisiert ist, und daher weiter vom Aktionspotential entfernt muss auch mehr Energie aufgewendet werden um das Aktionspotetial auszulösen. die zweite relative Refraktärperiode.

Die Refraktärzeit ist wichtig für die Richtung und Frequenz der ausgelösten Aktionspotentiale.

Erregungsweiterleitung

Wird das Aktionspotential ausgelöst, so wird die Erregung durch das Axon in die Endköpfe geleitet.

Folie 21

Das Aktionspotential läuft in eine Richtung weiter, da immer die benachbarten Zellen erregt werden. Durch die Refraktärperiode kann das Signal nicht zurück fliessen. Weil das Aktionspotential alles oder nicht ist (Differenz von 120mV) werden die Nachbarzellen Garantiert ausgelöst.

Dieser Prozess ist aber relativ langsam. Damit dies schneller geht hat es um die Axone Oligodendrogliazellen, diese Bilden einen Myelinmantel um das Axon, an bestimmten Stellen bleibt es aber frei, den sogenannten ranvierschen Schnürringe. Diese Ummantelungen sind eine Art Isolation, die es erlaubt weiter wegliegenden Kanälen sich zu öffnen.

Axone mit Myelinummantelung sind schnelle axone, solche ohne diese Ummantelung sind langsame Axone

Je Dicker die Axone (die Dicke um die Ummantelung gemessen) desto schneller sind diese.

Synapse

Transmitter die oben in der Zelle gebildet werden, werden in Vesikel verpackt und durch die Mikrotubuli in die Synaptischen Endköpfe geschickt. Diese Mikrotubuli sind energieraubend und Fragil (wenn sie defekt sind, kann sich dies unter anderem als Alzheimer zeigen)

Synapsen docken z.B an Denriten an, bei dieser "Verbindung hat es einen kleine Spalt, den Synaptischen Spalt

Es gibt unterschiedliche Typen von Synapsen, Folie 26

Neuromuskuläre Endplatte

Die Synapse dockt direkt an den Muskel an. Acetylcholin kommt an der Endplatte wandert von der Präsynapse und wandert von dort zu Rezeptoren auf dem Muskel und dieser beginnt sich zusammenzuziehen (Im Muskel werden die Natriumkanäle (die Acteylcholin sensitiven) geöffnet)

Wird Acetylocholin aufnahme verändert sind die Muskeln gelähmt (z.B Botox und diverse Medikamente)

Transmitter

Synapsen, Lernen Gedächtnis

Endplatte

Transmitter ist das Acetylcholin

Preobleme an der neuromuskulären Endplatte

Viele Psychische und Psychiatrische Prozesse hängen mit Problemen bei der Synapsenübertragung an. Viele Therapeutische und Psychiatrische Massnahmen setzen dort an (Psychopharmaka)

Myasthenia gravis

Acetylincholin kann nicht mehr andocken, dies führt zu einem Lähmungssymptom, ein klarer Indikator dafü ist die Augenlid-Ataxie. Das Willentliche öffnen des Auges gelingt nach dem Schliessen nicht mehr. Das Acetylcholin kann die blockierten Rezeptoren nicht auslösen, die Muskeln erhalten keine Signale.

Exozytose

Die Vereinigung von Vesikel und Zellwand. So werden die Transmitter in den Extracellulärraum freigesetzt.

Rezeptortypen

Ionotroper Rezeptor

Bei Andocken vom Neurotransmitter öffnen sich die Poren und die entsprechenden Ioenn können durch den Kanal, die Meisten Rezeptoren funktionieren so.

metabotroper Rezeptor

Wenn die Rezeptoren ansetzen werden andere Stoffe (Proteine) freigegeben und lösen an einer anderen Stelle einen Prozess aus. Es werden Proteine abgesetzt, welche eien Sekundärprozess an einer nderen Stelle ausläsen.

Gap-Junctions

Kanäle schmiegen sich eng an, es ist kein Transmitter nötig, sondern die Ionenströme können direkt durch die Kanäle von der einen in die Ander Zelle wandern.

Neurotransmitter

Folie 37

B 131024.1.png

Schritte dieser Aktivität auf Folie 38

  1. Bildung der Neurotransmitter aus Vorläuferprodukten
  2. Verpackung der Neurotransmitter in Vesikel
  3. Zertörung von zuvielen Neurotransmittern
  4. Exocytose
  5. Autoregulatorische Ausschüttung (Rückkopplung, die meldet wieviele Transmitter bereits ausgeschüttet sind)
    • Die Zelle hat auch Rezeptoren und erkennt damit wieviel sie ausgeschüttet hat.,, wieviel im Synaptischen Spalt ist.
  6. Finden des Rezeptor und Andocken daran Auslösung der Prozesse
  7. Freigesetzte Tranmitter müssen abgebaut oder zertört werden, damit es nicht zuviele Transmitter hat. re-uptake

An Allen diesen Prozessen können Medikamente ansetzen. An all diesen 7. Normalerweise setzte ein Medikament an einem Prozess an.

Re-uptake

Abbau und Wiederaufnahme kann gestört sein (z.B Ritalin ist Reuptakehemmer für Dopamin)

Kriterien für Neurotransmitter

  1. Synthese oder Präsenz im Neuron
  2. Reaktionsauslösung in der Zielzelle
  3. Reaktion muss auch experimentell ausgelöst werden könne
  4. Inaktivierungsmechanismus muss vorhanden sein.

Pharmawirkung

Agonistische und Antagonistische Wirkungen auf Folie 41

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Katecholamine

Eine Transmittergruppe. Entstehen alle aus dem Gleichen Grundprodukt, dem Tyrosin Werden Stufenweise aufeinander aufgebaut.

Dopamin

Dopaminmangel, Sensation Kick, Mangel führt zu Depressionen. Unangenehme Empfindungen, Zuviel Dopamin Psychoid

Serotonin

Glückshormon

Amyotrophe Lateralsklerose

Unbehandelbare Autoimunerkrankung. Motoneurone im Gehirn und Rückenmark degenerieren Langsam uns sterben ab. Eine nicht mehr aufzuhaltende Muskellähmung tritt auf. Langsam sind alle Muskeln nicht mehr "ansteuerbar" (Bekannter Patient: Stephen Hawkins) Gehirn arbeitet vollkommen Fehlerfrei, man ist bei vollem Bewusstsein, Bewegungen sind aber nicht mehr möglich. Menschen mit ALS wurden "befragt" und waren nicht Depressiver als der Durchschnitt! Schmerzempfindung etc. funktioniert auch, nur die Ansteuerung der Muskeln ist kaputt. Auch bekannt unter Lou Gehrig disease, da die Krankheit in Amerika durch ihn bekannt wurde.

Histamin

Verschiedene Transmittersysteme

Auf Folie 52

Neuropeptide

Auf Folie 53

Aminosäuen

Auf Folie 54

Wir sind nicht peripher sondern Cortical bestimmt. (Im vergleich zu Tieren. -> Viagra rein, dann klappt das schon funktioniert nur bedingt)