{"id":12051,"date":"2020-12-23T11:11:39","date_gmt":"2020-12-23T13:11:39","guid":{"rendered":"https:\/\/mindthegraph.com\/blog\/?p=12051"},"modified":"2023-01-05T14:32:04","modified_gmt":"2023-01-05T17:32:04","slug":"nerve-impulses-the-action-potential","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mindthegraph.com\/blog\/de\/nervenimpulse-das-aktionspotential\/","title":{"rendered":"Nervenimpulse TEIL 1 - Das Aktionspotential"},"content":{"rendered":"

Um zu verstehen, wie ein Neuron funktioniert, m\u00fcssen wir uns zwei Konzepte ansehen. Das erste bezieht sich auf das, was im Inneren des Neurons passiert, wenn die Information weitergegeben wird - das Aktionspotential -, das zweite ist, wie eine Information von einer Zelle zur anderen springt - die Synapse. Mit diesen beiden Prozessen sind die Zellen des Nervensystems in der Lage, die komplexesten Informationen durch den ganzen K\u00f6rper zu transportieren, indem sie sie von Neuron zu Neuron weiterleiten, bis sie schlie\u00dflich die Zielzelle erreichen. In diesem Artikel werden wir uns mit dem ersten Konzept, der Aktionspotenzial<\/strong>.   <\/p>\n\n\n\n

Der Nervenimpuls ist ein elektrochemisches Signal; er ist der wichtigste Mechanismus, um Informationen innerhalb eines Neurons zu \u00fcbertragen. Die Dendriten eines Neurons erkennen und empfangen den Impuls von einer vorherigen Zelle, der Nervenimpuls wandert von der Dendriten <\/strong>zum Nukleus <\/strong>als zum Axon<\/strong>und schlie\u00dflich an die Axonendigung<\/strong> wenn der Impuls an das n\u00e4chste Neuron weitergegeben wird. Dieser Prozess geht weiter <\/strong>wiederholt, bis sie die Zielzelle erreicht.<\/p>\n\n\n

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Das elektrochemische Signal wird durch die Bewegung von Ionen zwischen dem inneren und dem \u00e4u\u00dferen Teil der Plasmamembran des Neurons erzeugt. Die Ionen wandern von au\u00dfen nach innen und erzeugen dabei eine Potenzialdifferenz in der Membran. Die \"Br\u00fccke\", \u00fcber die diese Ionen ins Innere der Zellen gelangen, ist ein Transmembranprotein namens spannungsgesteuerte Ionenkan\u00e4le<\/strong>.   <\/p>\n\n\n\n

Diese Spannungskan\u00e4le werden durch elektrische Spannungen gesteuert, als eine Form der Reaktion auf elektrische Reize, mit anderen Worten, diese Kan\u00e4le sind nicht immer offen f\u00fcr den Durchgang von Ionen, sie \u00f6ffnen und schlie\u00dfen sich nur bei bestimmten elektrischen Spannungsreizen.<\/p>\n\n\n

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Wenn die Zelle keinen Reizen ausgesetzt ist, wenn die Membran in Ruhe ist, wird ein Potenzialunterschied zwischen dem inneren und dem \u00e4u\u00dferen Teil eines Neurons aufrechterhalten. Im Ruhezustand hat die Membran ein Potenzial von -70 mV, ein negatives Potenzial, w\u00e4hrend die Au\u00dfenseite ein positives Potenzial hat. Diese Potenzialdifferenz wird als ruhendes Membranpotenzial, <\/strong>und wird haupts\u00e4chlich durch Natrium- und Kalium-Ionen \u00fcber die Natrium-Kalium-Pumpe aufrechterhalten.<\/p>\n\n\n\n

Unter elektrischen Spannungsreizen beginnt sich die Membranpotentialdifferenz umzukehren, Natriumkan\u00e4le \u00f6ffnen sich, so dass viele Natriumionen in die Zelle eindringen k\u00f6nnen, wodurch sich die Membran kurzzeitig dreht. depolarisiert<\/strong>oder besser gesagt, die Natriumionen verwandeln den inneren Bereich der Membran in ein positives Netz. Diese Bewegung der Depolarisation ist die ber\u00fchmte Aktionspotenzial<\/strong>Das Membranpotenzial steigt und f\u00e4llt schnell. Das Potenzial steigt in etwas mehr als 2 Millisekunden auf +40mV an und f\u00e4llt in weniger als 3 Millisekunden wieder in den Ruhezustand zur\u00fcck.<\/p>\n\n\n\n

Das Aktionspotenzial entsteht nicht im gesamten Neuron auf einmal, sondern die Depolarisierung der Membran beginnt in den Dendriten und geht dann St\u00fcck f\u00fcr St\u00fcck zum Kern, wo sie sich depolarisiert und kurz darauf zum Ruhepotenzial zur\u00fcckkehrt.<\/p>\n\n\n\n

Um das Ruhemembranpotenzial wiederherzustellen, schlie\u00dfen sich die Natriumkan\u00e4le und die spannungsgesteuerten Kaliumkan\u00e4le \u00f6ffnen sich, so dass Kaliumionen in die Zelle eindringen k\u00f6nnen und die Membran repolarisieren, d. h. der innere Bereich der Membran wird wieder negativ und der \u00e4u\u00dfere Bereich positiv geladen. Die Natrium-Kalium-Pumpe hilft dabei, die richtige Menge jedes Ions in der Zelle wiederherzustellen, indem sie drei Natriumionen auf zwei Kaliumionen austreten l\u00e4sst.<\/p>\n\n\n\n

Wir k\u00f6nnen uns das wie eine synchronisierte Bewegung vorstellen, vom Moment der Reaktion auf das Aktionspotenzial bis zum Moment der Wiederherstellung des Ruhezustands.<\/p>\n\n\n

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Interessanterweise gibt es im Axon die spannungsgesteuerten Ionenkan\u00e4le, die den Nervenimpuls erzeugen und weiterleiten, w\u00e4hrend es in den Dendriten keine solchen Kan\u00e4le gibt. In diesen Neuronenregionen wird das Signal nicht durch das Aktionspotenzial, sondern durch eine abgestuftes Potenzial, <\/strong>a <\/strong>eine andere Form der Signalausbreitung, bei der die Signalskala entlang des Weges ansteigt, bis sie sich am Axon in ein Aktionspotential verwandelt.<\/p>\n\n\n\n

Man beachte, dass das Natrium-Ion f\u00fcr die Ausbreitung des Aktionspotenzials und das Kalium-Ion f\u00fcr die Wiederherstellung des Ruhezustands verantwortlich ist. Ein Mangel an diesen Ionen im Organismus kann zu Problemen bei der Qualit\u00e4t und der Effizienz des Aktionspotenzials f\u00fchren, d. h. zu Problemen an den Synapsen und bei der Weiterleitung von Informationen durch das Nervensystem. All diese Probleme k\u00f6nnen psychische Komplikationen und Krankheiten ausl\u00f6sen.<\/p>\n\n\n\n

Der n\u00e4chste Schritt w\u00e4re dann die Weiterleitung des Nervenimpulses zum n\u00e4chsten Neuron. Im Raum zwischen den beiden Neuronen, im synaptischen Spalt, geschieht etwas anderes. Der synaptische Spalt ist ein sehr wichtiger Ort, den es zu betrachten und zu erforschen gilt, denn hier treten viele verschiedene Neurotransmitter in Aktion und aktivieren einen neuen Signalweg unter Verwendung von Rezeptoren, anderen Proteinen und Ionen au\u00dfer Natrium und Kalium. Aber das \u00fcberlassen wir der n\u00e4chsten Diskussion in diesem Artikel Nervenimpuls TEIL 2 - Der synaptische Spalt<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

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