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Leitungsgeschwindigkeit des Aktionspotentials

Neurobiologie - allgemein / Ionen und Erregungsleitung / Das Aktionspotential

Bei der Weiterleitung von Nervenimpulsen ist ein Punkt entscheidend: besitzt das Axon eine Isolierung? In der Neurologie spricht man bei dieser neuronalen isolierung von der Myelinscheide.

Im Allgemeinen erfolgt die Weiterleitung durch elektrotonische Ausgleichsströmchen. Ausgleichsströmchen basieren auf wandernden Ladungsträgern (Ionen) im Umfeld eines Nervenimpulses, die an der umliegenden Axonmembran zur Überschreitung des Schwellenwerts führen und so ein weiteres Aktionspotential auslösen. Myelin entscheidet nur über die Entfernung, die ein Wechselströmchen zurücklegen muss, um ein weiteres AP auszulösen.

Was passiert ohne Myelinscheide? – Die kontinuierliche Weiterleitung

Zustand: Das Axon liegt frei vor.

Aktionspotentiale verbreiten sich nur sehr langsam. Der Ionenaustausch muss an jeder Stelle des Axons stattfinden. Die Laufrichtung wird durch die Refraktärzeit bestimmt. Die Informationsübertragung ohne isolierende Myelinschicht wird als kontinuierliche Weiterleitung bezeichnet. An jedem Natrium- bzw. Kalium-Kanal wird ein Aktionspotential hervorgerufen. Der Durchmesser des Axons spielt hierbei eine entscheidende Rolle.

Merke

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Merkhilfe: je „dicker“ das Axon umso geringer der Widerstand bei der Informationsübertragung.

Was passiert mit Myelinscheide? – Die saltatorische Weiterleitung

Zustand: Das Axon ist durch Myelinscheiden und Ranvier-Schnürringe unterteilbar.

Hierbei erfolgt eine sehr schnelle Ausbreitung des Aktionspotentials durch die sogenannte „saltatorische“ (sprunghafte) Reizleitung. Die Erregung überspringt den Bereich zwischen den Ranvier-Schnürringen, da nur dort spannungsgesteuerte Natrium-Kanäle vorhanden sind. Die hohe Leitungsgeschwindigkeit wird erzeugt durch:

•          großen Durchmesser der Leitungsbahnen

•          gute Isolierung

Das Aktionspotential bewirkt eine Depolarisation des Membranpotentials. Ausgleichsströme lösen ein weiteres Aktionspotential aus, welches wiederum ein weiteres erzeugt. Dieser Prozess setzt sich kontinuierlich fort.

Die Ranvier-Schnürringe haben einen Abstand von ca. 3 mm, was der Strecke entspricht, die von passiven Ionenströmen überbrückt werden kann. Unter evolutionärem Gesichtspunkt handelt es sich bei ihr um ein Kompromiss zwischen geringem Leitungswiderstand und hoher Leitungsgeschwindigkeit.

Erregungsweiterleitung erfolgt saltatorisch. Aktionspotentiale werden nur an den Schnürringen ausgelöst.
Erregungsweiterleitung erfolgt saltatorisch. Aktionspotentiale werden nur an den Schnürringen ausgelöst.

Merke

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kontinuierlich = langsam

saltatorisch = schnell

Dieser Inhalt ist Bestandteil des Online-Kurses

Neurobiologie

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Diese Themen werden im Kurs behandelt:

[Bitte auf Kapitelüberschriften klicken, um Unterthemen anzuzeigen]

  • Neurobiologie - allgemein
    • Einleitung zu Neurobiologie - allgemein
    • Neurobio - Niedersachsen KC
    • Aufbau Nervenzelle
    • Ionen und Erregungsleitung
      • Einleitung zu Ionen und Erregungsleitung
      • Das Ruhepotential
      • Das Aktionspotential
        • Einleitung zu Das Aktionspotential
        • Refraktärzeit
        • Leitungsgeschwindigkeit des Aktionspotentials
      • Synapsenvorgänge
      • Rezeptoren und Neurotransmitter in Nervensystem
      • Informationsverarbeitung I: Art des postsynaptischen Potentials
        • Einleitung zu Informationsverarbeitung I: Art des postsynaptischen Potentials
        • Informationsverarbeitung II: räumliche und zeitliche Summation und präsynaptische Hemmung
        • Rezeptorpotential
        • Second Messenger - Prinzip der Informationsweitergabe
  • Motorische Endplatte
    • Einleitung zu Motorische Endplatte
    • Skelettmuskel
    • Muskelkontraktion
    • Der Reflex - Muskeln reagieren automatisch
    • Experimentelles Arbeiten in der Neurobiologie
      • Einleitung zu Experimentelles Arbeiten in der Neurobiologie
      • Präparation und Isolation von Nervenzellen
      • Patch-Clamp Methode
  • Sinnesphysiologie
    • Einleitung zu Sinnesphysiologie
    • Sinneszellen - Bau und Funktion
    • Reize
      • Adäquater Reiz
      • Rezeptorpotential
    • System Auge - Sehsinn
      • Einleitung zu System Auge - Sehsinn
      • Aufbau des Auges
        • Einleitung zu Aufbau des Auges
        • Bau und Funktion der Netzhaut
        • Fototransduktion - Molekularen Vorgänge in der Retina
    • Ohr - Gehör- & Gleichgewichtssinn
      • Einleitung zu Ohr - Gehör- & Gleichgewichtssinn
      • Sinneswahrnehmung im Innenohr - Das Labyrinth
      • Gehörorgan - Rezeption
      • Gleichgewichtsorgan - Vestibuläre Rezeption
    • Haut: Temperatur- & Tastsinn
  • Nervensystem - bei Wirbellosen und Wirbeltieren
    • Einleitung zu Nervensystem - bei Wirbellosen und Wirbeltieren
    • Nervensystem: ZNS-PNS-ANS
      • Einleitung zu Nervensystem: ZNS-PNS-ANS
      • Gehirn - Aufbau und Funktion
    • Erkrankungen des Nervensystem
      • Einleitung zu Erkrankungen des Nervensystem
      • Bildgebende Verfahren in der Medizin
      • Einfluss von Medikamenten
        • Einleitung zu Einfluss von Medikamenten
        • Einfluss von Drogen
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    • Lernen - ein komplexer Vorgang
      • Einleitung zu Lernen - ein komplexer Vorgang
      • Die molekularen Vorgänge des Lernens
        • Einleitung zu Die molekularen Vorgänge des Lernens
        • NMDA-Rezeptor: die Lösung für Lernvorgänge?
  • Hormone
    • Einleitung zu Hormone
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    • Weitergabe der Hormoninformation
    • Homöostase – Prozessregulierung im Körper
      • Einleitung zu Homöostase – Prozessregulierung im Körper
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    • Stress: Zusammenspiel von Nerven und Hormonen
      • Einleitung zu Stress: Zusammenspiel von Nerven und Hormonen
      • Stress: Was passiert im Körper
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