Aktionspotential
Biologie - simpleclub
https://www.youtube.com/watch?v=T-YQRCWnoJs

Transkript (automatisch erstellt)

0:00 im vorigen Video haben wir euch gezeigt was ein Ruhepotenzial ist und wie es zustande kommt das Ruhepotenzial ist
0:05 Voraussetzung für das Aktionspotenzial und was das genau ist und wie es abläuft seht ihr
0:16 jetzt wir befinden uns am Axonhügel einer Nervenzelle dem Übergang vom Zellkörper zum Axon hier entsteht das
0:23 Aktionspotential es kommen dort nämlich alle elektrischen Signale aus den denditen zusammen dentriten waren die
0:28 Fortsetzer einer en Zelle an denen Axone von anderen Neuronen Enden an diesem Axonhügel ist die Schwelle zur
0:35 Entstehung von einem Aktionspotential im Gegensatz zum restlichen Zellkörper nämlich niedriger also bleibt der Rest
0:41 der Zelle grundsätzlich eher cool während der Axonhügel guckt was da alles für Input von den anderen Neuronen kommt
0:47 und entscheidet ob er darauf reagiert und einen sammelsignal weiterschickt oder alles ignoriert in der
0:53 neuronenmembran befinden se ich wie wir gesehen haben K+ Kanäle und Natrium kaliumpumpen außerhalb der Zelle
1:00 befinden sich viel mehr Na+ Ionen als innerhalb bei den K+ Ionen ist es umgekehrt innen viele außen wenige im
1:07 Innern unserer Nervenzelle herrscht ein Ruhepotential von ca -70 MV kommen nun Signale von anderen Neuronen an der
1:14 Nervenzelle an verändert sich ihr membranpotenzial es geht also vom Ruhepotenzial zu einem weniger negativen
1:20 wertüber diesen Vorgang nennt man Depolarisation diese Depolarisation wird dann in ein Aktionspotenzial umgesetzt
1:28 und das mündet dann in einem naptischen Signal das passiert aber nur wenn die Depolarisation von der Zelle registriert
1:34 wird das heißt sie muss stark genug sein und die aktivierungsschwelle überschreiten zur Registrierung benutzt
1:39 die Zelle spannungsgesteuerte Kalium und Natriumkanäle die beiden spannungsgesteuerten Kanäle bestehen
1:45 jeweils aus vier Untereinheiten hier im Querschnitt mal nur zwei dargestellt und überhaupt ist ab jetzt alles stark
1:51 vereinfacht gezeigt deshalb fehlen dann auch später die negativen Ionen obwohl sie auch da wären so jede Untereinheit
1:58 besitzt acht positiv geladene Aminosäurereste die Untereinheiten sind also positiv geladen je nach
2:04 membranpotenzial verschieben sich diese Untereinheiten da sie positiv geladen sind werden sie von der stark negativen
2:10 Ladung im Zellinneren angezogen ist das Zellinnere aber irgendwann weniger negativ geladen werden die
2:16 Untereinheiten nicht mehr so stark angezogen und verschieben sich nach außen der Kanal öffnet sich mehr dazu
2:22 später was passiert jetzt also am Axonhügel wenn eine Depolarisation von -70 MV auf -3 30 MV stattfindet als
2:31 erstes reagieren die spannungsgesteuerten Natriumkanäle auf diese Spannungsänderung beim
2:36 Ruhepotential von -70 MV werden die kanaluntereinheiten zum Zell inneren gezogen und der Kanal ist verschlossen
2:43 bei einer Depolarisation von -70 auf -30 MV nimmt diese Anziehungskraft ab und bei ca -40 MV werden die Untereinheiten
2:52 der Kanäle nicht mehr stark genug angezogen und verschieben sich nach außen das bedeutet erst ab einem
2:58 Membranpotential von ca -40 MV öffnen sich die spannungsgesteuerten Natriumkanäle -40 MV ist also unser
3:06 Schwellenwert der erreicht werden muss damit Natriumionen durch den Kanal in die Zelle gelangen können die positiven
3:13 Natriumionen werden dann von Ihrem chemischen Potential in die Zelle hineingezogen da sich außerhalb der
3:18 Zelle mehr Na+ Ion als innerhalb befinden außerdem werden sich vom elektrischen Potential in die Zelle
3:24 getrieben da das Zell innere negativ und die Na+ Ion positiv geladen sind da jetzt ganz viele positive natriumion in
3:31 die Zelle strömen verschiebt sich auch das Membranpotential ins Positive von -30 MV auf ca plus 40 MV man spricht von
3:39 overshoot nach ein bis 3 Millisekunden werden die Kaliumkanäle von einem kugelförmigen Anhang verschlossen obwohl
3:46 die proteindomäen noch nach außen verschoben sind und der Kanal eigentlich offen ist wird er von einer Kugel
3:52 verschlossen er wird inaktiviert der Kanal bleibt sol lange von der Kugel verstopft bis das membranpotenzial
3:58 wieder das ruheot al von - 70 MV erreicht die Inaktivierung wird also erst dann aufgelöst wenn der Kanal
4:05 wieder vom Zellinneren angezogen wird und die Kugel aus dem Kanal schieben der Kanal ist jetzt reaktiviert und kann
4:11 sich bei der nächsten Depolarisation öffnen falls der Schwellenwert von -40 mvolt erreicht wird während der Kanal
4:17 aber von der Kugel inaktiviert ist kann an dieser Stelle kein neues Aktionspotenzial erzeugt werden diese
4:23 Zeitspanne nennt man auch Refraktärzeit die erste Reaktion der Nervenzelle auf einen elektrischen Reiz ist also die
4:29 schnelle Öffnung von spannungsgesteuerten natriumkanälen die nach nur ein bis 3 Millisekunden
4:34 inaktiviert werden das alles findet aber nur dann statt wenn der Schwellenwert erreicht wurde neben den natriumkanälen
4:41 befinden sich in der Membran auch noch spannungsgesteuerte Kaliumkanäle die Untereinheiten dieser Kanäle sind
4:47 ebenfalls positiv geladen und werden beim Ruhepotential zum Zellinneren hingezogen wie bei den kaliumkanälen
4:53 verschieben sich auch hier die Untereinheiten bei der Depolarisation wenn sich die kanaluntereinheiten dann
4:58 verschoben haben passiert aber erstmal nichts erst nach ein bis 2 Millisekunden also erst nach dem overshoot durch
5:04 natriumion öffnet sich der Kaliumkanal und positive Kaliumionen können die Nervenzelle verlassen sie folgen ihrem
5:11 chemischen Potenzial dass ich im Zellinneren deutlich mehr K+ Ion befinden als außerhalb außerdem war das
5:17 Zellinnere ja durch den Natrium Einstrom schon im Verhältnis zu draußen positiv geladen deshalb können die K+ Ion nun
5:24 sogar auch dem elektrischen Potenzial Folgen diese verzögerte Öffnung ist sehr wichtig denn so öffnen sich die
5:30 Kaliumkanäle erst wenn die Natriumkanäle schon wieder inaktiviert sind die spannungsgesteuerten Natrium und
5:36 Kaliumkanäle werden also gleichzeitig aktiviert aber nacheinander geöffnet durch das herausströmen der positiven
5:42 Kaliumionen kehrt das Membranpotential wieder zu einem negativen Wert zurück man spricht von Repolarisation die
5:50 Kaliumkanäle bleiben dabei so lange geöffnet bis das Ruhepotenzial von -70 MV wieder erreicht wird denn erst jetzt
5:56 werden die Proteinuntereinheiten wieder zum Zell in inneren gezogen wie ihr seht befindet sich an einem K+ Kanal keine
6:03 Kugel diese Kanäle werden also nicht inaktiviert sondern ausschließlich von den Proteindomänen gesteuert
6:09 zusammengefasst sieht das Ganze also so aus erstens ein elektrischer Reiz erreicht die Zelle und das
6:14 Membranpotential überschreitet dabei den Schwellenwert von -40 MV zweitens beim Erreichen des Schwellenwerts öffnen sich
6:22 schlagartig die spannungsgesteuerten Natriumkanäle und natriumion strömen ins Zell innere das Membranpotential reicht
6:29 noch positivere Werte von ca + 40 MV man spricht von Depolarisation drittens nach 1 bis 3 Millisekunden werden die
6:37 Natriumkanäle inaktiviert und nun öffnen sich die langsameren spannungsgesteuerten Kaliumkanäle
6:43 kaliumion ström aus der Zelle raus und das Membranpotential erreicht wieder das Ruhepotential von -70 MV es handelt sich
6:51 um die Repolarisation viertens da die Kaliumkanäle verzögert reagieren kommt es zur
6:57 Hyperpolarisation das bedeutet dass Membran Potential erreicht negativere Werte als das Ruhepotential das kommt
7:03 daher dass sich die Kaliumkanäle nicht schlagartig sondern nur langsam beim Erreichen eines Membranpotentials von
7:09 -70 MV schließen es strömen also für kurze Zeit noch positive K+ Ionen aus der Zelle raus die dann noch negativere
7:16 Werte annimmt grob gesagt die Kaliumkanäle sind lahm wie eine Sau und schließen nicht direkt beim Erreichen
7:22 des ruhepotenzials sondern lassen noch ein paar K+ Ionen durchflutschen nach dem ganzen gesoxe wird das Ruhepotenzial
7:29 wieder hergestellt und ein neues Aktionspotenzial kann ausgelöst werden grafisch sieht ein Aktionspotenzial so
7:35 aus hier haben wir das membranpotenzial mit Markierungen auf Höhe des ruhepotentials und des Schwellenwerts
7:41 und auf dieser Achse die Zeit in Millisekunden zuerst sehen wir ein paar Reize die den Schwellenwert nicht
7:46 erreichen und somit kein Aktionspotenzial auslösen das bedeutet jeder Reiz der unter diesem
7:51 Schwellenwert liegt löst absolut keinen Reiz aus sobald ein Reiz den Schwellenwert überschreitet egal wie
7:57 stark der Reiz tatsächlich ist wird immer das gleiche Aktionspotenzial ausgelöst ein Aktionspotenzial sieht
8:03 immer gleich aus es gibt keine mit größer oder kleinerer Depolarisation alles gleich man spricht auch von der
8:09 Alles oder Nichts Regel die Stärke eines Reizes wird dann lediglich durch die Anzahl der Aktionspotenziale dargestellt
8:16 je mehr Aktionspotenziale dicht hintereinander ausgelöst werden desto stärker war der Reiz die verschiedenen
8:22 Etappen des Aktionspotentials sind wie gesagt Depolarisation Repolarisation Hyperpolarisation und Herst des
8:29 ruhepotenzials jetzt da unser Aktionspotenzial ausgelöst wurde kann es als Signal von einer Nervenzelle zur
8:35 anderen übertragen werden aber wie genau funktioniert diese Reizweiterleitung wie wandert das Aktionspotenzial am Axon
8:41 entlang und wie wird es auf die nächste Zelle übertragen Antworten auf diese Fragen findet ihr den nächsten Videos
8:47 dieser Playlist also einfach dran bleiben und nirgends hinklicken falls ihr aber doch das Bedürfnis habt
8:51 unbedingt irgendwo drauf zu klicken dann klickt auf dieses Video hier dort erklären wir euch alles über HIV und
8:56 Aids und wie ihr euch davor am besten schützt ist ein sauwichtig es Thema also schaut vorbei schreibt mal in die
9:01 Kommentare ob euch der ganze Rotz hier von the simple clamp so gefällt oder ob man da was ändern sollte wir freuen uns
9:06 über jedes Feedback ansonsten macht's gut Leute haut rein und ciao