Saltatorische und kontinuierliche Erregungsleitung am Axon [Biologie, Neurobiologie, Oberstufe]
TeacherToby
https://www.youtube.com/watch?v=ilQiarOnh0Y

Transkript (automatisch erstellt)

0:07 in diesem video geht es um die frage wie eine elektrische erregung in einem neuen raum einer nervenzelle weitergeleitet
0:13 wird dies kann auf zwei unterschiedliche arten geschehen durch seite torische
0:18 oder kontinuierliche erregungs weiterleitung das video ist eingebettet in eine video
0:23 reihe zum thema neurobiologie die vorherigen videos zum membran potenzial und zum aktionspotenzial bilden die
0:29 grundlage für das verständnis der erregung weiterleitung ruft euch nochmal ins gedächtnis dass ein aktionspotenzial
0:35 eine plötzliche und vorübergehende änderungen des main brand potenzials ist liegt dass man brand potenzial im
0:42 ruhezustand noch bei circa minus 70 million wird bei einem aktionspotenzial kurzzeitig ein membran potenzial von
0:49 plus 50 millivolt registriert was hat das mit dem thema des videos zu tun aktionspotenziale sind nichts anderes
0:56 als nervenimpulse sie werden über einen langen fortsatz des neurons dem aktion weitergeleitet wir schauen uns also bei
1:03 der erregungs weiterleitung an wie sich ein aktionspotenzial entlang der achsen membran fortpflanzt wie es sich entlang
1:09 eines auch sonst ständig selbst regeneriert welche form der erregung weiterleitung genutzt wird ist davon
1:16 abhängig ob das aktion eines jeweiligen neurons mühe limitiert ist oder nicht eine myelinscheide ist eine lipid reiche
1:23 schicht die von speziellen zellen gebildet wird und dass aktionen wie eine hülle umgibt
1:28 nicht alle aktionen sind mobilisiert aber diejenigen die es sind können aktionspotenziale salto risch viel
1:35 schneller weiter leiten als nicht mobilisiert aktionen wo die weiterleitung kontinuierlich erfolgt der
1:42 begriff sei katholisch entstammt dem lateinischen seite springen und verrät auch der begriff bereits etwas über die
1:48 rasche impuls fort leitung hier überspringt die erregung weiterleitung größere strecken wie gleich noch
1:54 deutlich wird in wetter braten als wirbellose tiere besitzen keine myelin scheiben bei ihnen erfolgt die
2:01 weiterleitung kontinuierlich schauen wir uns die kontinuierliche erregungs weiterleitung mal auf molekularer ebene
2:07 an wenn ein erregendes signal von einer nervenzelle an einer synapse über die
2:13 dendriten empfangen und weitergeleitet wird zum aktion hügel wo sich viele natrium ionenkanäle befinden wird dieser
2:21 bereich der polarisiert und überschreitet die die polarisation einen bestimmten schwellenwert wird
2:27 automatisch ein aktionspotenzial ausgelöst die die polarisation bei der das membran potenziell positiver wird
2:34 wird hervorgerufen durch das öffnen von natrium ionen kanälen und dem ein strom von positiv geladenen natrium ionen ins
2:41 zellinnere warum eigentlich nicht raus natrium liegt außerhalb der zelle viel höher konzentriert vor und ist danach
2:48 bestrebt diesen chemischen konzentrations gradienten auszugleichen und auch der anfängliche elektrische
2:54 ladung gradient nämlich dass das zellinnere negativer geladen ist als der außenbereich der zelle bewirkt diese
3:00 bewegungsrichtung denn durch den einstrom positiv geladener natrium ionen wird der elektrische gradient
3:06 ausgeglichen dass man brand potenzial kehrt sich also um in folge das überschreiten des schwellenwertes und
3:12 der eröffnung vieler natrium kanäle ist das zellinnere in diesem bereich kurzfristig gegenüber den zell äußeren
3:19 positiv geladen in der direkten umgebung befindet sich das aktion im ruhezustand
3:24 hier ist das zellinnere gegenüber dem außen medium negativ geladen aufgrund dieser ladungs unterschiede
3:30 kommt es zu einem seitlichen stromfluss in die benachbarten membran bereiche die negativ geladen sind zu einem ausgleich
3:37 strom dabei bereiten sich nicht nur die ein geströmten natrium ionen in die
3:41 benachbarten membran bereiche aus sondern sie ziehen als protonen sie sind ja positiv geladen auch negative
3:47 ladungen anionen aus der umgebung an durch diese elektrostatische anziehungskraft auch elektronisches
3:54 potenzial genannt und die bewegung von union hin zu den positiven ladungen beginnen die benachbarten membran
4:00 abschnitte zu de polarisieren ihre membran potenzial wird positiver klar ihnen fehlen ja nun die negativen
4:08 ladungen und zugleich erreichen diese bereiche auch ein paar positive ion erreicht diese polarisation wieder den
4:14 schwellenwert öffnen sich wiederum natrium kanäle und es wird erneut ein aktionspotenzial generiert auf diese
4:20 weise bewegt sich das aktions kontinuierlich vorwärts wobei es sich auf seinem weg entlang des aktions
4:26 ständig selbst regeneriert wenn wir uns nicht gerade am axen hügel sondern irgendwo entlang des aktions
4:32 befinden dann wird sich die elektrostatische anziehungskraft von positiven in die zelle strömende natrium
4:38 ionen sowohl auf die membran bereiche davor und danach aus die sich im ruch potenzial befinden
4:45 trotzdem ist das aktionspotenzial unidirektionalen es pflanzt sich nur in eine richtung fort und zwar vom
4:51 zellkörper weg das aktionspotenzial kann seine richtung nicht umkehren weil die spannungs gesteuerten natrium kanäle in
4:59 der membran region die es kurz zuvor passiert hat refraktär sind sie sind noch geschlossen und können erst
5:06 zeitverzögert nach einer sogenannten refraktär zeit erneut reagieren wie anfangs erwähnt ist diese form der
5:12 erregung weiterleitung deutlich langsamer als die satirisch weiterleitung bei neuron mit
5:17 myelinscheide nun wenn mit der entstehung von myelin scheiben im lauf der evolution doch so ein
5:22 selektionsvorteil verbunden war warum hat sich dieses merkmal nicht auch bei den wirbellosen im lauf der
5:28 evolution entwickelt bei ihnen evaluierte ein anderes merkmalen und zwar ein größerer achsen
5:34 durchmesser um die ford leitungsgeschwindigkeit von aktionspotenziale zu erhöhen
5:39 in dickeren aktionen wandern aktionspotenziale rascher fort als engine weil der elektrische widerstand
5:45 der ein aktionen dem stromfluss entgegensetzt mit zunehmendem durchmesser natürlich singt der
5:53 tintenfisch als wirbellose tiere besitzt beispielsweise sogenannte riesen aktionen
5:57 sie können bis zu 1000 mal dicker sein als die von wirbeltieren ein nachteil das nervensystem benötigt viel platz und
6:05 energie platz die das nervensystem von wirbeltieren nicht hat vor allem wenn man bedenkt dass es eine viel größere
6:12 zahl an aktionen entsteht allein von eurem beiden augen gehen etwa eine million aktionen aus ihr könnt euch
6:18 nicht vorstellen dass es keine praktikable lösung sein kann über eine erhöhung des durchmessers die ford
6:24 leitungsgeschwindigkeit von nervenimpulsen zu erhöhen nein bei uns wirbeltieren evaluierte ein
6:31 anderes merkmal und zwar die mobilisierung und damit verbunden die satirische erregungs weiterleitung
6:36 so besitzen die meisten der aktionen die eingangs beschriebene myelinscheide auch spanische zellen genannt
6:43 diese ist in regelmäßigen abständen von 0,2 bis zwei millimeter unterbrochen an denen die aktion membranen frei liegt
6:49 diese stellen bezeichnet man auch als wenn wir schnell ringe die myelinscheide wirkt wie eine isolierung eines
6:55 stromkabels hier kommt es kommt zu einem juden fluss durch die axa membran wodurch der elektrische strom sich
7:02 weiter ausbreiten kann als in einem unlimitierten axa die schnur ringe sind nicht nur unlimitiert sondern sie sind
7:10 auch dicht besetzt mit spannungs gesteuerten ionenkanälen ein aktion kann also nur hier ein aktionspotenzial
7:16 generieren nicht aber in den benachbarten membran regionen mit umgeben am juli entscheidet der durch
7:22 eine polarisation ausgelöste stromfluss kann also nicht durch die isolierende myelinscheide dringen stattdessen
7:30 breitet er sich weiter entlang der achse membran aus und die polarisiert die membran am nächsten schnüren bis zur
7:36 stelle wodurch ein neues aktionspotenzial ausgelöst wird aktionspotenziale springen also von
7:42 einem schnüren zum nächsten und müssen nicht im zwischenraum erneut ausgelöst werden was zu einer deutlich schnelleren
7:49 erregungs weiterleitung beiträgt führen wir uns zum besseren verständnis noch einmal die kontinuierliche erregungs
7:55 weiterleitung ohne myelinscheiden vor augen und erinnern uns dass die elektrostatische anziehungskraft infolge
8:02 des ein stroms von positiven ladung die erregung weiterleitet sie würde allerdings nur über äußerst kurze
8:09 entfernung weitergeleitet denn die membran isoliert schlecht der elektrische gradient in deutlich
8:15 positiver als außen kann schnell über den austritt der positiv geladenen ionen aus der zelle abgebaut werden
8:21 dies kann infolge der myelinscheide als isolierschicht bei der seite torischen erregungs weiterleitung nicht passieren
8:27 mit der folge dass sich der elektrische strom passiv deutlich weiter ausbreiten kann eben bis zum nächsten schnüren
8:37 [Musik]