Die Membrantheorie

So damit ich das nochmal verinnerliche und weil ich das Thema ausserdem liebe, erkläre ich euch jetzt die Membrantheorie inkl. der chem. Weiterleitung an der mtotrischen Endplatte:

1. Das Membranpotential (Ruhepotential)
Eine Ruhepotential liegt vor, wenn in an der semipermiablen membran der Nervenzelle eine bestimmte Ionenverteilung vorliegt:
Im Außenmedium der Membran herrscht ein Überschuss an pos. geladenen Na+-Ionen vor, während im Innenmedium weniger positiv geladene K+-Ionen vorliegen (die neg. Ionen überwiegen). --> Das Innenmedium ist negativer geladen, als das Außenmedium (Verhältnis 3:2)
Die Spannung liegt etwa bei -80 mV
Wenn nun ein Reiz mit einer entsprechenden Stärke auftritt, kommt es zu einer Umverteilung der Ionen , was mich zum nächsten Punkt führt:

2. Das Aktionspotential
In der Membran der Nervenfaser liegen bestimmte Poren, die nur Na+ oder K+ durchlassen. Im Ruhepotential der Zelle sind alle Na+-Poren geschlossen und ein paar K+-Poren geöffnet. Erreicht nun ein Reis mit genügender Stärke die Zelle , wird das Axon depolarisiert. Das bedeutet also: Einige Na+-Poren öffnen sich, es sind aber immer noch weniger als geöffnete K+-Kanäle.
Erreicht der Reiz den Schwellenwert mit ca. +30mV öffnen sich ALLE Na+-Poren, wobei die Zahl der geöffneten K+-Poren unverändert bleibt--> Das Innenmedium ist dem Außénmedium gegenüber positiver geladen (Umkehrung zum Ruhepotential!).Nach ca. 1-2 ms schließen sich die Na+-Poren und gleichzeitig öffnen sich die restlichen K+-Poren.

man kann das Axon aber erst wieder depolarisieren, wenn ein Ruhezustand wieder hergestellt ist. Nach den 1-2 ms in denen die Na+-Poren geschlossen wurden, kann kein Aktionspotrential mehr hergestellt werden. Die Na+-Poren sind inaktiviert. Man spricht von einer absoluten Refraktärzeit.
Denn nach dem "Alles-oder-Nichts-Gesetz" kann nur dann ein Aktionspotential entstehen, wenn der Ruhezustand wieder erreicht wurde. Das ist die Aufgabe der Natrium-Kalium-Pumpe.
Die realtive Refraktärzeit beschreibt eine Phase, in der die ursprüngliche Ionenverteilung zwar noch nicht wieder hergestellt wurde, aber die Na+-Poren lassen sich durch einen Reiz der sehr stark sein muss aktivieren.
Für die ursprüngliche Ionenvreteilung wird ATP benötigt, da es sich bei natrium-Kalium-Pumpe um Aktiven Transport handelt.

3. Die Weiterleitung des Aktionspotentials
a)markhaltige Nervenfasern: Es befinden sich nur an den Schnürringen Na+-Poren, also können nur an diesen Stellen Aktionspotentiale ausgelöst werden. Ist ein AP entstanden, wird es durch Ausgleichsströmchen zum nächsten Schnürring geleitet, damit dieser depolarisiert werden kann. Gleichzeitig wird am vorhergehenden Schnürring das Ruhepotential wieder aufgebaut.
Diese Weiterleitung erfolgt sehr schnell und sprunghaft, man spricht von einer "saltatorischen Erregungsleitung"
b)marklose Nervenfasern: Diese haben kein zentrales Axon und keine Schnürringe, es liegen als viele Na+-Poren bzw. Kanälchen nebeneinander. Wird jetzt an einem Na+-Kanälchen ein Aktionspotential aufgebaut, müssen Ausgleichsströmchen zu allen benachbarten fließen und diese depolarisieren. Diese Weiterleitung dauert wesentlich länger.

4. Die Erregungsübertragung an der motorischen Endplatte
Die Übertragung findet an der Synapse statt. Das Aktionpotential öffnet die Ca+-Kanäle, die Ca+-Ionen strömen in das Endknöpfen und lassen die Vesikel, welche den Transmitter Acetylcholin enthalten, mit der präsynaptischen Membran verschmelzen und aufplatzen. der Neurotransmitter Acetylcholin gelangt somit in den synaptischen Spalt und besetz an der postsynaptischen Membran den entsprechenden Rezeptor. Damit öffnen sich die ligandengesteuerten Natriumkanälchen, die Na+-Ionen strömen in das Innenmedium der nachgeschalteten Zelle und können die Membran depolarisieren (= postsynaptisches Potential).
Danach werden Ca+-Ionen im Endknöpfchen gebunden und nach Außen transportiert. Das nzym Acetylcholinesterase spaltet dann das Acetylcholin in (ÜBERRASCHUNG!!) Acetat und Chlolin. Das Acetat wird in das Blut bzw. in den Liquor abgegeben. Der rezeptor ist wieder unbesetzt und die ligandengesteuerten Na+-Kanäle schließen sich. Cholin wandert zurück ins Endknöpfen und Verbindet sich dort mit Acetyl-CoA(Mitochondrien im Endknöpfchen bauen durch Glykolyse Glukose ab zu Acyetly-CoA). Es wird wieder Acetylcholin synthetisiert und in den Vesikeln "verpackt".

Mit Hilfe der Natrium-Kalium-Pumpe werden Na+ wieder in den synaptischen Spalt transportiert und an der nachgeschalteten Zelle entsteht wieder ein Ruhepotential.