Erregungsleitung im Axon - Saltatorisch und kontinuierlich

Summary

In diesem Video lernst du alles über die Erregungsleitung in Nervenzellen. Es wird erklärt, wie elektrische Signale in Nerven- und Muskelzellen weitergeleitet werden, und es wird zwischen kontinuierlicher und saltatorischer Erregungsleitung unterschieden. Während die kontinuierliche Leitung bei Wirbellosen wie dem Tintenfisch langsamer verläuft, ermöglicht die saltatorische Leitung durch die Isolierung der Axone bei Menschen eine schnellere Signalübertragung. Der Mechanismus der Natrium-Kalium-Pumpe und die Rolle der Synapsen bei der Übertragung der Erregung auf andere Neuronen werden ebenfalls beleuchtet.

Takeaways

• ⚡ Die Erregungsleitung beschreibt die Weiterleitung elektrischer Reize entlang von Nerven- oder Muskelzellen.
• 🧠 Die elektrische Signalweiterleitung im Gehirn erfolgt durch Aktionspotenziale, die an der Membran Spannungsänderungen hervorrufen.
• 🔄 Es gibt zwei Arten der Erregungsleitung: die kontinuierliche und die saltatorische Leitung.
• 🐙 Die kontinuierliche Erregungsleitung findet bei Tieren wie Tintenfischen statt und ist langsamer, da das Signal ohne Unterbrechung entlang des Axons weitergeleitet wird.
• 🚶‍♂️ Bei Menschen ist die Erregungsleitung durch die Myelinschicht beschleunigt, wodurch das Signal von einem Knotenpunkt zum nächsten springt (saltatorische Erregungsleitung).
• 💡 Die Myelinschicht isoliert die Axone, ähnlich wie eine Isolationsschicht bei Stromkabeln, und ermöglicht so eine schnellere Signalweiterleitung.
• 🔗 An den sogenannten Ranvier-Schnürringen, die nicht isoliert sind, entstehen neue Aktionspotenziale.
• 🌐 Die Natrium-Kalium-Pumpe stellt die negative Ladung im Zellinneren wieder her und ermöglicht die Entstehung neuer Aktionspotenziale.
• 🔋 Durch die saltatorische Erregungsleitung sparen Neuronen Energie und Zeit, da die Ionenpumpe nur an den Schnürringen aktiv ist.
• 📡 Die Übertragung des Signals auf das nächste Neuron erfolgt an den Synapsen, die spezielle Kontaktstellen zwischen den Neuronen darstellen.

Q & A

Was versteht man unter Erregungsleitung?

Die Erregungsleitung beschreibt die Weiterleitung eines elektrischen Signals entlang einer Nervenzelle (Neuron). Diese elektrischen Signale entsprechen Spannungsänderungen an der Zellmembran, die als Aktionspotenziale bezeichnet werden.

Wo entsteht ein Aktionspotenzial in einer Nervenzelle und wie wird es weitergeleitet?

Ein Aktionspotenzial entsteht zunächst am Axonhügel und wird dann entlang des Axons bis zum Ende der Nervenzelle weitergeleitet.

Welche zwei Arten der Erregungsleitung gibt es und wie unterscheiden sie sich?

Es gibt die kontinuierliche und die saltatorische Erregungsleitung. Bei der kontinuierlichen Erregungsleitung wird das Signal fortlaufend entlang des Axons weitergeleitet, während bei der saltatorischen Erregungsleitung das Signal von einem Knotenpunkt zum nächsten springt.

Wie läuft die kontinuierliche Erregungsleitung ab?

Bei der kontinuierlichen Erregungsleitung wird das Aktionspotenzial fortlaufend entlang des Axons weitergeleitet. Dies geschieht durch die Öffnung von spannungsgesteuerten Natrium-Ionenkanälen, was zu einer Depolarisation der Zelle führt.

Warum ist die kontinuierliche Erregungsleitung langsamer als die saltatorische?

Die kontinuierliche Erregungsleitung ist langsamer, weil das Signal entlang des gesamten Axons weitergeleitet werden muss, während es bei der saltatorischen Erregungsleitung von einem isolierten Bereich zum nächsten springt.

Was ist die Myelinschicht und welche Rolle spielt sie in der saltatorischen Erregungsleitung?

Die Myelinschicht ist eine isolierende Hülle um das Axon, die die Weiterleitungsgeschwindigkeit des Signals erhöht. Bei der saltatorischen Erregungsleitung springt das Signal von einem nicht isolierten Bereich (Ranvier-Schnürring) zum nächsten, was die Weiterleitung beschleunigt.

Wie wird die Weiterleitung des Signals in die entgegengesetzte Richtung verhindert?

Nach der Öffnung der Natrium-Ionenkanäle schließen sie sich und können für kurze Zeit nicht wieder aktiviert werden. Diese sogenannte Refraktärzeit verhindert, dass das Signal rückwärts geleitet wird.

Welche Funktion hat die Natrium-Kalium-Pumpe in der Erregungsleitung?

Die Natrium-Kalium-Pumpe transportiert Natriumionen wieder aus der Zelle heraus und hält so die negative Ladung im Zellinneren aufrecht. Dadurch wird die Entstehung eines neuen Aktionspotenzials ermöglicht.

Warum ist die saltatorische Erregungsleitung energieeffizienter als die kontinuierliche?

Die saltatorische Erregungsleitung ist energieeffizienter, weil die Natrium-Kalium-Pumpe nur in den nicht isolierten Bereichen aktiv ist, wodurch Energie eingespart wird.

Wie wird das Signal nach der Erregungsleitung an das nächste Neuron übertragen?

Das Signal wird an speziellen Kontaktstellen, den Synapsen, auf das nächste Neuron übertragen.