Folgende Themen sind mindestens notwendig für die Q3 Biologie Leistungskurs – Klausur zum Thema Neurophysiologie in Hessen:

• Aufbau des Neurons, Zeichnung, Beschriftung und Erläuterung der Funktion des jeweiligen Bestandteils
• Erklärung der saltatorischen und kontinuierlichen Erregungsweiterleitung sowie Vergleich untereinander
• Synapsen: Genereller Aufbau am Beispiel der Acetylcholin-Synapse. Zeichnung, Beschriftung und Erläuterung der Funktion des jeweiligen Bestandteils. Welche Funktionen können gehemmt werden, und wozu führt ihre Hemmung?
• Synapsengifte, Angriffsorte und Konsequenzen. Hierzu ist es empfehlenswert die verschiedenen Hemmungsarten (kompetitive / nicht-kompetitive / allosterische Hemmung an Enzymen) zu wiederholen und verstehen
• Zeitliche und räumliche Synapsensummation, exzitatorische und inhibitorische Synapsen, wie kommt die Summation zustande, warum, Beispiele von Neurotransmittern und ihren Rezeptoren
• Sinnesorgane am Beispiel vom Auge, Aufbau, Zeichnung, Beschriftung und Erläuterung der Funktion des jeweiligen Bestandteils
• Second Messenger Rolle, Funktion und Effekte am Beispiel des cAMP
• Reflexe

Viel Erfolg!

EPSP / IPSP

Exzitatorisches Postsynaptisches Potential. Erfolgt bei einer chemischen Synapse  in der postsynaptischen Zelle eine Depolarisation, was zur Weiterleitung eines Aktionspotentials führt, so spricht man von einem EPSP. Kommt es in der postsynaptischen Zelle zu einer Hyperpolarisation, so dass ein Aktionspotential nicht weitergeleitet werden kann, so ist die Rede von einem IPSP. Ob ein EPSP oder ein IPSP in der postsynaptischen Zelle entsteht, hängt vom Neurotransmitter und dem dazugehörenden Rezeptor ab.

Sunapsensummation

An jedem Soma (= Zellkörper) landen mehrere Synapsen, die entsprechende Potentiale weiterleiten. Die Summe der am Soma ankommenden Potentiale kann am Axonhügel gemessen werden und entscheidet, ob ein Aktionspotential über das Axon entstehen und weitergeleitet werden kann. Das Zusammenfügen mehrerer Aktionspotentiale an einem Soma / Axonhügel heisst Summation oder Synapsensummation. Es gibt zeitliche und räumliche Summation. Bei der zeitlichen Summation addieren sich mehrere Aktionspotentiale pro Zeiteinheit, während bei der räumlichen Summation sich die an einem Soma ankommenden Potentiale (im selben Raum also) addieren.

Die Rolle von EPSPs und IPSPs

In einer Aufgabe wird gezeigt, dass mehrere Synapsen an einem Soma ankommen, jedoch das entstehende Potential am Axonhügel reicht nicht aus, um ein Aktionspotential auszulösen. Wie kann das sein?

In solchen Summationsaufgaben muss man genau hinschauen und jede am Soma ankommende Synapse überprüfen. Handelt es sich hierbei um ein EPSP oder ein IPSP? Wenn die Summe von ankommenden Synapsen nicht zu einem Aktionspotential führt, dann sind sicherlich IPSPs dabei, die die EPSPs neutralisieren. Existieren keine IPSPs, so führt die Summe der ankommenden Synapsen zur Entstehung eines oder mehreren Aktionspotentiale am Axon der Nervenzelle.

Das Ruhepotential

Definition: Das Ruhepotential ist das Membranpotential einer Nervenzelle, wenn sie nicht angeregt ist, also wenn kein Reiz vorliegt. Beim Menschen liegt das Ruhepotential bei – 70 mV, bezogen auf die Innenseite der Membran (das bedeutet, das Innere der Membran ist negativer als das Membranäußere).

Wie kommt das Ruhepotential zustande? Das Ruhepotential entsteht durch

• unterschiedliche Ionendistribution außerhalb und innerhalb der Nervenmembran (außen mehr Na+ und Cl-, innen mehr K+ und A+)
• unterschiedliche Größe der Ionen
• unterschiedliche Ladung der Ionen

Wenn von Membranpotential von – 70 mV die Rede ist, dann geht es um eine Potentialdifferenz und kein absolutes Potential. Außerdem, bedeutet die Aussage „unterschiedliche Ionendistribution“ außen und innen nicht, dass Na+ ausschließlich im Äußeren und K+ ausschließlich im Inneren der Membran vorliegen.