Steuerung von Stoffwechselprozessen durch Nerven und Hormone.
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Nervensystem
Neurone (Nervenzellen)
Gehirn
Zentral Nerven System (ZNS) Peripheres Nervensystem
Rückenmark Sensorische Nerven
Verbindet alle Körperteile mit dem ZNS
Teile des Nervensystems
Film: Aufbau und Funktion der Nervenzelle
• Zeichne und beschrifte eine Nervenzelle.
Das Neuron
Bau einer Nervenzelle
Reiz-Reaktionsschema
RezeptorSensorisches Neuron
ZNS Relais-neuron
Motorneuron Effektor
Nervenimpulse werden von
Rezeptoren[1] durch
sensorische Neuronen[2]
zum ZNS [8-11] transportiert.
Innerhalb des ZNS werden sie von Relaisneuronen [7] verarbeitet und
über Motorneurone [12]
zu den Effektoren[13-14] transportiert.
Ruhepotential
Definition Ruhepotential
• Das für eine erregbare Zelle im Stadium der Nichterregung charakteristische Membranpotential, bei dem die Innenseite der Zelle negativer (Mensch -70mV) als die Außenseite ist. Es wird hervorgerufen durch das aktive Pumpen von Na-Ionen nach außen und K-Ionen nach innen. Das Vorhandensein von Cl—
Ionen und anderen negativ-geladenen Ionen führt zur negativen Ladung an der Membran.
Ruhepotential
Definition Aktionspotential.
• Kurze Veränderung des Membranpotentials einer erregbaren Zelle, hervorgerufen durch das durch einen Reiz ausgelöste selektive Öffnen und Schließen spannungsempfindlicher Natrium- und Kaliumionenkanäle.
AktionspotentialNa+
(Axon)+ +
AktionspotentialNa+
(Axon)
K+
Ruhepotential: Aktiver Transport Na-Ionen nach
außen, K-Ionen nach innen;
mit ATP, über Ionen-
Pumpen; entgegen dem Konzentrations-
gradienten; -70mV.
Na+
K+
Reiz über dem Schwellenwert.
Ruhepotential: Aktiver Transport Na-Ionen nach außen, K-Ionen nach innen;
mit ATP, über Ionen-Pumpen; entgegen dem
Konzentrationsgradienten; -70mV.
Reiz über dem Schwellenwert.
Na-Kanäle öffnen sich passiver Transport von Na von außen nach innen
Depolarisierung Es entsteht ein Aktionspotential.
+ 30mV
Ruhepotential: Aktiver Transport Na-Ionen nach außen, K-Ionen nach innen;
mit ATP, über Ionen-Pumpen; entgegen dem
Konzentrationsgradienten; -70mV.
Na+
Na+
Reiz über dem Schwellenwert.
Ruhepotential: Aktiver Transport Na-Ionen nach außen, K-Ionen nach innen;
mit ATP, über Ionen-Pumpen; entgegen dem
Konzentrations-gradienten; -70mV.
Na-Kanäle öffnen sich passiver Transport von Na
von außen nach innen Depolarisierung Es entsteht ein Aktionspotential.
+ 40mV
K-Kanäle öffnen sich = passiver Transport von K = von innen nach außen
Repolarisierung Das Aktionspotential wird abgebaut.
Reiz über dem Schwellenwert.
Ruhepotential: Aktiver Transport Na-Ionen nach außen, K-Ionen nach innen;
mit ATP, über Ionen-Pumpen; entgegen dem
Konzentrationsgradienten; -70mV.
Na-Kanäle öffnen sich passiver Transport von Na
von außen nach innen Depolarisierung Es entsteht ein Aktionspotential.
+ 40mV
K-Kanäle öffnen sich = passiver Transport von K
von innen nach außen Repolarisierung Das Aktionspotential wird abgebaut.
Ruhepotential: Aktiver Transport Na-Ionen nach außen, K-Ionen nach innen;
mit ATP, über Ionen-Pumpen; entgegen dem
Konzentrationsgradienten; -70mV.
Festigen Sie die Vorgänge am motorischen Neuron mit Hilfe der
nachfolgenden Präsentation
Na+ Na+
K+K+
- --
K+
Na+
K+
Na+
Na+
K+
K+
Na+
K+
Na+
Na+ Na+
K+K+
K+
Na+
K+
Na+
Na+
K+
K+
Na+
K+
Na+
Zustand an einem Neuron ohne ATP
Ionen bewegen sich über Kanäle in der Membran – negativ geladene Ionen bleiben im Inneren
Insgesamt sind aber immer gleich viele Ionen auf beiden Seiten!
K+
Na+
K+
Na+
Ruhepotential aktiver Transport
K+
Na+
K+
Na+
K+
Na+
K+
Na+
K+
Na+
K+
Na+
K+
Na+
K+
Na+
K+
Na+
K+
Na+
K+
Na+
K+
Na+
- --- --
Na-Ionen nach außen, K-Ionen nach innen
Na+ Na+ Na+Na+ Na+ Na+
K+ K+K+K+ K+ K+
- --
Na+
K+K+K+
K+ K+K+K+ K+ K+K+ K+K+
Na+ Na+ Na+Na+ Na+ Na+ Na+
- --- - --
Mit ATP – gegen den Konzentrationsgradienten,
über Na-K-Pumpen
Na-Ionen nach außen, K-Ionen nach innen
Ruhepotential aktiver Transport
Aktionspotential beginnt mit DepolarisationAktionspotential beginnt mit Depolarisation
Na+ Na+ Na+
K+ K+K+K+ K+ K+
- --
Na+
K+K+K+
K+ K+K+K+ K+ K+K+ K+K+
Na+ Na+ Na+Na+ Na+ Na+ Na+
- --- - --
Na+ Na+ Na+
Spannungsgesteuerte Na-Kanäle öffnen sichNa passiver Transport nach innen +30mV
Na+ Na+ Na+
K+ K+K+K+ K+ K+
- --
Na+
K+K+K+
K+ K+K+K+ K+ K+K+ K+K+
Na+ Na+ Na+Na+ Na+ Na+ Na+
- --- - --
Na+ Na+ Na+
Spannungsgesteuerte Na-Kanäle öffnen sich
Na passiver Transport nach innen +30mV
Aktionspotential beginnt mit Depolarisation
Na+ Na+
Na+K+ K+K+K+ K+ K+
- --Na+K+
K+K+
K+ K+K+K+ K+ K+K+ K+K+
Na+ Na+
Na+Na+ Na+ Na+
Na+
- --- - --Na+ Na+
Na+
Repolarisation ist der zweite Teil des Aktionspotentials
K-Ionen durch spannungsgesteuerte K-Kanäle nach außen
Na+ Na+ Na+
K+
K+
K+ K+ K+
- --Na+
K+ K+
K+
K+ K+ K+
K+ K+Na+ Na+
Na+ Na+ Na+
Na+
- --- - --Na+ Na+
Na+
Repolarisation ist der zweite Teil des Aktionspotentials
K-Ionen durch spannungsgesteuerte K-Kanäle nach außen
K+
Na+
K+
Na+
K+
Na+
K+
Na+
K+
Na+
K+
Na+
K+
Na+
K+
Na+
K+
Na+
K+
Na+
K+
Na+
K+
Na+
K+
Na+
K+
Na+
- --- --
Na+ Na+ Na+Na+ Na+ Na+
K+ K+K+K+ K+ K+
- --
Na+
K+K+K+
K+ K+K+K+ K+ K+K+ K+K+
Na+ Na+ Na+Na+ Na+ Na+ Na+
- --- - --
Mit ATP – gegen den Konzentrationsgradienten,
über Na-K-Pumpen
Na-Ionen nach außen, K-Ionen nach innen
Ruhepotential aktiver Transport
Die Übertragung zwischen Nerven erfolgt über Synapsen.
Die Übertragung zwischen Nerven erfolgt über Synapsen.
Präs
ynap
tisch
es N
euro
n
Post
syna
ptisc
hes
Neu
ron
Axon Dendrit
Syna
ptisc
her S
palt
Vesikel mit Neurotransmitter
Spannungsgesteuerte Ca-Kanäle
Transmittergesteuerte Na-Kanäle
Präsynaptisches NeuronPostsynaptisches Neuron
Synaptischer Spalt
Vesikel mit Neurotransmitter
Neurotransmitter
Neurotransmitter-Pumpe zur
Wiederaufnahme
Neuro-transmitter-
abgabe
Spannungs-gesteuerte Ca2+-Kanäle
Aktions-potential wird weitergegeben
Synapti-scher Spalt
Postsynap-tisches Neuron
Präsynap-tisches NeuronCa2+
Nerven-impuls
Ca2+
Neuro-transmitter-
diffusion
Rezeptoren für Neuro-
transmitter öffnen Na+-
Kanäle
Wie funktioniert eine Synapse?
Wie funktioniert eine Synapse? Komplettübersicht
3. Vesikel mit Neurotransmitter
Neurotransmitter
4. Neurotransmitterabgabe DURCH EXOCYTOSE
2. Spannungs-gesteuerte Ca2+-Kanäle
Ca2+
1.Nerven-impuls
Ca2+5. Neurotransmitterdiffusion
durch den synaptischen Spalt
6. Rezeptoren für Neurotransmitter öffnen Na+-Kanäle Depolarisation
AKTIONSPOTENTIAL
8a. Neurotransmitter werden abgebaut
oder zurück gepumpt 7. Aktionspotential
wird weitergegeben
Homöostase
Durch die Homöostase wird das innere Milieu zwischen engen Grenzwerten gehalten.
•Blut-pH,•Kohlendioxidkonzentration,•Blutglukosekonzentration,•Körpertemperatur•Wasserhaushalt
Das endokrine System
Das endokrine System besteht aus Drüsen, die vom Blut transportierte Hormone freigeben.
Hormon System
endokrineDrüsen
Hormone
Über Blut transportiert
Hypophyse
Epiphyse
Thymusdrüse
KeimdrüseKeimdrüse
Nebenniere
Bauchspeicheldrüse
Nebenschilddrüse Schilddrüse
Das endokrine (Hormon)-System kontrolliert die Homöostase über negatives Feedback
Zu Zielzellen
Negative Rückkopplung hat einen stabilisierenden Effekt, d.h. ein Anstieg des Niveaus über den Maximalwert [5] bewirkt eine Verringerung [1] der Produktion und führt damit zum
Absinken des Niveaus.
Maximal-wert
Negativer Feedback
Absinken des Niveaus
Ein Absinken des Niveaus unter den Minimalwert [6] bewirkt eine Erhöhung [2] der
Produktion.
Minimal-wert
Negativer Feedback
Erhöhung des Niveaus
Maximal-wert
Geringfügige Veränderungen [3] die innerhalb der Grenzen liegen benötigen keinen Feedback.
Minimal-wert
Maximal-wert
Geringfügige Veränderungen
Geringfügige Veränderungen
benötigen keinen Feedback
Körpertemperatur
Wie kann der Körper seine Temperatur erhöhen, wenn es draußen kalt ist?
Wie kann der Körper seine Temperatur erhöhen, wenn es draußen kalt ist?
Wie kann der Körper seine Temperatur senken, wenn es draußen heiß ist?
Wie kann der Körper seine Temperatur senken, wenn es draußen heiß ist?
Normale Körper-
temperatur (T)
Normale Körper-
temperatur (T)
Korrekturmechanismus: Vasodilatation;
Schweiß; Verhaltensänderungen
Muskeln erschlafft
Korrekturmechanismus: Vasokonstriktion;
Zittern; Verhaltensänderungen
Kein SchweißMehr Stoffwechsel
Abbildung Schema zur Wärmeregulation des Körpers
T nimmt ab
T nimmt zu
Normale Körper-
temperatur (T)
Normale Körper-
temperatur (T)
Rolle der Nieren bei Homöostase
Regulierung des Salz- und Wasserhaushalts.Wenn es… zu viel Wasser aber zu wenig Salz im Körper gibt
produzieren die Nieren groβe Menge Urin mit geringer Salzkonzentration
zu wenig Wasser aber zu viel Salz im Körper gibt, produzieren Niere eine geringe Menge an Urin mit hoher Salzkonzentration.
Im Pankreas / Bauchspeicheldrüse wird der Blutzuckergehalt des Blutes reguliert!
Normaler Blutzuckerwert
produzieren Insulin, Leber und Muskulatur absorbieren
Glukose aus Blut
Umwandlung in Glykogen
Speicherung in Leber und Muskulatur
produzieren Glukagon.Leber Abbau von
Glykogen zu Glukose Abgabe an das Blut
-Zellen Pankreas
-Zellen Pankreas
Schema zur Blutglukose-Regulation des Körpers
Sport = weniger Zucker im Blut
Essen = mehr Zucker im Blut
Normaler Blutzucker-
wert
Vergleichen Sie nun mit Hilfe einer Tabelle die Reaktion auf zu hohen und auf zu niedrigen
Blutzucker!Vergleichen heißt: Gemeinsamkeiten und
Unterschiede!!!Vergleichen heißt: Gemeinsamkeiten und
Unterschiede!!!
Insulin Glukagonverringert Blutzucker erhöht BlutzuckerGlukoseaufnahme der Zellen; Keinen Effekt auf
GlukoseInsulin = Glukose Glykogen G = Glykogen Glukose
unterstützt Zellatmung unterstützt Zellatmung nicht
Unterstützt GlukoseFett Spalten von Fetten
Gemeinsamkeit: Beide kontrollieren über negativen Feedback Blutzuckerhomöostase
Vergleichen heißt: Gemeinsamkeiten und Unterschiede!!!
Notieren Sie Unterschiede immer in einer Tabelle!!!
Diabetes Typ I Dibetis Typ II
Alter Beginn Oft schon im Kindesalter
Meist ab 40 Jahre, aber auch jüngere
Menschen betroffenGrund Inselzellen des
Pankreas sind zerstört, keine Produktion
von Insulin
Fettleibigkeit, zu wenig Sport; nachlassende (versagende)
Insulin-produktion
Vorkommens-Häufigkeit
10-15% 85-90%
Behandlungs-möglichkeiten:
Injektion von Insulin Gewichtsreduzierung& Insulintabletten
