Neurophysiologie PDF - Universität Hamburg

Universität Hamburg Fachbereich Bewegungswissenschaft Institut für Sport- und Bewegungsmedizin Prof. Dr. med. Rüdiger Reer Neurophysiologie 1  Kennzeichen des Lebens Reizbarkeit Reaktion auf spezifische Reize...

Universität Hamburg Fachbereich Bewegungswissenschaft Institut für Sport- und Bewegungsmedizin Prof. Dr. med. Rüdiger Reer Neurophysiologie 1  Kennzeichen des Lebens Reizbarkeit Reaktion auf spezifische Reize Universität Hamburg Das Zytosol in der Zelle enthält vom Extrazellulärraum abweichende Ionenkonzentrationen Schmidt – Thews [Hrsg.], Physiologie des Menschen Das elektrochemische Gleichgewicht Im elektrochemischen Gleichgewicht halten sich 2 Kräfte die Waage: Konzentrationsgradient der Ionen elektrischer Gradient aufgrund der Ladung der Ionen Universität Hamburg Ruhemembranpotential Na-Ionen außen K-Ionen innen Ruhemembranpotential zwischen -50 bis -100mV (Zellinneres negativ!) Universität Hamburg  Die Na -K -Pumpe + + Schmidt – Thews [Hrsg.], Physiologie des Menschen, 1997 Mehr als 1/3 [bis zu 70% bei sehr aktiven Zellen] des Energieverbrauchs der Zellen wird für die Na+-K+-Pumpe aufgewendet ! Universität Hamburg  Zusammenfassung Die Aufrechterhaltung der vom Extrazellulärraum abweichenden intrazellulären Elektrolytkonzentrationen beruht auf einem energieabhängigen aktiven Transport [Na+-K+-Pumpe] Unter Ruhebedingungen findet sich ein elektrochemisches Gleichgewicht zwischen dem Konzentrationsgradient der Ionen und dem elektrischen Gradient aufgrund der Ionenladung Universität Hamburg  Informationsvermittlung durch elektrische Erregung Ruhepotential der Nervenzelle: - 70 mV Schmidt – Thews [Hrsg.], Physiologie des Menschen, 1997 Universität Hamburg Aktionspotential Änderung der Ionenleitfähigkeit der Membran Nach Erreichen des Schwellenpotentials Aktivierung der Na+-Kanäle [„Alles-oder-Nichts-Antwort“] Anschließend Anstieg der K+- Leitfähigkeit zum Wiederaufbau des Ruhemembranpotentials Silbernagl/Despopoulos, Taschenatlas der Physiologie, 2003 Universität Hamburg  Aktionspotential Zellen, an denen Aktionspotentiale ausgelöst werden können, sind erregbare Zellen Erregbarkeit ist eine typische Eigenschaft von Nerven- und Muskelzellen Universität Hamburg  Aktionspotential schnelle Depolarisation vom Ruhepotential zu „Overshoot“ einem positiven Potential selbstätige Repolaristion Zeitverlauf der Repolaristion für den Zelltyp typisch http://www.wissenschaft-online.de/abo/lexikon/neuro/293 Universität Hamburg  Refraktärperiode absolute Refraktärperiode – Die Zelle ist auch durch extrem starke Reize nicht erregbar. relative Refraktärperiode – Es kann nur ein Aktionspotential geringerer Höhe und Anstiegssteilheit ausgelöst werden. Universität Hamburg  Praktische Relevanz Kraftentwicklung der Muskulatur (zu kurze Refraktärzeit führt zu keiner vollständigen Muskelkontraktion Optimierung von Trainingseinheiten wegen längerer Erholungszeiten Verletzungsprophylaxe: Keine Überlastungen Neuromuskuläre Koordination wird verbessert Vorteilhaft für Erholung und Regeneration Universität Hamburg Inaktivierung von Na -Kanälen + Lokalanästhetika blockieren reversibel die Erregung und ihre Fortleitungen in Nerven durch Blockade der Na+-Kanäle Blockade von Signalen, die Schmerzempfindungen auslösen Universität Hamburg  Nervenzellen Zellen, an denen Aktionspotentiale ausgelöst werden können sind erregbare Zellen Erregbarkeit ist eine typische Eigenschaft von Nerven- und Muskelzellen Nervenzellen übertragen diese Impulse Muskelzellen reagieren mit Kontraktion Universität Hamburg Aufbau einer Nervenzelle [motorisches Neuron] Das Neuron ist die strukturelle und funktionelle Einheit des Nervensystems Soma [Zellkörper] 2 Arten von Fortsätzen: Axon [efferente Faser] Dendriten [afferente Fasern] Universität Hamburg Universität Hamburg Fortleitung des Aktionspotentials Universität Hamburg  Ranvierscher Schnürring markhaltige Nervenfasern sind alle 1,5 mm von Ranvierschen Schnürringen unterbrochen saltatorische Erregungs- fortleitung hohe Leitungsgeschwindigkeit [steigt mit Faserdurchmesser] Silbernagl/Despopoulos, Taschenatlas der Physiologie, 2003 Universität Hamburg  saltatorische Erregungsfortleitung Silbernagl/Despopoulos, Taschenatlas der Physiologie, 2003 Universität Hamburg  Leitungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit zum Faserdurchmesser Bei Wirbeltieren sind alle Fasern, die schneller als 3 m/s leiten, markhaltig Schmidt – Thews [Hrsg.], Physiologie des Menschen, 1997 Universität Hamburg Nervenfasertypen Schmidt – Thews [Hrsg.], Physiologie des Menschen, 1997 Universität Hamburg Synapse Universität Hamburg Synapse chemische Übertragung durch Neurotransmitter [Acetylcholin, (Nor-) Adrenalin, Dopamin,...] Neurotransmitter können hemmen oder erregen Die postsynaptische Membran lässt keine Neurotransmitter frei Ventilfunktion !!! Universität Hamburg Universität Hamburg Verbindung zwischen Nervenzellen - Synapsen Universität Hamburg Synapsen hemmend erregend Universität Hamburg Hemmende und erregende Synapsen Universität Hamburg Räumliche Summation der Erregung Universität Hamburg Zeitliche Summation der Erregung Universität Hamburg Universität Hamburg Universität Hamburg Einfluss des IPSP auf die postsynaptische Erregung Universität Hamburg  Beendigung der Transmitterwirkung Universität Hamburg Universität Hamburg Universität Hamburg Universität Hamburg Universität Hamburg Universität Hamburg Motorische Endplatte Universität Hamburg Endplattenströme Universität Hamburg Bewegung und Neuroplastizität Universität Hamburg Institut für Sport- und Bewegungsmedizin Ende Vielen Dank fürs Zuhören!