Warum bewirken glatte Gleichströme keine Muskelreizung?

In fast jeder Fachliteratur habe ich gelesen dass glatte Gleichströme keine Muskelreizung bewirkt. Allerdings gibt es z.T. auch gegenteilige Meinungen dazu. Im großen und ganzen aber wird beschrieben dass nur kurze Impulse (also gepulste Gleichströme wie Wechselströme) die Nerven und Muskeln erregen können. Meine Erfahrung bestätigt auch eher ersteres. Allerdings findet man keine richtige Erklärung dazu warum das so ist b.z.w. welcher Mechanismus dahintersteckt. Vielleicht kann mich da jemand aufklären!

Ich habe aus der Elektrophysiologie gelesen dass auch Gleichströme (ohne Rippel) Aktionspotentiale auslösen deren Frequenz und Amplitude von der Stärke des elektrischen Stromes und der Wirkdauer abhängen was auch logisch klingt. Aber dann müssten auch Muskeln greizt werden. Danach hängt die maximale Frequenz von der Refraktärzeit und der Membrankonstante ab. Aber auch hier meine ich einen Widerspruch zu erkennen denn das Herz wird z.B. durch Frequenzen von etwa 15 bis 300 Hz am effektivsten gereizt. Die Refraktärzeit dauert aber ca. 200 bis 300 ms und die Auslösezeit des Aktionspotentials ca. 100 µs. Daher auch schwächere Auswirkungen bei längerer Entladung.

Glatter Gleichstrom kann auch Kammerflimmern auslösen, hat aber keine feste Loslassschwelle, da diese nur von den bei Trennung vom Stromkreis ausgelösten Krämpfen abhängt, welche es den Probanden damals unmöglich machten freiwillig loszulassen und somit nicht direkt mit jener von Wechselstrom vergleichbar ist. Impulsfolgen mit Gleichstromimpulsen bei einer Frequenz von 50 Hz wiederum erzeugen z.T. stärkere Reaktionen als Wechselstrom mit 50 Hz.

Wie kann man das besser nachvollziehen?

Medizin, Strom, Chemie, Elektrik, Biologie, Physik, Physiologie, Stromschlag, Aktionspotential
Auswirkungen von Toxine auf Axone von Neuronen?

Also..ich komm bei zwei Aufgaben einer Hausaufgabe nicht weiter. Zu meinem Pech bilden sie auch die Grundlage zur anstehenden Klausur. Wäre nett ,wenn sich jemand Zeit nehmen würde , um mir zu helfen.

1) Welche Konsequenzen ergeben sich durch die Anlagerung des Ciguatoxins für die Erregungsleitung im Neuron?

Kleine Nebeninfo: Der Natriumkanal öffnet sich bereits bei der Membrandepolarisation, die deutlich niedriger als normal.

Meine Idee: Durch die frühzeitige Öffnung der Kanäle kommt es relativ früh zu einem Reiz, wodurch auch scheller die Schwelle erreicht wird, die wahrscheinlich aber unter dem normalen Punkt liegen müsste. Da mehrere Natriumionen somit durch die Kanäle in den Zellaußenraum diffundieren können und auch das Gegenkämpfern der K+/Na+-Pumpe dies nicht ausgleichen kann, werden mehrere Informationen gleichzeitig weitergleitet, wodurch es zu einer Überforderung kommen könnte. Wenn dies stimmen würde, könnten die Neuronen die Informationen nicht geregelt oder geordnet weiterleiten, wodurch es zu den Muskelschmerzen, der Kraftlosigkeit der Extremitäten und dem gestörten Temperaturempfindungen kommen könnte.

Jedoch sollen wir auch das Ruhepotenzial und das Aktionspotenzial miteinbringen,und dazu definieren und erklären, jedoch hab ich keinen Schimmer wie ich das machen soll, da diese doch relativ lange erklärt werden müssen und ich sie auch nicht so recht verstanden habe.

2) Welche physiologischen Auswirkungen hat das Tetrodotoxin auf Axone von Neuronen?

Kleine Nebenino: Die pharmakologische Rolle des Tetrodotoxins ist inzwischen aufgeklärt: Es bindet spezifisch an spannungsabhängige Natrium-Ionen-Kanäle von Zellmembranen und blockiert diese. Gegenmittel sind bis heute nicht bekannt , und bei ausreichender Dosierung tritt der Tod binnen 6 bis 24 Stunden ein.

Meine Idee: Da dieses Toxin sich an die spannungsabhängigen Natrium-Ionen-Kanäle bindet , werden diese blockiert woraus folglich keine Natriumionen mehr hinausdiffundieren können. Somit ist kein Aktionspotential mehr möglich, wodurch keine Reize mehr weitergeleitet werden können, was die Schwäche bzw. die Taubheit in den verschiedenen Extremitäten erklären würde.

Auch hier sollen wieder die Begriffe Ruhepotential und Aktionspotential mit Definitionen und Erklärung mit eingebracht werden.

Wäre nett, wenn es sich jemand durchlesen und mir helfen könnte. Danke im voraus.

Biologie, Neutronen, Aktionspotential, Ruhepotential, Toxine
Wie wird nach der Hyperpolarisation das Ruhemembranpotential wieder hergestellt?

Hallo liebe community,

zurzeit nehmen wir in Biologie (Oberstufe, KS2/12.Klasse, 4-stündiges Fach) das Ruhepotenzial durch. Bis auf eine mehr oder weniger kleine Sache ist mir das auch klar.

Das, was ich nicht ganz verstanden habe ist die Zeit zwischen Hyperpolarisation und dem wiederhergestellten Ruhepotential. Zu der Zeit ist ja die Ladung innerhalb der Zelle negativer als das eigentliche Ruhepotential. In jedem Bio-Buch oder im Internet steht nun, dass die Natrium-Kalium-Pumpe das Ruhepotential nun wieder herstellt, also dafür sorgt, dass die Ionen wieder so verteilt sind wie am Anfang und außerdem, dass das Potential im inneren der Zelle etwas positiver wird. Das ist doch eigentlich Quatsch oder? Dafür kann doch nicht nur die Natrium-Kalium-Pumpe zuständig sein, denn diese transportiert ja drei Natriumionen aus der Zelle hinaus (also 3 mal positiv) und 2 Kaliumionen hinein (also 2 mal positiv). Daher hat man also in der Zelle nach jedem Pumpvorgang eine positive Ladung weniger und das Potential müsste noch weiter absinken. Kann mir da irgendjemand sagen, wie das Potential dann trotzdem positiver werden kann, wenn die Pumpe doch mit jedem Pumpvorgang netto eine positive Ladung nach draußen befördert? Meine Lehrerin meinte nur "Das ist halt so, das musst du akzeptieren." Das kann doch nicht einfach das Ende sein, oder?

Freundliche Grüße

Spunny Forest

Biologie, Neurobiologie, Kalium, Natrium, Aktionspotential, Ruhepotential
Ruhepotential und Aktionspotential (Neurobiologie)

Halli Hallo, Ich habe kurz 2 Fragen zum Ruhe- und Aktionspotential. Habe ich das richtig verstanden, dass beim Ruhepotential die K+ - Ionen vom Intrazellularraum durch den Konzentrationsgradienten in den Extrazellularraum diffundieren, aber auch K+ - Ionen durch das elektrische Feld wieder vom Extrazellularraum in den Intrazellularraum diffundieren? Oder geschieht dies nur durch die Na+K+-Pumpe? Das ist doch dann praktisch ein Kreislauf der K+-Ionen wodurch die Konzentration gleigehalten wird, oder? Ich fürchte ich hab diesen Prozess noch nicht 100%ig verstanden, was jedoch für meine Abi-Arbeit am Dienstag von Vorteil wäre :P nun zum Aktionspotential: Während der Depolarisation diffundieren die Na+ Ionen von außen nach Innen sodass praktisch ein Spannungswechsel (innen positiv und außen negativ) stattfindet. Die K+ Ionen diffundieren dann während der Repolarisation nach außen, und dann ist es ja genau umgekehrt, wie es eigentlich sein sollte. Normal sind doch die K+ Ionen innen und die Na+ Ionen außen, oder spielt das nur beim Ruhepotential eine Rolle und geht es hier nur um die + und - Ladung? Wann und wie wird dies, dann nochmal in Ordnung gebracht? Müsste doch vor dem nächsten Aktionspotential bzw der nächsten beginnenden Depolarisation noch geschehen oder? Ich hoffe ihr könnt meine Problemchen nachvollziehen und mir ganz bald helfen :)

Gesundheit, Biologie, Neurobiologie, Aktionspotential, Ruhepotential

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