Beschädigte Axonmembran - Potenziale?

Hi,

heute habe ich eine Bio-Klausur (12. Klasse Gymnasium) zum Thema Neurone / Erregungsleitung etc. geschrieben.

Dabei war eine Aufgabe, wenn ich mich recht erinnere, Folgende:

Es gab eine kleine Skizze, in die ein Axonausschnitt gezeichnet worden war. Man konnte einen Experimentaufbau mit zwei eingestochenen Elektroden sehen und angetragen war, dass ein überschwelliger Reiz zugeführt wird und die Ableitung (von was, weiß ich leider nicht - vermutungsweise vom (Aktions-)Potenzial?) intrazellulär erfolgt. Außerdem war angegeben, dass die Axonmembran beschädigt ist.
Aufbauend darauf sollten wir ein Potenzialdiagramm (ich denke mal, eine (abgewandelte) Aktionspotenzial-Kurve) zeichnen und erläutern.

Allerdings weiß ich bis jetzt nicht genau, wie diese Kurve aussähe -

  • Liegt das Ruhe- und auch Aktionspotenzial bei 0, weil durch die beschädigte Membran keine Ionenströme mehr zustande kommen, wie sie sollten - und somit keine Spannungsdifferenz entstehen kann?
  • Kommt durch den Reiz und unmögliche Ionenströme einfach kein Aktionspotenzial zustande, also muss man eine Gerade bei -70 mV (Ruhepotenzial) ziehen?
  • Oder ist die Lösung ganz anders?

Wir haben so eine Aufgabe nie gemacht, und bis zur voraussichtlichen Herausgabe in einem Monat oder mehr kann ich meine Lehrerin auch nicht fragen - da wollte ich hier einfach mal wissen, ob sich evtl. jemand auskennt. Rein aus Neugier, ich wüsste das gerne für die Zukunft :)

Schule, Biologie, Gymnasium, Nerven, Oberstufe, Membran, Aktionspotential, Axon, Ruhepotential
2 Antworten
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
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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
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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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