Vergiftung von Neuronen

Cyanide sind stark giftig, weil sie u.a. die Atmungskette blockieren, so dass kein ATP zur Verfügung gestellt werden kann. Gibt man Cyanide auf Neuronen, sind zunächst noch Aktionspotentiale auslösbar. Schließlich sind Aktionspotentiale nicht mehr auslösbar. Zugleich wird das Ruhepotential kleiner.

Aufgabe:

Erklären Sie, wie die oben genannte Wirkung auf Neurone zustande kommt.

 

 

  • Cyanid auf Neuron

  • wirkt an Mitochondrien

  • folglich: keine ATP-Synthese

  • deshalb: keine Energie in diesem Neuron zur Verfügung

  • und so: keine Arbeit der Na+-K+-Pumpe möglich

  • weil: sie nur unter ATP-Verbrauch arbeitet

  • denn: sie transportiert Ionen gegen deren Konzentrationsgefälle (chemischen Gradienten)

  • es findet also keine Refraktärzeit nach dem Aktionspotential statt

  • als Konsequenz werden ...

    • Na+-Ionen nicht mehr in den extrazellulären Raum transportiert und

    • K+-Ionen nicht mehr in den intrazellulären Raum,

die Leckströme nicht mehr ausgeglichen.

  • Na+-Ionen sickern also in den intrazellulären Raum ein

  • der intrazelluläre Raum wird also positiver,

  • und der extrazelluläre Raum wird negativer

  • K+-Ionen sickern in den extrazellulären Raum

  • dadurch wird der extrazelluläre Raum positiver und

  • der intrazelluläre Raum wird negativer.

  • Aufgabentext: das Ruhepotential wird kleiner:

  • auf K+-Ionen wirkt nur die chemische Kraft des Konzentrationsgefälles

  • denn: die A- (große Protein-Anione) ziehen die K+-Ionen wieder ins Zellinnere zurück.

  • Auf die Na+-Ionen wirken die chemische Kraft (außen höher konzentriert als innen)

  • und die elektrische Kraft (innen negativ geladen)

  • folglich strömen mehr Na+-Ionen in den Intrazellulär-Raum als K+-Ionen in den Extrazellulär-Raum

  • ergo: befindet sich intrazellulär mehr positive Ladung

  • die Spannung über der Membran ist also kleiner, das Ruhepotential geht gegen Null.

  • Aktionspotentiale sind nicht mehr auslösbar:

  • Das Konzentrationsgefälle für Na+-Ionen ist schwach bzw. gar nicht mehr vorhanden

  • folglich: kaum oder kein Einstrom von Na+-Ionen in den intrazellulären Raum und

  • die Ladung kehrt sich nicht um

  • Also keine Potentialveränderung

  • und auch kein Atkionspotential

natlab 2012

Besuch im natlab der FU Berlin mit dem Leistungskurs NBiologie, 1. Semester, Neurophjysiologie.

Arbeitsgruppe Retinachip - Am Computer wird die Verschaltung von Nervenzellen in der Netzhaut einer Katze unter verschiedenen Belichtungsbedingungen simuliert:
 

Arbeitsgruppe Schabenbein - Die Aktionspotenzialfrequenz am Bein einer Schabe bei unterschiedlicheer Auslenkung der Chitinborsten wird mittels extrazellulärer Ableitung ermittelt:
 

Arbeitsgruppe Duftkonditionierung bei Bienen - Honigbienen lernen durch Klassische Konditionierung ihren Rüssel herauszustrecken, wenn sie "angepustet" werden:
 

Diskussion der Ergebnisse - In Expertengruppen werden die Ergebnisse anschließend den anderen Gruppen vorgestellt: