2. Das Axon (und die Weiterleitung eines Nervenimpulses)
Lern-Ziel
Ziel dieser Seite ist es, dass Sie...
- ... den Nutzen von Ionen-Kanälen beschreiben können.
- ... die Auswirkung einer Ladungsverschiebung auf das Axon wiedergeben können.
- ... die Abläufe nach dem Eingang einer Ladungsverschiebung am Axon beschreiben und begründen können.
- ... damit die Grundlagen für die Signalweiterleitung erklären können.
Gedankenexperiment: Kanäle
Die Membran besitzt entlang des Axons die Möglichkeit Kanäle für Natrium-Ionen (und weitere steuerbare) Kanäle für Kalium-Ionen zu öffnen oder zu schließen, so dass sich diese Ionen frei zwischen dem Äußeren und Inneren bewegen können.
Was würde nach dem öffnen eines solchen Kanals passieren? (Denken Sie an das Kapitel: Die Zellmembran (und das Ruhepotential))
Natrium-Ionen
Beschreiben Sie, was passieren würde, wenn Natrium-Kanäle in der Membran geöffnet werden würden und die Membran dadurch durchlässig für Natrium-Ionen werden würde.
Die Folge der offenen Kanäle
Wie würde sich ein offener Natrium-Kanal also auf die Ladungsverteilung an Membran auswirken?
Wie reagieren die Ladungen in der Membran neben der Stelle, an der die Ladung getauscht wurde?
Durch diesen Mechanismus wird also prinzipiell ein Signal weitergeleitet: Die positiv einströmenden Ladungen strömen dann entlang der Membran weiter. Solange das Signal nicht erneuert wird, nennen wir diese Weiterleitung "passive Signalleitung".
Andererseits kann das Signal auch immer wieder erneuert werden, indem die Natriumkanäle durch das von den einströmenden Ladungen erzeugte Potential geöffnet werden. Dadurch Strömen wieder neue positive Ladungsträger in die Zelle ein und wandern dann wieder entlang der Membran weiter. Diese können dann die nächsten Natriumkanäle öffnen und der Prozess startet erneut. Durch diese Kettenreaktion wandert das Signal immer weiter entlang der Zellmembran.
Jetzt sollten Sie die grundlegende Funktion der Signalweiterleitung verstanden haben. Wir werden das Verständnis der Signalweiterleitung später aus physikalischer Sicht noch mehr vertiefen. Schauen Sie noch einmal an den Anfang dieser Seite und überlegen Sie sich, ob Sie die gesetzten Lernziele erreicht haben.
Falls noch Fragen offen sind: sprechen Sie ihre Lehrkraft an! Zusätzlich können Sie sich auch das folgende Video anschauen, welches den Stoff zusammenfasst, welchen Sie nun gelernt haben sollten.