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Aktionspotential
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carina.m
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Anmeldungsdatum: 04.03.2007
Beiträge: 589
Wohnort: München

BeitragVerfasst am: 26 Okt 2008 - 21:28:45    Titel: Aktionspotential

Hallo..
ich habe eine kleine frage zum aktionspotential...vielleicht kann mir ja jemand weiterhelfen..

also:
das aktionspotential wird durch eine depolarisation ausgelöst, wobei das zellinnere positiv und das zelläußere negativ geladen wird. anschließend kommt es zu einer repolarisation, da die Na+ Kanäle sich wieder verschlossen haben allerdings nun die K+ Kanäle noch durchlässiger sind als zuvor und somit sehr viel K+ aus der zelle hinaus strömt.. die zelle wird also innen im vergleich zu außen wieder negativ.
jetzt zu meiner frage:
das zellinnere wird bei der repolarisation sogar so negativ, dass es zur hyperpolarisation kommt? warum passiert das??
ich meine jetzt nicht wie es zu diesem vorgang kommt, sondern was der nutzen davon ist. Warum ist nicht bei dem wert schluss, bei dem das ruhepotential wieder erreicht ist??

danke schön
mephisopheles
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Anmeldungsdatum: 09.09.2008
Beiträge: 125

BeitragVerfasst am: 27 Okt 2008 - 12:55:02    Titel:

Es hat keinen Nutzen.
Es ist einfach so, weil es sich nicht vermeiden lässt.
Kipp einen Eimer Wasser in eine Badewanne und Du kannst beobachten, dass die Dynamik auf der abgewandten Seite der Wanne erst einmal zu einer Welle führt, die über dem Niveau des jetzigen Füllgrades der Wanne liegt. Diese Welle flaut ab und erst dann ist ein harmonisches Gleichgewicht erreicht.
Genauso ist es im Prinzip bei der Hyperpolarisation. Der Ionenstrom ist derart schwungvoll, dass er nicht in dem winzigen Zeitfenster, in dem der Sollwert erreicht ist, unmittelbar und präzise abgebrochen werden kann. Er schwappt quasi über.
bio_55
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Anmeldungsdatum: 30.10.2008
Beiträge: 27

BeitragVerfasst am: 30 Okt 2008 - 22:17:23    Titel:

Ich denke eine Hyperpolarisation kann schon von nutzen sein, wenn man zum Beispiel eine "Reizüberflutung" vermeiden möchte.
mephisopheles
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Anmeldungsdatum: 09.09.2008
Beiträge: 125

BeitragVerfasst am: 31 Okt 2008 - 11:35:39    Titel:

Inwiefern?
bio_55
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Anmeldungsdatum: 30.10.2008
Beiträge: 27

BeitragVerfasst am: 31 Okt 2008 - 21:49:14    Titel:

Also ich stelle mir das so vor: Ein Reiz erreicht einen Organismus und löst ein AP aus, jedoch reicht ein AP, um die Reaktion im Organismus auszulösen und ein weiteres ist erst mal nicht erwünscht. Die Hyperpolarisation nach dem ersten AP verhindert, dass direkt darauf folgend ein zweites AP ausgelöst wird. Meine auch irgendwann mal ein Beispiel dazu gehört zu haben.
mephisopheles
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Anmeldungsdatum: 09.09.2008
Beiträge: 125

BeitragVerfasst am: 31 Okt 2008 - 22:36:53    Titel:

Verstehe.

Das Aktionspotential selbst dauert knapp 2 ms. Der Abbau der Hyperpolarisation dauert noch einmal gut 1 ms. Rein effektiv ist dies tatsächlich eine Hemmung.

Aber:
Grundsätzlich sollte das Axon so schnell wie möglich wieder reizbar sein. Einen Folgereiz zu unterdrücken macht wenig Sinn, denn er könnte ja sinnvoll sein. (Man stelle sich etwa ein "gedrosseltes" Gehirn vor) Lediglich eine Dauererregung gilt es zu verhindern. Diese verhindert sich aber durch die Funktionsweise des Axons eigentlich von selbst. (Stichwort: Ladungsausgleich) Schon das normale Aktionspotential verhindert ja - Depolarisation plus Repolarisation - eine neue Reizung um knappe 2ms. Die Zeitspanne der Nichterregbarkeit des Axons von knapp 2 ms auf gut 3 ms zu verlängern ist, um die Dauererregung zu verhindern, eigentlich gar nicht mehr nötig. Man bedenke, dass die absolute Refraktärzeit, während der die Na-Kanäle blockiert sind und überhaupt nicht mehr öffnen können, schon beginnt, während noch die Reploarisation läuft. Bereits hier ist die Sperre zur Verhinderung der Dauererregung oder des "Zurückschlagens" der Erregung eingebaut.
Während der relativen Refraktärzeit dagegen kann grundsätzlich durchaus eine neue Erregung stattfinden, man braucht dazu aber deutlich stärkere Reize (Logisch, da ja durch die Hyperpolarisation der Weg zum Schwellenpotential deutlich länger ist) und erhält, da der Ionengradient des Ruhepotentials noch nicht vollkommen wieder hergestellt ist, auch schwächere Aktionspotentiale.

Das Ausmaß der Hyperpolarisation und der damit verbundenen "verlängerten" relativen Refraktärzeit ist für verschiedene Axontypen unterschiedlich. Es könnte also sehr wohl einen gewissen Nutzen haben, es könnte aber auch einfach an den unterschiedlichen chemischen Bedingungen verschiedener Körpergewebe liegen.
Da bin ich jetzt im Detail überfragt, da müsste dann ein wirklicher Profi ran.
bio_55
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Anmeldungsdatum: 30.10.2008
Beiträge: 27

BeitragVerfasst am: 01 Nov 2008 - 01:19:57    Titel:

Ich finde das ist genau das Schöne an unserem Fach, man kommt immer wieder ins grübeln. Denke ich werde mich, angeregt durch dich, mal etwas genauer mit dem Thema beschäftigen.

Gruß
mephisopheles
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Anmeldungsdatum: 09.09.2008
Beiträge: 125

BeitragVerfasst am: 01 Nov 2008 - 13:06:31    Titel:

Das Kompliment gebe ich gern zurück.
In diese Grübelphase bin ich durch Dich ja auch gekommen.
Das wirklich Schöne an Biologie ist das doppelt besetzte "biologische Warum"
Man ist im Gegensatz zu anderen Naturwissenschaften viel mehr gefordert, nach dem tatsächlichen Sinn eines Sachverhalts zu fragen. Man kann viel mehr philosophieren, genau das hat ich ja damals auch daran gereizt. *g*

Halt mich auf dem Laufenden, ich bin gespannt ob ich da einen Denkfehler habe und, falls ja, wo.

Gruß,

Twisted Evil
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Anmeldungsdatum: 30.10.2008
Beiträge: 27

BeitragVerfasst am: 01 Nov 2008 - 16:22:58    Titel:

Also im Moment sieht es für mich so aus, alsob wie du schon gesagt hast die absolute Refraktärzeit dem entgegensteuert und die Nachhyperpolarisation wohl für das Prinzip nicht ganz so wichtig ist. Sie scheint also mitlerweile auch mir nur als physiologisch unvermeidbar zu sein. Immerhin ist ja Inaktivierung der Na+-Kanäle die wesentlich "sichere" Methode um eine Art Dauererregung zu vermeiden.

Im Eckert steht leider auch nichts genaueres zur Nachhyperpolarisation als die Ursache in Abhängigkeit mit der Leitfähigkeit der K+-Kanäle
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