Saltatorische Erregungsleitung?

Gast

Kann mir jemand von euch die saltatorische Erregungsleitung erklären?

Also besonders warum der Strom von einem Schnürring zum nächsten kommt?

Gast

weil die Erregungleitung so viel schneller geht!

Gast

J:)Jo · Gast

Die Saltatorische Erregungsleitung ist eine sprunghafte Weiterleitung der Aktionspotentiale von Ranvier'schem Schnürring zu Ranvier'schem Schnürring. Dabei wird eine elektrische Spannung zwischen dem depolarisierten und dem folgenden polarisierten Schnürring (dort herrscht noch das Ruhepotential vor) aufgebaut, wodurch es zu einem Ionenstrom kommt. Die positiv geladenen Na+ -Ionen, die durch die spannungsabhängigen Na+ -Ionenkanäle diffundiert sind, werden sozusagen von dem negativer geladenen Intrazellularraum im Bereich des nächsten Schnürrings angezogen. Dies führt am folgenden Schnürring zur Auslösung eines Aktionspotentials, weil die dortige Veränderung des Ruhepotentials zur Öffnung von Na+ -Ionenkanälen führt. Dies setzt sich immer weiter fort. Im Endeffekt hat dies den Vorteil, dass die Leitungsgeschwindigkeit höher und der Energiebedarf niedriger ist, weil weniger ATP für die Natrium-Kalium-Pumpe, die für die Repolarisation wichtig ist, benötigt wird.

Thumbs up!

Gast

also ich verstehe immer noch nicht, warum die Erregungsleitung bei der saltatorischen Erregungsleitung schneller ist....

das erschließt sich mir aus deiner Erklärung nicht so wirklich.

Gruß Florian

Gast

Weil bei der saltatorischen erregungsleitung so in kürzer Zeit mehr weg zurückgelegt werden kann

Berlinerin · Gast

Florian/Berlin · Gast

Hi, bin auch aus berlin

ja, ich weiß was saltatorisch heißt,

aber ich wüßte gerne wie diese Sprünge funktionieren, also eine erläuterung der physiologischen Vorgänge und eine richtige Erklärung, warum diese Erregungsleitung nun schneller ist als die andere

Gast

die Erklärung oben ist ja schon recht genau, nur kapier ich nicht ganz, warum die positiven Teilchen nun plötzlich springen, warum legen die den Weg nicht ganz normal zurück

wie entsteht denn diese Spannung und was geht da eigentlich vor sich?

Sanji18 · Gast

an den stellen wo Schwanschen Zellen vorhanden sind hat das axon kein kontakt zum außenraum. deswegen kann an diesen stellen kein aktionspotenzial entstehen. entstehen können sie nicht weil keine ionen vorhanden sind die einströmen können. die depolarisation beginnt aslo deshalb erst wieder an den ranvierschen schnürringen wo das axon kontakt zum außenraum hat. dadurch werden die stellen an den schwanschen zellen "übersrungen"wodurch weniger aktionpotenziale gebraucht werden.

P.S. der energieverbrauc ist dadurch auch sehr viel geringer

Jan · Gast

Bei dem Prinzip der Saltatorischen Erregungsleitung geht es nicht darum, dass sich Teilchen großartig bewegen, sondern eine Spannung wird weitergeleitet wie in einem Stromkabel.
In dem ersten Ranvier-Schnürring öffnen sich spannungsabhängige Na+-Kanäle wenn die Membran dort über einen Schwellenwert depolarisiert wird. Daraufhin strömen einige positiv geladenen Na+ ein. Es entsteht eine Depolarisierung, das Aktionspotential. Du hast nun also unterschiedliche Ladungen auf beiden Seiten der Membran. Innen ist positiv, außen ist negativ.
Die Schwannschen Zellen od. auch Oligodendrozyten isolieren das Axon wie ein Gummimantel ein Metalldraht. Das Innere positive Potential breitet sich mit leichter Abschwächung entlang des Axons aus und beim nächsten Schnürring liegt wieder eine Spannung (also ein Potentialunterschied zwischen Innen und Außen) vor, die etwas geringer ist als beim vorherigen Schnürring. (hängt mit dem Längswiderstand des Axons zu tun, über den die Spannung wie bei einem elektr. Widerstand abfällt)
Diese Spannung am zweiten Schnürrring sorgt nun wieder dafür, dass sich spannungsabhängige Na+-Kanäle öffnen und es entsteht erneut ein Aktionspotential. Das Spiel geht wieder von vorne los.
Die Weiterleitung hat fast nichts mit der realen Bewegung von Ionen od. anderen Teilchen entlang des Axons zu tun, sondern es wird nur eine Spannung weitergeleitet. Hat recht viel mit Physik zu tun. Also vielleicht mal in nem Buch bei Elektrotechnik nachschlagen.
Mfg Jan

Sanji18 · Gast

was ist das für ein palaber. mag ja vielleicht richtig sein was der schreibt aber wer versteht das schon.

Kirstin · Gast

warum palaber er hat es genau erklärt was gefordert war und dazu noch verständlich finde ich

Minnie · Anmeldungsdatum: 14.11.2004 Beiträge: 87 Wohnort: Heidelberg

Wovon hängt die Leitungsgeschwindigkeit bei der saltatorischen Erregungsleitung ab?

Ich hätte jetzt gesagt, je geringer der Durchmesser des Axons, desto schneller ist die Geschwindigkeit. Stimmt das?

Aber bei Warmblütern ist doch die Geschwindigkeit höher als bei Kaltblütern, trotz gleichen Durchmessers, gell?

Gast

,,madeleine · Gast

http://www.eduvinet.de/mallig/bio/neuron/neuro40.htm die site erklärt das eigentlich recht gut_ zuerst das wandern des ap an markellosen fasern und dann an markhaltigen fasern (eine oder 2 seiten weiter)

gast ohne namen · Gast

die erhöhung der leitungsgeschwindigkeit kann durch zwei physiologische begebenheiten erreicht werden. zum einen durch einen größeren axondurchmesser, da die na+-ionen, die sich auf die negativ geladenen nachbarbereiche verteilen, um dort spannungsgesteuerte na+-ionenkänale zu öffnen, weniger widerstand erfahren. sie verteilen sich also schneller. damit aber nicht an jeder nebachbarten membranstelle aps ausgelöst werden (das verlangsamt die fortleitung und kostet zu viel unnötige energie), ist die membran teilweise myelinisiert, d.h., dass dort keine aps ausgelöst werden können. je stärker das axon myelinisiert ist, desto schneller läuft die erregungsleitung ab (natürlich nur so lange, wie die myelinscheidenlänge nicht die reichweite des elektrischen feldes übertrifft).
in warmblütern ist die erregungsleitung sowieso schneller als bei kaltblütern, da, wie die rgt-regel besagt, bei höherer temperatur alle stoffwechselvorgänge schneller ablaufen.

Gast2 · Gast

Die Geschwindigkeit hängt wie schon gesat wurde vom Durchmesser des Axons ab, aber auch davon, ob ein Axon myelinisiert ist oder nicht. Spannungen werden bei myelinisierten Zellen schneller weitergeleitet als bei nicht myelinisierten Zellen.

Tobse · Anmeldungsdatum: 05.05.2007 Beiträge: 93

Kann mir jemand von euch die saltatorische Erregungsleitung erklären?

Also besonders warum der Strom von einem Schnürring zum nächsten kommt

Um das Axon sind ja Myelinscheiden gewickelt die das Axon wie eine Kabelisolierung isolieren.
Dadurch wird der Membranwiderstand erhöht.

Dies bedeutet:

Der Strom der innerhalb des Axons fließt kann erst wieder am nächsten Schnürring ein AP ausbilden.

Die Schnelligkeit beruht darauf:

Der Innenwiderstand wird geringer im Vergleich zum Membranwiderstand.

Der Strom geht immer den eifachsten Weg also durch die Innenseite des Axons, bis er zum nächsten schnürring kommt.
Der Strom hat also eine größere Reichweite um die membran überschwellig zu depolarisieren.

gast 2 · Gast

ich finde alle eure erklärungen sehr einleuchtend.

was ich mich frage ist, warum der ATP verbrauch bei der saltatorischen erregungsleitung geringer ist. das ist mir nicht klar.

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

1. Wofür wird das ATP denn benötigt?

2. Zeichne einmal zwei Axone, die die Erregung saltatorisch beziehungsweise kontinuierlich weiterleiten. Markiere dann die Bereiche, an denen ATP verbracht wird. Nun solltest du eine Erklärung liefern können.

gast 2 · Gast

naja, ATP wird da benötigt, wo die natrium kalium pumpe zur repolarisierung benötigt wird. aber die wird doch sowohl bei der kontinuierlichen- als auch bei der saltatorischen erregungsleitung bemötigt.

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Aufgabe 2 machen. Augenzwinkern

Gast

okay, ich glaube ich habe es verstanden:)

bei der saltatorischen erregungsleitung wird insgesamt weniger ATP verbraucht, da das aktionspotential, und somit auch der einsatz der kalium- natrium pumpe, nur an den schnürringen stattfindet, bzw. entsteht.
bei der kontinuierlichen erregungsleitung muss die pumpe ja nach jedem schritt wieder in kraft treten, um die repolarisierung einzuleiten und somit zu verhindern, dass das aktionspotential auch in die andere richtung läuft.

ist das richtig??

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Die Idee ist richtig. Die Begründung bei der kontinuierlichen Erregungsleitung hinkt noch etwas. Liegt aber wahrscheinlich eher an der Formulierung.

12345678 · Gast

Mir ist immer noch nicht so ganz klar wie der "sprung" von einem zum nächsten schnürring physikalisch funktioniert. Eine Spannung zwischen einstromstelle und dem benachbarten axonabschnitt ensteht, aber warum wandern positive ionen bis zum nächsten schnürring, es müsste doch direkt zu einem ladungsausgleich kommen. irgendwie hinkt der vergleich mit einem eletrischen strom.

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Habe ich auch erst nach meinem Studium (mE) verstanden. Ist klar, dass du es dann auch für sehr schwierig hälst.

Elektrische Ladung ist von einem elektrischen Feld umgeben. Man hat eine Ladungstrennung im Ruhezustand und damit auch ein bestimmtes elektrisches Feld (Lorenz-Kraft in der Physik behandelt?). Hat Ähnlichkeiten mit einem magnetischen Feld.
Bei einer Ladungsumkehrung zum AP verändert sich auch das elektrische Feld und genau dies wirkt auf die benachbarten Bereiche und führt dazu, dass die benachbarten Kanäle sich öffnen. Das ist immer so! Sicherlich sind die "wandernden" oder "schiebenden" Elektronen anschaulicher, aber führen beim Verständnis von kontinuierlicher und saltatorischer Erregungsleitung zum Problem.
Denn:
Bei der myelinisierten Nervenfaser ist das Axon isoliert. Dadurch können die elektrischen Felder nicht durch die Membran wirken. Dadurch schwächen sie sich nicht mit zunehmender Entfernung vom AP so stark ab und können auch Kanäle in weiter Entfernung öffnen. Beim unmyelinisierten Axon fehlt diese Isolierung, so dass das elektrische Feld schon bei einem geringem Abstand vom AP-Bereich nicht mehr stark genug sind, um die Öffnung der Kanäle zu erreichen. => Es geht langsamer.

12345678 · Gast

also eine feldausbreitung. Danke für deine Antwort ist mir jetzt halbwegs klar!

BMoll87 · Gast

Wurde nicht vorher erwähnt, dass die Natrium Ionen für die Öffnung der spannungsabhängigen Natrium Kanäle des nächsten Schnürrings verantwortlich sind, da sie durch ihre positive Ladung von den -70 mV Ruhepotential praktisch angezogen werden und dort dann für eine Überschreitung des Schwellenwertes sorgen?

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Mit deinem Modell kann man wunderbar die kontinuierliche Erregungsleitung erklären. Sie scheitert aber etwas bei der saltatorischen Erregungsleitung. Bei der musst du eigentlich die Feldausbreitung benutzen.

Zur not kannst du dir es auch so vorstellen, dass die Ionen nicht so stark durch die Membran angezogen werden und deshalb schneller zum nächsten Schnürring diffundieren können. Dieses Modell hat aber einige wissenschaftliche Unzulänglichkeiten.

HH · Gast

das liegt daran, dass die schwannsche scheide direkt auf der axonmembran aufliegt und somit keine sog. leckströme entstehen..die entstehen bei einem axon ohne myelinscheide ,da sich die ionen ständig aufgrund des konzentrationsgefälles anziehen..

kübi · Gast

ich finde, man sollte den unterricht über foren führen, hier sind die qualitativsten lehrer!

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Das kannst du so nicht sagen, auch wenn du mir so schmeichelst. Das Problem in der Schule ist, dass man 25 Schüler in einem Kurs hat und deshalb unmöglich auf jeden einzelnen eingehen kann. Im Forum diskutiert man in der Regel nur mit einer Person.
Und manchmal ist eine andere Herangehensweise eines anderen Lehrers schon hilfreich. So gut kann man Unterricht leider nicht machen, dass jeder ganz individuell gefördert wird.

Saminsa · Anmeldungsdatum: 02.09.2011 Beiträge: 5

Hallo!
Der Thread hier ist zwar schon länger nicht mehr aktiv, aber ich hoffe trotzdem, dass mir jemand antwortet.
Ihr habt hier die saltatorische Erregungsleitung wirklich gut erklärt.
Nun haben wir in Bio eine Aufgabe auf, bei der ich aber keine Idee bekomme...

"Warum kann der Abstand zwischen zwei Ranvierschen Schnürringen nicht beliebig vergrößert werden, um die Leitungsgeschwindigkeit weiter zu steigern?"

jörg · Anmeldungsdatum: 12.12.2010 Beiträge: 2107 Wohnort: Bückeburg

Wie breitet sich die Erregung denn zwischen den Schnürringen aus?

Saminsa · Anmeldungsdatum: 02.09.2011 Beiträge: 5

Ehm, strömen nicht die Ionen aufgrund der unterschiedlichen Spannung von Schnürring zu Schnürring?

jörg · Anmeldungsdatum: 12.12.2010 Beiträge: 2107 Wohnort: Bückeburg

Das ist so nicht richtig.

Sagt dir der Begriff der elektrotonischen Ausbreitung etwas?

Saminsa · Anmeldungsdatum: 02.09.2011 Beiträge: 5

Nein, da muss ich leider passen.

jörg · Anmeldungsdatum: 12.12.2010 Beiträge: 2107 Wohnort: Bückeburg

O.k., der Elektrotonus ist sozusagen der Spannungsverlauf innerhalb der Zelle.
Durch Ionenströme verändert sich nicht nur das Potential über der Zellmembran, sondern auch zu den benachbarten Bereichen.
Dieses Potential ist ja dann auch der Schlüsselreiz für das Öffnen der depolarisierenden Natriumkanäle.
Das Problem ist nur, dass der Elektrotonus eine begrenzte Reichweite hat, die Spannung nimmt mit Entfernung von dem "Ursprung" (der gereizte und bereits depolarisierte Bereich) ab und zwar mit dem Quadrat der Strecke.
Die Natriumkanäle benötigen, um zu reagieren aber eine Mindestspannung.
Nach einer gewissen Strecke kann die Spannung, die für die Reaktion der Natriumkanäle erforderlich ist, nicht mehr gewährleistet werden. Deswegen ist die Entfernung zwischen den Schnürringen nicht beliebig vergrösserbar, da sich in diesen Bereichen die Erregung elektrotonisch, also ohne Ionenströme, allein durch die Wechselwirkung zwischen erregten und unerregten Bereichen ausbreitet.

Saminsa · Anmeldungsdatum: 02.09.2011 Beiträge: 5

Okay, also würde am nächsten Schnürring kein Aktionspotenzial stattfinden können, weil die Mindestspannung durch die Entfernung nicht erreicht wird?