Das Nervensystem und das Aktionspotenzial

Das menschliche Nervensystem

Zentrales Nervensystem (ZNS): Bestehend aus Gehirn, Kleinhirn, Hirnstamm und Rückenmark.

Peripheres Nervensystem (PNS):

• Sensorische Komponente: Besteht aus sensorischen Ganglien und Nerven.
• Motorische Komponente:
  • Autonomes Nervensystem: Parasympathische Division der Synapsen; steuert die glatte Muskulatur, das Herz und die Drüsen.
  • Somatisches Nervensystem: Motorische Nerven für die Skelettmuskulatur (extrafusal).

Das somatosensorische System

Die Empfindlichkeit betrifft die Fähigkeit, Informationen über die Außenwelt zu übertragen, zu kodieren und wahrzunehmen. Ein großer Teil des Gehirns ist dieser Aufgabe gewidmet. Die Rezeptor-Nervenzellen sind hochspezialisiert und wandeln Energie (mechanische Kräfte, Photonen, Schallwellen, Kopfbewegungen und molekulare Bewegungen wie Gerüche oder chemische Stoffe) in Nervensignale um. Diese übermitteln Informationen über Impulse an das Gehirn.

Das sensorische System hat zwei Hauptkomponenten:

1. Ein Subsystem für die Detektion mechanischer Reize wie leichte Berührung und Vibration.
2. Ein Teilsystem zur Erkennung schmerzhafter Reize und der Temperatur.

Diese zwei Subsysteme verleihen Tieren die Kapazität, Formen und Strukturen, die jederzeit auf den Körper einwirken, zu identifizieren und potenziell schädliche Situationen zu erkennen.

Das Aktionspotenzial

Das Aktionspotenzial beschreibt eine vorübergehende Änderung der elektrischen Ladung innerhalb des Neurons:

• Depolarisation: Wechsel von negativ (-) zu positiv (+).
• Repolarisation: Wechsel von positiv (+) zu negativ (-).

Wenn das Neuron inaktiv ist, liegt die Spannung bei -60 mV, im aktiven Zustand bei +58 mV.

• Refraktärzeit: Das Neuron reagiert nicht auf Signale, bis dieser Zeitraum abgeschlossen ist.
• Natrium-Kalium-Pumpe: Transportiert 3 Natrium-Ionen hinaus und nimmt 2 Kalium-Ionen auf.
• Alles-oder-Nichts-Gesetz: Das Aktionspotenzial wird entweder vollständig oder gar nicht ausgelöst.
• Zeitpunkt der Entladung: Tritt auf, wenn ein Ungleichgewicht zwischen Natrium und Kalium besteht.
• Ranviersche Schnürringe: Bereiche (Poren), an denen das Signal springt; dies wird als Erregbarkeit (Exzitabilität) bezeichnet.

Neurotransmitter und Rezeptoren

Das Nervensystem nutzt spezifische Rezeptoren für Neurotransmitter:

• Dopamin: D1 (Stimmungszustand, Energie) und D2 (Sinnesorgane).
• Glutaminsäure (Acido glutamico).
• Acetylcholin: Nikotinische und muskarinische Rezeptoren.

Arten von Rezeptoren

• Ionotrope Rezeptoren: (z. B. Glutaminsäure, 5HT3, Nikotin) – reagieren schnell.
• Metabotrope Rezeptoren: (G-Protein-gekoppelte Rezeptoren) – reagieren träge.

Botenstoffe: Dopamin, Phosphorylierung und G-Proteine. Die sekundären Botenstoffe (Second Messenger) umfassen zyklisches AMP und Diacylglycerole.