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Transkript Vom Reiz zum Aktionspotenzial

Stelle dir vor, du stehst auf dem Volleyballfeld. Ein Spieler deiner Mannschaft brüllt dir zu: ”Nimm den Ball an!”. Du würdest wahrscheinlich sofort versuchen, den Ball auch anzunehmen. Ihr wollt schließlich gewinnen.In den wenigen Sekunden, die zwischen dem Hören des Satzes “Nimm den Ball an!” und deiner Reaktion vergehen, passiert in deinem Nervensystem viel.

Der Reiz, also das Rufen des anderen Spielers, muss in Aktionspotentiale überführt werden, um die Informationen über den anzunehmenden Ball an das Gehirn zu übermitteln. Erst dort wird die Information ausgewertet und die entsprechenden Signale für eine Reaktion, also das Annehmen, werden gesendet.

In diesem Film möchte ich dir erklären, was genau passiert, wenn ein Reiz in Aktionspotentiale überführt wird.

Allgemeines zu Reizen

Reize aus der Umwelt nimmst du über deine Sinnesorgane auf. In jedem Sinnesorgan befinden sich Sinneszellen. Sie fungieren als Rezeptoren. Das bedeutet, dass sie auf Reize aus der Umwelt reagieren, elektrische Signale erzeugen und so Informationen aus der Umwelt ins Zentrale Nervensystem bringen.

Sinneszellen und Rezeptoren

In den Sinnesorganen kommen verschiedene Sinneszellen bzw. Rezeptoren vor. Jeder Typ ist für eine bestimmte Art Reiz empfindlich. Dieser heißt für den jeweiligen Rezeptor ein adäquater Reiz.

Man unterscheidet folgende Sinneszellen: Erstens Thermorezeptoren. Sie nehmen Temperaturunterschiede wahr. Sie befinden sich in der Haut.

Zweitens Mechanorezeptoren. Sie lösen elektrische Signale bei Verformung aus. Sie befinden sich z.B in Muskeln und sind so für Körperhaltung und Bewegung wichtig. Sie sind auch im Ohr zu finden und außerdem bedeutend für den Tastsinn der Haut.

Drittens Fotorezeptoren. Sie nehmen Lichtreize wahr und befinden sich im Auge.

Und viertens, die Chemorezeptoren. Sie reagieren auf chemische Substanzen. Man findet sie in Nase und Zunge.

Vom Reiz zum Aktionspotenzial

Ich werde dir zunächst allgemein erklären, was passiert, wenn ein Reiz in ein Aktionspotential überführt wird. Eine Sinneszelle ist der Rezeptor für einen bestimmten Reiz. Sie ist aber auch mit Synapsen von Nervenzellen des Zentralen Nervensystems verbunden.

Wenn ein adäquater Reiz eingeht, erfolgt die Öffnung von Ionenkanälen. Über einen synaptischen Prozess und der Übertragung von Neurotransmittern kommt es zu einer Depolarisation der synaptischen Membran. Das ist noch kein Aktionspotential, sondern ein so genanntes Rezeptorpotential.

Dieses wird elektrisch bis zum Axonhügel der entsprechenden Nervenzelle weitergeleitet. Erst dort kann ein Aktionspotential entstehen nach dem Alles-Oder-Nichts-Prinzip. Rezeptorpotentiale hingegen wachsen mit Stärke und Dauer des Reizes. Sie funktionieren also nicht nach dem Alles-Oder-Nichts-Prinzip. Der Reiz wurde nun in Erregung überführt, die Information gelangt ins Gehirn und wird dort ausgewertet.

Vom Reiz zum Aktionspotenzial am Beispiel des Ohres

Ich möchte dir diese Vorgänge nun noch einmal an den Mechanorezeptoren im Ohr erklären. Im Innenohr findet man als Sinneszellen die Haarzellen. Diese Zellen mit haarförmigen Fortsätzen befinden sich in der mit Flüssigkeit gefüllten Schnecke. Haarzellen sind Mechanorezeptoren, reagieren also auf Verformung.

Nehmen wir das Beispiel vom Beginn des Films. Ein Spieler fordert dich auf, den Ball anzunehmen. Diese Rufe sind Schall, also Luftschwingungen. Diese Luftschwingungen können nicht direkt zu einer Verformung der Haarzellen führen, da sich diese in Flüssigkeit befinden. Der Schall gelangt über die Ohrmuschel und den äußeren Gehörgang zum Trommelfell, das er in Schwingung versetzt.

Hammer, Amboss und Steigbügel übertragen dann den Reiz vom Trommelfell auf das ovale Fenster der Schnecke. Die Schwingungen des ovalen Fensters werden an die Flüssigkeit der Schnecke weitergegeben. Erst jetzt kommt durch die bewegte Flüssigkeit zum Verbiegen der Fortsätze der Haarzellen. Ionenkanäle werden geöffnet.

Am unteren Ende ist die Haarzelle mit Synapsen einer Nervenzelle verbunden. Es kommt zu einer Depolarisation der synaptischen Membran, dem Rezeptorpotential. In der nachfolgenden Nervenzelle entstehen viele elektrische Impulse. Bei ausreichender Stärke der Impulse entstehen am Axonhügel Aktionspotentiale.

Die Information über die Rufe wird nun in Form von Aktionspotentialen an das Gehirn gesendet. Dort wird die Information bewertet und die Reaktion des “Ballannehmens” wird ausgelöst.

Zusammenfassung

Wenn du das nächste Mal auf dem Volleyballfeld stehst und dir jemand zuruft: “Nimm den Ball an!”, wirst du wahrscheinlich nicht an die in deinem Ohr und Nervensystem ablaufenden Prozesse denken.

Für den Biologieunterricht solltest du dir aber folgendes merken: Reize aus der Umwelt werden über Sinneszellen bzw. Rezeptoren in den Sinnesorganen aufgenommen. Sie müssen in elektrische Erregung überführt werden, damit die Informationen ins Gehirn gelangen können. Das funktioniert, weil die Sinneszellen mit Synapsen von Nervenzellen des Zentralen Nervensystems verbunden sind. Geht ein adäquater Reiz ein, kommt es zunächst zu einem Rezeptorpotential und schließlich zu Aktionspotentialen in den Nervenzellen.

Informationen zum Video
7 Kommentare
  1. Serpil

    Hallo Esma,
    die Depolarisation meint die Veränderung des Membranpotenzials (es wird positiver). Das ist die Reaktion, die die Entstehung eines Aktionspotenzials ermöglicht. Hierzu kannst du dir die Videos zum Thema "Aktionspotenzial" anschauen. Dort wird die Depolarisation nochmal detaillierter erklärt.
    LG

    Von Serpil Kilic, vor etwa einem Jahr
  2. Default

    was heißt eigentlich Depolarisation ?

    Von Esmasultan0606, vor etwa einem Jahr
  3. Marcel

    Memrbanpotential ist ein Überbegriff für alle Potentiale an Membranen. Diese "Spannung" (es meint tatsächlich elektrische Spannung) kommt aufgrund der unterschiedlichen Ionenverteilung an einer Membran zustande (also innen und außen).

    Von Marcel Schenke, vor fast 2 Jahren
  4. Marcel

    Hallo :)

    ja das Rezeptorpotential meint auch eine Depolarisation der Membran. Der große Unterschied zwischen Aktionspotential und Rezeptorpotential ist die Entstehung. Wie du schon erkannt hast, entsteht das AP nach dem Alles-oder-nichts-Prinzip. Dieses findet ja in Nervenzellen am Axonhügel statt, es ist also eine Informationsleitung im Körper. Rezeptoren meint hier jedoch den Übergang von der "äußeren Umgebung" zum "inneren Signal". Das Rezeptorpotential wird von äußeren Einflüssen ausgelöst. Die "Stärke" ist abhängig von der Konzentration der jeweiligen Signalmoleküle. Z.B. bei Riechrezeptoren die Konzentration von bestimmten Duftstoffen. Sind ausreichend Signalstoffe vorhanden entsteht ein ausreichend starkes Signal im Rezeptor um ein Information weiter zu leiten.

    Von Marcel Schenke, vor fast 2 Jahren
  5. Default

    Habe ich es richtig verstanden, dass mit Rezeptorpotential die Depolarisation an der Membran gemeint ist?Und liegt der einzige Unterschied zwischen Aktions-und Rezeptorpotential darin, dass das Aktionspotential nach dem Alles oder Nichts Prinzip verläuft und das Rezeptorpotential nicht, oder gibt es weitere?Weil so wirklich verstehe ich den Unterschied nicht. Und was ist ein Membranpotential?

    Von Dina Chouli, vor fast 2 Jahren
  1. Default

    top! richtig schlüssiges video! danke

    Von Shayami, vor fast 3 Jahren
  2. Default

    Sehr schön erklärt :-)

    Von Lutz1977, vor etwa 3 Jahren
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