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Die hemmende Synapse

Motoneurone unter der Mikroelektrode, ein Umkehrpotenzial und ein Gift aus der Wunde — Messdaten zu hemmenden Synapsen auswerten und die molekularen Vorgänge erklären.

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Hemmung von Motoneuronen

AFB I–II

JOHN ECCLES und Mitarbeiter untersuchten in den 1950er-Jahren die Hemmung von Motoneuronen im Rückenmark der Katze. Sie stachen Mikroelektroden in ein Motoneuron und reizten ein hemmendes Interneuron, das mit ihm eine Synapse bildet. M1 und M2 zeigen vereinfachte Ergebnisse solcher Versuche.

M1Potenzial eines Motoneurons nach Reizung eines hemmenden Interneurons (vereinfachte Modellwerte)
−80−75−70−65−60010203040Membranpotenzial in mVZeit in msReizKontrollenach Cl⁻-Injektion
Kontrolle: unbehandeltes Motoneuron. Zweite Messung: nachdem über die Mikroelektrode Cl⁻-Ionen in das Motoneuron eingebracht wurden.
M2Amplitude des IPSP bei verschiedenen Ausgangspotenzialen (vereinfachte Modellwerte)
Membranpotenzial vor dem Reiz in mVAmplitude des IPSP in mV
−60−8,2
−70−4,9
−75−2,4
−800
−90+3,2
Das Membranpotenzial wurde vor jedem Reiz mit einem Strom über eine zweite Elektrode auf den angegebenen Wert eingestellt. Negative Amplitude: Hyperpolarisation.
  1. Beschreiben Sie die beiden Messkurven in M1.
  2. Erläutern Sie die molekularen Vorgänge an der hemmenden Synapse, die zur Kontrollkurve in M1 führen.
  3. Ermitteln Sie aus M2 das Potenzial, bei dem das IPSP seine Richtung umkehrt, und deuten Sie diesen Wert.
  4. Erklären Sie den Verlauf der zweiten Messkurve in M1.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Nennen Sie Ausgangswert, Richtung, Extremwert und Dauer der Änderung.
Hinweis zu Aufgabe b)
Beginnen Sie mit dem AP im Endknöpfchen des Interneurons und enden Sie mit der Wiederaufnahme.
Hinweis zu Aufgabe c)
Bei welchem Ausgangspotenzial ist die Amplitude null? Welches Gleichgewichtspotenzial kennen Sie mit diesem Wert?
Hinweis zu Aufgabe d)
Wie ändert sich die Cl⁻-Konzentration innen und damit das Cl⁻-Gleichgewichtspotenzial?Erklären: Einen Sachverhalt auf Gesetzmäßigkeiten bzw. Ursachen zurückführen und in einen nachvollziehbaren Zusammenhang einordnen.