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Ein Dehnungsrezeptor unter Gift
AFB I–IIFlusskrebse besitzen in ihrer Rückenmuskulatur Dehnungsrezeptoren, deren Zellkörper so groß sind, dass man Elektroden einstechen kann. EYZAGUIRRE und KUFFLER untersuchten an ihnen 1955, wie ein Dehnungsreiz in Aktionspotenziale übersetzt wird (M1–M3).
M1Dehnungsrezeptor des Flusskrebses (Schema)
M2Messwerte bei unterschiedlich starker Dehnung (vereinfachte Modellwerte)
| Dehnung der Muskelfaser | Membranpotenzial am Zellkörper (E1) | AP-Frequenz im Axon (E2) |
|---|---|---|
| 0 % | −70 mV | 0 Hz |
| 5 % | −64 mV | 0 Hz |
| 10 % | −57 mV | 0 Hz |
| 15 % | −50 mV | 6 Hz |
| 20 % | −44 mV | 18 Hz |
| 30 % | −36 mV | 34 Hz |
M3Versuch mit Tetrodotoxin (TTX)
Tetrodotoxin, das Gift des Kugelfischs, blockiert spannungsgesteuerte Na⁺-Kanäle. Nach Zugabe von TTX zeigt Elektrode 2 bei jeder Dehnung keine Aktionspotenziale mehr. An Elektrode 1 misst man dagegen bei 20 % Dehnung weiterhin −44 mV.
- Beschreiben Sie den Bau des Dehnungsrezeptors (M1) und die Messwerte in M2.
- Erläutern Sie, wie beim Dehnen das Rezeptorpotenzial entsteht und wie es in Aktionspotenziale übersetzt wird.
- Begründen Sie, dass es sich um eine primäre Sinneszelle handelt.
- Deuten Sie das Ergebnis des TTX-Versuchs (M3).
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Unterscheiden Sie die Werte an E1 und E2 und achten Sie auf den Schwellenwert von etwa −50 mV.
Hinweis zu Aufgabe b)
Welche Kanäle öffnen sich bei Verformung der Membran — und wo sitzt der Schwellenwert?
Hinweis zu Aufgabe c)
Wo werden die Aktionspotenziale gebildet — in der Sinneszelle selbst oder in einer weiteren Zelle?
Hinweis zu Aufgabe d)
Welche Kanäle sind am Rezeptorpotenzial beteiligt, welche am Aktionspotenzial?Deuten: Beobachtungen oder Messergebnisse mit dem physikalischen Modell in Zusammenhang bringen und ihre Bedeutung angeben.