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Aufgabe 1: Verlauf der Erregungsübertragung an der chemischen Synapse

nouralsul123 — 2025-02-03 12:35:40 UTC

Wenn ein Aktionspotenzial das Endknöpfchen einer Nervenzelle erreicht, wird die präsynaptische Membran depolarisiert. Dadurch öffnen sich spannungsgesteuerte Calcium-Ionenkanäle, und Calcium-Ionen strömen in die Zelle ein. Das sorgt dafür, dass Vesikel mit dem Neurotransmitter Acetylcholin zur präsynaptischen Membran wandern und mit ihr verschmelzen. Dabei wird Acetylcholin in den synaptischen Spalt freigesetzt. Von dort aus gelangt der Transmitter durch Diffusion zur postsynaptischen Membran. Dort gibt es spezielle Natrium-Ionenkanäle, die erst dann aufgehen, wenn zwei Acetylcholinmoleküle daran binden. Sobald sich die Kanäle öffnen, strömen Natrium-Ionen in die postsynaptische Zelle ein, was eine Depolarisation der Membran auslöst. Dadurch wird die Erregung auf die nächste Zelle übertragen. Damit dieser Zustand nicht dauerhaft anhält, gibt es das Enzym Acetylcholinesterase. Dieses Enzym baut Acetylcholin im synaptischen Spalt in Acetyl-CoA und Cholin ab. Dadurch schließen sich die Natrium-Ionenkanäle wieder, und die Erregung wird beendet. Das Cholin wird zurück ins Endknöpfchen transportiert, um dort erneut Acetylcholin herzustellen.

Folgen einer Hemmung der Acetylcholinesterase

nouralsul123 — 2025-02-03 12:36:02 UTC

Wenn das Enzym Acetylcholinesterase gehemmt wird, kann Acetylcholin nicht mehr abgebaut werden. Das bedeutet, dass es sich weiterhin im synaptischen Spalt befindet und immer wieder an die Natrium-Ionenkanäle bindet. Dadurch bleiben die Kanäle dauerhaft geöffnet, und die postsynaptische Membran bleibt ständig depolarisiert.

Das führt dazu, dass die Muskelzellen ununterbrochen erregt werden, was zu dauerhaften Muskelkrämpfen führt. Besonders gefährlich wird das, wenn die Atemmuskulatur betroffen ist, da es im schlimmsten Fall zu einer Atemlähmung kommen kann.

Diese Wirkung wird von bestimmten Nervengiften wie Organophosphaten ausgenutzt, die als chemische Waffen oder in Pestiziden verwendet werden. Sie blockieren die Acetylcholinesterase, sodass der Körper die Muskelaktivität nicht mehr regulieren kann.

2025-02-03 17:32:27 UTC