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Chemische Synapse – Erregungsübertragung, Summation und Wirkung von Drogen

BiologieHuman- und TierphysiologieAlter 16–17

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Verfolgen Sie einen Impuls über eine chemische Synapse: Ein Aktionspotenzial erreicht das Endknöpfchen, Ca²⁺-Kanäle öffnen sich, Vesikel schütten Acetylcholin (oder Dopamin) in den Spalt aus, der Transmitter bindet an Rezeptoren, Na⁺ strömt ein und erzeugt ein postsynaptisches Potenzial; danach baut Acetylcholinesterase ihn ab oder Transporter nehmen ihn wieder auf. Fügen Sie Nikotin, ein Neonicotinoid, Curare, ein Organophosphat, Botulinumtoxin oder Kokain hinzu, um zu sehen, welchen Schritt jeder Stoff verändert, und beobachten Sie, wie wiederholter Konsum die Rezeptorzahl senkt und so Toleranz und Abhängigkeit entstehen. Ein Summationsbildschirm lässt erregende und hemmende Synapsen feuern, bis am Axonhügel die Schwelle erreicht ist; ein Reflexbogen-Bildschirm berechnet die Reflexzeit.

Lektion: Nervensystem – synaptische Erregungsübertragung

Was sie zeigt

Neuronen geben Signale über einen schmalen Spalt, den synaptischen Spalt, an die nächste Zelle weiter. Ein Aktionspotenzial am Endknöpfchen öffnet spannungsgesteuerte Calciumkanäle; Calciumionen lassen Vesikel mit der Membran verschmelzen und einen Neurotransmitter wie Acetylcholin freisetzen. Er diffundiert hinüber, bindet an Rezeptoren, die Natriumkanäle sind, und depolarisiert die postsynaptische Membran. Danach wird er durch ein Enzym oder durch Wiederaufnahme entfernt, sodass jedes Signal kurz ist. Viele Drogen und Gifte wirken auf nur einen dieser Schritte, und Synapsen lassen ein Neuron seine vielen Eingänge aufsummieren.

So funktioniert es

Wählen Sie Synapsentyp, Droge oder Gift und Dosis, drücken Sie Einen Impuls senden und vergleichen Sie die drei Diagramme und die Tabelle. Mit Automatische Impulse senden Sie eine Impulsfolge, mit Tempo verlangsamen Sie sie. Ziehen Sie bei Dopamin den Regler Wiederholter Konsum. Drücken Sie unter Summation E1 + E2 gleichzeitig, E1 dreimal schnell oder I reizen. Wählen Sie unter Reflexbogen einen Reflex und drücken Sie Reizen.

Einstellbare Parameter

  • Ansicht Synapse und Drogen, Summation, Reflexbogen
  • Synapsentyp Cholinerge Synapse zwischen zwei Neuronen, Motorische Endplatte, Dopamin-Synapse im Gehirn
  • Droge oder Gift Keine, Nikotin, Neonicotinoid (Insektizid), Curare, Organophosphat-Insektizid, Botulinumtoxin, Kokain
  • Dosis 0–100 %
  • Frequenz der automatischen Impulse 0–100 Hz
  • Simulationstempo Sehr langsam (2 ms pro Sekunde), Langsam (10 ms pro Sekunde), Schneller (50 ms pro Sekunde)
  • Tage wiederholten Drogenkonsums 0–30 Tage
  • Frequenz der erregenden Synapse E1 0–100 Hz
  • Frequenz der erregenden Synapse E2 0–100 Hz
  • Frequenz der hemmenden Synapse I 0–100 Hz
  • Reflex Rückziehreflex nach Nadelstich (3 Neuronen), Kniesehnenreflex (2 Neuronen)

Fragen zum Erkunden

  1. Warum bleiben Muskeln nach einer Organophosphat-Vergiftung verkrampft, während Curare sie erschlaffen lässt?
  2. Warum löst ein einzelner Impuls an einer erregenden Synapse meist kein Aktionspotenzial im postsynaptischen Neuron aus?
  3. Warum brauchen langjährige Kokainkonsumenten höhere Dosen und fühlen sich beim Absetzen niedergeschlagen?

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