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Reiz und Reaktion
Aufnahme, Verarbeitung und Weitergabe von Informationen sind wesentliche Kennzeichen biologischer Systeme. Dies kann auf zellurärer Ebene auf verschiedene Art und Weisen erfolgen.
Schema von Reiz und Reaktion
Das Verhältnis von Reiz und Reaktion kann vereinfacht wie folgt dargestellt werden:
Informationsweiterleitung
Sinneszellen können nur bestimmte Reize aufnehmen und dadurch elektrische Impulse erzeugen; dies nennt man „adäquate Reize“. Dies ist z.B. der Fall, wenn Licht auf die Sinneszellen im Auge trifft.
Diese können aber auch einen elektrischen Impuls erzeugen, wenn starker Druck auf das Auge ausgeübt wird. Dies liegt daran, dass durch die hohe Reizenergie sehr hoch ist. Man nennt dies „inadäquate Reize“.
Bau einer Nervenzelle
Diese Impulse werden bei Tieren durch die Neuronen (Nervenzellen) übertragen.
Das Soma bildet mit den Dendriten bildet den Zellkörper. Eine Synapse wird ausgebildet, wenn zwei Neuronen durch ein Axon miteinander verbunden werden. An dieser Stelle werden Informationen von einer Nervenzelle zur nächsten weitergereicht.
Die Schwann'schen Zellen haben nicht nur die Aufgabe das Neuron (die Nervenzelle) zu isolieren, sondern haben auch die Aufgabe, es zu stützen und zu ernähren. Man unterscheidet dabei verschiedene Nervenzelltypen:
- Sensorische Nerven: Sie leiten Informationen zum zentralen Nervensystem (ZNS)
- Motorische Nerven: Informationen werden hier zu den Erfolgsorgangen geleitet
- Interneuronen: Sie befinden sich nur im ZNS
Ruhepotenzial
Jede lebende Zelle besitzt an ihrer Membran eine bestimmte Spannung. Ihre Innenseite ist negativ und ihre Außenseite positiv geladen. Die Ursache für dieses Ruhepotenzial ist eine unterschiedliche Innenverteilung.
Übertragung von Informationen an einer Synapse
Ein elektrischer Impuls kommt im Endknoten an. Transmitter lösen sich von einem Bläschen und wandern durch die synaptische Spalte. Die Transmitter verbinden sich mit auf dem anderen Neuronen befindlichen Rezeptoren und leiten somit den elektrischen Impuls weiter. Nach diesem Vorgang werden die Transmitter durch Enzyme geteilt und recycelt.
Reflexe
Reflexe sind „Alles-oder-Nichts“-Reaktionen. Wird eine bestimmte Reizschwelle überschritten, um startet der Vorgang. Dieser läuft immer in einer gleichen starren Art und Weise ab. Reflexe gehören zu den angeborenen Verhaltensweisen.
Das kann man gut am Kniesehnenreflex beobachten: Trifft ein Objekt auf die entspannte Kniesehne, dehnt sich der Oberschenkel. Durch das Rückenmark (durch die sensorische Faser) werden elektrische Impulse weitergeleitet. Anschließend werden die Informationen durch die motorische Faser an den Oberschenkelmuskel geleitet, wodurch sich dieser kontrahiert und sich der Fuß nach vorne bewegt.