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Biokatalysatoren:
- beschleunigen die Reaktion
- setzen die Aktivierungsenergie herab
- gehen unverbraucht aus der Reaktion hervor
- E+S <=> ES -> E+P
- Schlüssel-Schloss Prinzip
a) Substratspezifität
Harnstoff + Wasser wird von Urease katalysiert
Thioharnstoff + Wasser kann Urease nicht katalysieren
b) Wirkungsspezifität
Nur eine Reaktion von theoret. mehreren wird katalysiert
Brenztraubensäure -> Milchsäure/ Ethanal
c) Milieuspezifität
bzgl. Temperatur (RGT- Regel) Hitzedenaturierung, Brückenbindungen werden ab 40 Grad zerstört
bzgl. pH-Wert Zugabe von Säure/Lauge kann Ladung des Enzyms verändern, veränderte Tertiärstruktur, keine Bindefähigk.

Def.: Elektrische Spannung zwischen Zellinnenraum und Zelläußerem am unerregten Neuron. Ladungsungleichgewicht -> Innen: Überschuss an - Ladungen

RP auch bei anderen Zelltypen, ABER nur Sinneszellen, Nerven- & Muskelzellen können es verändern und zur Aufnahme, Weiterleitung und Verarbeitung von Infos nutzen.

Aufrechterhaltung des RP:
- unterschiedliche Ionenkonzentration
- Permeabilitätseigenschaften der Membran
- Na+/K+ Pumpe

Innen: K+, org. A-
Außen: Na+, Cl-

Konzentrationsgradient:
C(K+inn)    >> C(K+auß) Faktor 40
C(Na+auß) >> C(Na+inn) Faktor 10

Membran:
- Ladung und Größe entscheiden ob Ion passieren kann
- K+ kleiner als Na+, Cl-, A- => K+ passiert spez. K+Kanäle
- Zellmembran hält A- komplett in der Zelle

1. Depolarisation
- Impuls/Reiz > -40mV
- Öffnung spannungsabhängiger Na+ Kanäle
- Na+ Einstrom in  NZ -> Erhöhg. d. Depolarisation -> Öffnung weiterer Na+ Kanäle -> lawinenartiger Na+ Einstrom (pos. Rückkopplung) nach Alles-o-nichts Prinzip
=> Umpolung der Membran (jetzt innen +)
2. Repolarisation (nach 1 ms)
- Na+ Kanäle schließen sich kurz nach Öffnung wieder
- Zeitl. verzögert öffen sich spannungsabh. K+ Kanäle
=> K+ Ausstrom
3. Hyperpolarisation
- K+ Ausstrom, Na+ Permeabilität sinkt
4. Rückkehr zum RP
- Herstellung der ursprünglichen Ionenverteilung durch Na+/K+ Pumpe unter ATP Verbrauch. Pumpe gleicht schnell aus, da Anzahl der passierenden Ionen gering ist

V: Doppelreizung mit immer kürzeren Zeitabständen
B: t < 2 ms - absolute Refraktärphase
kein erneutes AP am gleichen Reizort, Axon an dieser Stelle für kurze Zeit unerregbar:
- Aufschaukelungsprozess läuft bereits ab
- anschließend sinkt Na+ Permeabilität wieder
- während Refraktärphase sind Na+Kanäle inaktiviert und durch erneute Reizung nicht beeinflussbar

2<t<5ms - relative Refraktärphase
AP auslösbar, aber abgeschwächte Amplitude (< +30mV)
Axon vermindert erregtbar:
- hier sinkt K+ Permeabilität und Na+/K+ Pumpe tauscht Na+ gegen K+
- Membran daher noch nicht vollständig erregbar

a) Markloses Axon - kontinuierliche Erregungsleitung
- AP Umpolung d. Membran (innen +) -> Ionenwanderung "Ausgleichsströmchen" in Richtung noch unerr.Nachbarbezirke
=> Depolarisation der Nachbarbezirke
=> Bei Erreichen des Schwellenpotenzials Auslösung AP
- Wiederholung: AP pflanzt sich kontinuierlich über Nervenfaser fort, ohne Abschwächung, da es an jeder Stelle d. Membran neu gebildet wird
- Umkehr/Zurückschlagen des AP wg. Refraktärphase nicht mögl.

1. AP kommt am Endknöpfchen an
2. Öffnung der spanngsabh. Ca2+ Kanäle -> Ca2+ Einstrom (Ca2+ außen mehr als innen)
3. Erhöhte Ca2+ Konz. => Verschmelzen der Vesikel mit der präsyn. Membran          => Transmitter gehen in syn. Spalt über
4. ACh diffundiert über syn. Spalt & besetzt Rezeptor d. subsyn Membran
5. Ligandenabh. Na+ Kanäle werden geöffnet => Na+ Einstrom => Depolarisation = erregendes, postsyn. Potenzial (EPSP)
=>Je größer Transmittermenge(dh stärker Reiz), desto größer EPSP
6. Enzym ACh-Esterase spaltet ACh in A und Ch => Rezeptor frei
7. Aufnahme von A (Essigsäure) und Ch in Endknöpfchen
8. Synthese von ACh aus A und Ch => Speicherung i. Vesikel
Bedeutung Synapse: Ventilfunktion, spielt Rolle bei Gedächtnisfunktion, Einwirkungsort von Giften, Medik., Drogen

1) Blockierung der/Anlagerung an ACh Rezeptoren -> Ionenkanäle bleiben geschlossen (Curare, Atropin)
2) Besetzung der ACh Rezeptoren -> keine Spaltung durch Esterase -> Ionenkanäle bleiben geöffnet (Muscarin, Nicotin)
3) Hemmung der ACh Ausschüttung (Botulinumgift)
4) Schlagartige, irreparable Entleerung d. Vesikel (schw. Wittwe)
5) Hemmung der ACh Esterase (Kampfgas Sarin)

Curare, Pfeilgift der Indianer
- Sud aus versch. Pflanzen
- Blockade der Übertragung -> Blockade d. Muskulatur (Atmung)
- schlaffe Atemlähmung
- wichtig in der Medizin (Narkose)
- reversibel durch Gegengift, kompetitiv

b) Myelinisiertes Axon - saltatorische Erregung
- im Bereich schwannscher Zellen kaum Na+ K -> kein AP
- Diffusion von + bis nächsten Schnürring -> Öffng. Na+ K -> AP
- Myelin = Isolator
- Kontakt zw. Membran und Gewebsflüssigk. nur ad. Ranvierschen Schnürrringen => besonders viele Na+Poren
- Ionenwanderung (Kreisströmchen) zw. erregtem u. nichterregtem Schnürring -> Wanderung zum nächsten Schnürring bis krit. Schwellenpot.-> AP

Vorteile:
- besser isoliert -> schnellere Erregungsleitung
- dünner -> Materialeinsparung
- E-Einsparung, da einergieverbrauchende Vorgänge Na+/K+ Pumpe seltener ablaufen

- Innenseite 40x so viel K+ als außen => Diffusion von K+ nach außen (geringem Maß nach innen) = Nettostrom v. K+ nach außen
- wenn Diffusion ungebremst weitergeht => Konzentrationsausgl
- aber: Ionen haben elektrisches Potenzial
- jedes K+ das raus wandert, bringt pos. Ladung an Membranaußenseite
- Ladungstrennung, da Membran für A- nicht permeabel
- wachsender Überschuss an + Ladg. an Membranaußenseite
=> es entsteht ein Ladungsgefälle (elektr. Potenzial)
- K+ Ausstrom verringert sich, da + an Außenseite die K+ innen abstößt
- wirkt chem. Potenzial (Konzentrationsunterschied) entgegen
=> Jetzt K+ innen besser festgehalten, K+ Einstrom begünstigt
Gleichgewichtszustand (K+Einstrom = K+ Ausstrom)
=> RP entspricht dem K+ Gleichgewichtspotenzial
(chem. Pot. <-> elektr. Pot.)

- Membran auch i. geringem Maße für Cl- & Na+ permeabel
- Cl- -> innen: geringfügige Erhöhung der Potenzialdifferenz, etwas negativer
- Na+ -> innen: verminderung der Potenzialdifferenz, etwas weniger negativ
- K+ -> raus: entsprechend Konzentrationsgefälle und im Gegenzug Na+ rein
=> auf Dauer verliert Zelle ihre K+ und RP müsste stetig abnehmen

Lösung: Na+/K+ Pumpe (Membranprotein)
transportiert 3 Na+ nach außen und dafür 2 K+ nach innen
ENTGEGEN ihrem Konzentrationsgefälle (!)
aktiver Transport läuft nur Spaltung eines ATP Moleküls

Wirkungsort vieler Zellgifte: zB. über Blockade der Zellatmung

Def.: Plötzliche Änderung des Membranpotenzials (Ladungsumkehr an der Zellmembran) am erregten Axon.
V: Reizung einer Nervenfaser mit
a) neg. Reizspannung -Pol
Membranpotenzial wird vom Betrag her erhöht, Hyperpolarisation, noch negativere Werte
- lokale Antwort, klingt schnell wieder aber
- Potenzial direkt proportional zu Reizstromstärke
b) pos. Reizspannung +Pol
Membranpotenzial wird vom Betrag her gesenkt, Depolarisation, positivere Werte
Überschreiten d. Schwellenpotenzials von -40mV AP Membranumpolung -> Weiterleitung möglich
Reizstrom > Reizschwelle, AP erhöht sich nicht, aber wird schneller erreicht Reizstrom < Reizschwelle: kein AP (alles oder nichts Prinzip)