Signaltransduktion

Unter diesem Fachbegriff versteht man die Umwandlung von Sinnesreizen aus der Umwelt (oder dem eigenen Körper) in ein Rezeptorpotenzial.

In der Abituraufgabe von 2023 wird beispielsweise die Signaltransduktion an den Haarzellen im Innenohr des Menschen beschrieben.

Der vom Ohr aufgenommene Schall wird über komplizierte mechanische Mechanismen (Trommelfell, Gehörknöchelchen etc.) in eine Bewegung der Flüssigkeit im Innenohr umgewandelt.

Reaktion einer Haarzelle auf Auslenkung nach rechts und links
Quelle: Wikipedia, Autor: Schneider00, ergänzt von Ulrich Helmich nach Campbell.
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Werden die Cilien der Haarzellen nach rechts ausgelenkt, öffnen sich die mechanisch gesteuerten K⁺-Kanäle komplett, es strömen K⁺-Ionen in die Zelle und führen zu einer Depolarisierung der Membran. Daraufhin strömen Ca²⁺-Ionen in die Zelle, was dann zur Ausschüttung von Neurotransmittern führt. Diese erregen die nachgeschaltete Nervenzelle, welche daraufhin Aktionspotenziale produziert

Werden die Cilien der Haarzellen nach der anderen Richtung verbogen, schließen sich die K⁺-Kanäle komplett, was zu einer Hyperpolarisierung führt. Es werden keine Neurotransmitter mehr ausgeschüttet, und die Aktionspotenzialfrequenz der Folgezelle verringert sich.