Psychologie (Subject) / Biologische Psychologie 3b (Lesson)

Biologischen Grundlagen der Psychologie

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• Wie lange dauert die Refraktärphase an und was passiert währenddessen? ca. 2ms die Zelle ist in der Zeit völlig unerregbar
• Was weiß man über die Struktur vieler Ionenkanäle? - sie ist bekannt -> komplexe Proteine, die aus mehreren Untereinheiten (Domänen) bestehen, die sich zusammengelagert in Zellmembran einbetten- Kaliumkanal: besteht aus 4 Domänen; jede Domäne wird aus Segmenten großer Proteine gebildet; besteht aus 4 Domänen zu je 2 Segmenten, in der Mitte bildet sich der Ionen Kanal - sind komplexe Proteine, deren 4 oder mehr Domänen aus 2 oder mehr Segmente bestehen, die sich wiederum aus 2 oder mehr membranspannenden α-Helices zusammensetzen, die durch Aminosäureketten verbunden sind- Poreneingang des Ionenkanals wird von P-Schleife gebildet (diese liegt im Extrazellulärraum und besteht aus Aminosäurenketten), dort ist auch engste Porenstelle -> dient als Selektivitätsfilter (filtert Ionen, die in Zelle dürfen)- evolutionäre Weiterentwicklung: 4 Domänen zu je 6 Segmenten (Na-Kanal); Na-Kanal = Glykoprotein
• Welche Rolle spielt die Ca-Ionenkonzentration im Blut für Aktionspotenziale, bzw. die Erregbarkeit einer Zelle? - beeinflusst Schwelle für Erregung - verschiebt die Schwelle in positivere Potenzialbereiche (Schwelle liegt dann nicht mehr bei -60, sondern -55mV) -> macht Zelle weniger leicht erregbar (es muss zu einer ncoh krasseren Potenzialveränderung kommen, dass gefeuert wird) - Erniedrigung der Ca++ Ionenkonzentration bringt Schwelle näher an Ruhepotenzial (das Zellinnere muss weniger krass positiv werden, dafür dass gefeuert wird) - es gibt Krankheiten, die zum Absinken der Ca++ Ionenkonzentration führen -> es kommt zu Muskelkrämpfen (Atem- und Kehlkopfmuskulatur führt rasch zum Tod) (= Tetanie)
• Welcher Kanal öffnet sich bei Depolarisation noch neben Na Kanälen? Bei Depolarisation öffnen sich neben Na-Kanälen auch solche für Ca2+-Ionen. Der nach Öffnen dieser spannungs- gesteuerten Ca2+-Kanäle resultierende Ca2+-Einwärts- strom depolarisiert ebenso wie Na+-Strom die Zellmembran.
• Was ist mit "saltatorische Erregungsleitung" gemeint? die Leitungszeit wird über die Internodien eingespart, die Erregung »springt« von Schnürring zu Schnürring
• Zeitlicher Unterschied myleinisiert und unmyleinisiert myelinisiert: 3 m/s bis zu 100 m/s unmyleinisiert: 1m/s
• Wo entsteht das Aktionspotenzial? entsteht im Übergang des Somas zum Axon = Axonhügel
• Was sind Internodien? myelinisierte Abschnitte eines Axons
• Was ist Elektroneurographie (ENG)? - ist die extrazelluläre Messung der Impulsausbreitung in menschlichen Nerven nach deren elektrischer Reizung - Elektroden werden hierfür außen auf der Haut über dem Nerven angebracht oder in den Nerven eingestochen - es werden mit extrazellulären Elektroden Aktionspotenziale gemessen - abgeleitete AP dieser Messung sind wesentlich kleiner, hundert bis tausend mal kleiner als die mit intrazellulären Mikroelektrode - diese Aktionspotenziale haben zweiphasige Form - mit ENG misst man Massenpotenzial
• Wie funktionieren Lokalanästhetika? - es gibt Stoffe, (Kokain oder synthetische Variante Novocain), die Erregungsleitung blockieren, sobald sie mit Nervenfaser in Berührung kommen -> Öffnen der Natrium-Poren wird erschwert oder völlig verhindert = Lokalanästhetika; werden unmittelbar in Nerven eingespritzt- dünne C-Nervenfasern (wegen Fehlen der schützenden Markscheide) reagieren empfindlicher auf Lokalanästhetika; es fallen nicht alle Empfindungen gleichzeitig aus und kehren nicht gleichzeitig zurück -> Kribbeln, pelziges Gefühl, etc. beim Abklingen des Nervenblocks
• Die Markscheiden werden im peripheren Nervensystem durch Ausstülpungen der Schwann-Zellen, im zentralen Nervensystem durch Oligodendrozyten gebildet. Sie werden in regelmäßigen Abständen durch Ranvier-Schnürringe unterbrochen. An dieser Stelle bildet sich ein Aktionspotential aus, welches von Schnürring zu Schnürring springt (saltatorische Erregungsleitung). Auf diese Weise können elektrische Impulse schneller weitergeleitet werden als an marklosen Nerven. Der Bereich zwischen den Schnürringen wird als Internodium bezeichnet. nur noch mal lesen als Fazit
• Wie groß ist die Amplitude eines Aktionspotenzials? etwa 110 mV
• Die wichtigstens Informationen zu 4 Ionenkanälen Die spannungsgesteuerten Kationenkanäle erregbarer Membranen - sind komplexe Proteine, deren 4 oder mehr Domänen aus 2 oder mehr Segmente bestehen, die wiederum sich aus 2 oder mehr membranspannenden α-Helices zusammensetzen, die durch Aminosäureketten verbunden sind, - bilden in ihrer Mitte einen mit einem Selektivitätsfil- ter bestückten Ionenkanal, dessen Öffnungswahr- scheinlichkeit vom Membranpotenzial gesteuert wird, - lassen sich zahlreichen Klassen, Familien und Unterfamilien zuordnen, - zeigen manchmal genetische Mutationen, die zu Erkrankungen (Kanalopathien) führen können. Der schnelle Natrium-Ionenkanal - erreicht bei Depolarisation (Zellinneres weniger negativ) eine zunehmende Öffnungswahrscheinlichkeit (ist also spannungsgesteuert), - führt beim Erreichen der Schwelle zum Aufstrich des Aktionspotenzials, - geht anschließend in ein kurzzeitiges Stadium der Inaktivierbarkeit über, wodurch das Neuron refraktär wird - wird durch Zunahme der extrazellulären Ca2+-Ionenkonzentration in seiner Aktivierbarkeit herabgesetzt. Die spannungsgesteuerten Kalium-Ionenkanäle erregbarer Membranen - sind für das Ruhepotenzial verantwortlich, da sie bereits dort eine hohe Öffnungswahrscheinlichkeit haben, - erhöhen diese mit kurzer Verzögerung weiter, sobald das Membranpotenzial während des Aufstrichs zu- nehmend positiver wird und bewirken dadurch die Repolarisation, - kommen in großer Vielfalt vor, was sich in den unterschiedlichen Formen der Repolarisation widerspiegelt. Die spannungsgesteuerten Kalzium-Ionenkanäle erregbarer Membranen - ähneln in ihren Eigenschaften den schnellen Natrium-Ionenkanälen, - sind in manchen Gewebsstrukturen (z. B. Dendriten, Herzmuskel) eher häufiger als der schnelle Na+-Kanal anzutreffen, - haben den Zusatznutzen, bei Öffnung die intrazelluläree Ca++-Konzentration zu erhöhen (Möglichkeit der Ca++-Ionenwirkung als Second messenger).
• Welche 7 Schritte passieren, sodass ein EPSP ausgelöst wird? bis EPSP entsteht und abklingt laufen 7 Hauptereignisse ab:1) Einlaufen des Aktionspotenzials in präsynaptischer Endigung2) Ca++ Ionen Einstrom in präsynaptische Endigung3) Präsynaptische Glutamat-Freisetzung4) Glutamat diffundiert zu und reagiert mit den subsynaptischen Glutamatrezeptoren (öffnen Membrankanäle, die für Na+, K+ und Ca++ Ionen durchgängig sind)5) Öffnen der Ionenkanäle lässt synaptischen Strom fließen6) der synaptische Strom bewirkt das EPSP7) Beendigung der Transmitterwirkung durch Wegdiffusion und Wiederaufnahme des Glutamat
• Welche Arten der Überleitung des Aktionspotenzials gibt es? - Überleitung erfolgt gelegentlich direkt (elektrische Synapse), meist aber über die Freisetzung von chemischen Substanzen, die Transmitter oder Überträgerstoffe genannt werden (chemische Synapse)
• Sind Nervenzellen lernfähig? JA Sie sind, besonders im Zentralnervensystem, oft lernfähig (plastisch), d. h. sie übertragen z. B. bei häufiger Benutzung besser als bei seltener, und sie sind die Wirkstellen zahlreicher Pharmaka, wie z. B. der Narkotika, der psychotropen Pharmaka und der Suchtmittel.
• Was enthät die präsynaptische Endigung? - zahlreiche synaptische Bläschen (synaptische Vesikel), die die Überträgersubstanz (den Transmitter) enthalten, also denjenigen Stoff, der bei der Erregung in den synaptischen Spalt freigesetzt wird.
• Was ist die subsynaptische Membran? - Derjenige Anteil der postsynaptischen Zellmembran, der der präsynaptischen Endigung genau gegenüberliegt, also auf der postsynaptischen Seite den synaptischen Spalt begrenzt - Diese enthält u. a. die Rezeptoren für die Überträgersubstanz.
• Wie werden Motoneurone noch genannt? motorischen Vorderhornzellen
• Warum nennt man das EPSP so? - Durch die Depolarisation (experimentell verursacht) wird das Membranpotenzial in die Nähe der Schwelle verschoben und sobald diese erreicht wird, tritt ein fortgeleitetes Aktionspotenzial auf  - Wegen der Wirkung wird diese Depolarisation erregendes postsynaptisches Potenzial, EPSP, genannt.
• Wo können EPSP vorkommen und besonders lange andauern? Einen Extremfall stellen EPSP an peripheren sympathischen Ganglienzellen dar, die viele Sekunden bis Minuten dauern. Solchen Potenzialen kommt bei Neuronen im ZNS möglicherweise eine große Bedeutung bei der Langzeitinformationsübertragung von Neuron zu Neuron zu, da durch sie die Erregbarkeit auf einfachste Weise über lange Zeit verstellt werden kann
• Was ist der Überträgerstoff bei sympathischen Neuronen? Azetylcholin
• Welcher Transmitterstoff verursacht praktisch ein identisches postsynaptisches Potenzial wie Azetycholin? Peptid LHRH (luteinisierendes Hormon-Rebleasing Hormon)
• Was sind sEPSP? langsame EPSP = sEPSP von slow EPSP; werden im Neokortex und im Hippokampus registriert; können an Lernprozessen beteiligt sein
• Welche 2 Typen aktiver Hemmung gibt es im ZNS bei Säugetieren? 1) postsynaptische Hemmung: an axosomatischen und axodendritischen Synapsen wird Erregbarkeit der subsynaptischen Soma- und Dedritenmembran herabgesetzt (das ist die Membran, an der sich Prä- und Postsynapse genau gegenüberliegen) 2) präsynaptische Hemmung: an axoaxonischen Synapsen wird Transmitterfreisetzung der präsynaptischen Endigungen reduziert oder völlig verhindert
• Worunter fällt die Refraktärphase? Abnahmen von Erregung (zB Refraktärphase) werden Depression genannt
• Welche Hemmung ist häufiger, die präsynaptische Inhibition oder die postsynaptische Inhibition? postsynaptische Hemmung
• Was passiert bei der Aktivierung von Muskeln mit den Nervenzellen? bei der Reizung von Muskelspindelafferenzen werden nicht nur die eigenen Motoneurone erregt, sondern gleichzeitig die Monotneurone des Gegenspielers gehemmt! Das Membranpotenzial des Antagonisten wird hierbei weiter von Schwelle für Erregung entfernt =  Hyperpolarisation = Hemmung
• Die Hyperpolarisationen werden als hemmende oder inhibitorische postsynaptische Potenziale, IPSP, bezeichnet. (nur lesen)
• Wodurch wird das Zellinnere bei einem IPSP negativer? Durch den Einstrom von Cl- Ionen Kann aber auch durch Ausstrom von Kalium+ Ionen passieren
• Welches Experiment hat der Pharmakologe Otto Loewi durchgeführt? Experiment 2 Froschherzen, beide Herzen isoliert, bei einem waren Nerven noch dran und wurden stimuliert und dann Flüssigkeit zu anderem Herzen gekippt, welches keine Nerven mehr hatte, dieses reagierte wie das erste Herz —> chemische Veränderung in Flüssigkeit muss Grund gewesen sein
• Kommen IPSP auch mit längeren Zeitverläufen vor? JA IPSP mit längeren Zeitverläufen kommen in zentralen Neuronen ebenfalls vor. Teilweise ist dabei auch die K+-Permeabilität erhöht.
• Auf welchen 2 Mechanismen beruht die hemmende Wirkung des IPSP? 1) das Membranpotenzial wird weiter von Schwelle für Aktionspotenzial entfernt 2) während der Anstiegsphase des IPSP ist Membranleitfähigkeit erhöht, es gibt vermehrt geöffneten Cl–-Ionenkanäle; der erregenden Strom des EPSP wird »kurzgeschlossen«
• Wie funktioniert die präsynaptische Hemmung? Wozu dient sie? - wird durch die Aktivierung axoaxonischer Synapsen ausgelöst - führt zur Abnahme der EPSP ohne IPSP auf der postsynaptischen Seite - durch die Aktivierung der axoaxonischen Synapsen wird an den axosomatischen Synapsen weniger Transmitter freigesetzt - Präsynaptische Hemmung dient zur Empfindlichkeitsverstellung somatosensorischer Eingänge und zur gezielten Hemmung einzelner Eingänge eines Neurons
• Wie funktionieren elektrische Synapsen? - sind relativ einfach aufgebaut - ermöglichen direkte Übertragung von einer Zelle zur anderen - Synapsen sind mit "Gap Junctions" miteinander verbunden - sehr kleine Lücke zwischen Membranen ist von zusammengelagerten Proteinen (=Connexine) durchspannt - je ein gap junction Kanal besteht aus 2 Connexonen, die wiederrum je aus 6 Connexinen bestehen - durch Kanal kann Cytoplasma vom einem zum nächsten; Austausch der wichtigsten zellulären Bestandteile wird gewährleistet - die meisten Synapsen sind bidirektional! (Aktionspotenzial kann in beide Richtungen laufen!?) - kommen u.a. im Gehirn vor - Gap junctions verbinden auch nicht neuronale Zellen (Gliazellen, Epithelzellen oder Zellen der glatten Muskulatur)
• Wonach werden Synapsen benannt? - nach der Substanz zu benennen, die präsynaptisch freigesetzt wird; zB. Synapse, die Glutamat freisetzt, wird glutamerg genannt
• Was gilt für alle Neurotransmitter? Sie sind: - im Neuron selbst synthetisiert;- anschließend in den Vesikeln der präsynaptischen Endigungen gespeichert;- bei Einlaufen eines Aktionspotenzials in den synaptischen Spalt freigesetzt;- sofort anschließend durch Spaltung und/oder Wiederaufnahme in die präsynaptische Endigung (z. T. auch Aufnahme in das postsynaptische Neuron oder die umgebende Glia) spezifisch inaktiviert oder durch Wegdiffusion wirkungslos werden.
• Wer identifizierte Acetylcholin? der englische Pharmakologe Sir Henry Dale
• Acetylcholin ist ____ Natur erregender nur nicht beim Vagusnnerven am Herzen Azetylcholin ist der Transmitter verschiedener Synapsen im autonomen Nervensystem (z. B. aller sympathischen und parasympathischen Ganglien), ferner von etwa 10% der Synapsen im ZNS und an den Endplatten des Skelettmuskels. Wie wird Acetylcholin aktiviert? Durch Cholinersterase = Spaltung in Essigsäure und Cholin
• Welche Transmitter gehören zu den Katecholaminen und welche gehören zu den Monoaminen? Katecholamine (chemisch eng durch den gemeinsamen "Katecholring" verwandt): - Adrenalin - Noradrenalin - Dopamin werden auch adrenerge Überträgersubstanzen genannt Monoamine: - Adrenalin - Noradrenalin - Dopamin - Serotonin Monoamine aus körpereigenen Aminosäuren nennt man biogene Amine (darunter zB Histamin).
• Wodurch entstehen Amine? durch die Decarboxylierung von Aminosäuren
• Welcher Transmitter bindet an alle postganglionären sympathsichen Endigungen? Noradrenalin, mit Ausnahme der Schweißdrüsen, da ist es ACh postganglionär = Bezeichnung von Nervenfasern oder Neuronen des vegetativen Nervensystems verwendet
• Wo werden Adrenalin und Noradrenalin sezerniert? im Nebennierenmark 
• Wo wirken Noradrenalin, Dopamin, Serotonin und Histamin? - Noradrenalin und Dopamin wirken auch im ZNS, z. B. im Hypothalamus, im limbischen System und in den Kerngebieten der motorischen Basalganglien. - Serotonin (5-HT) dient den vom Hirnstamm aufsteigenden Bahnen als Transmitter. - Histamin ist u. a. Transmitter hypothalamischer Neurone, deren Axone zur Großhirnrinde, zum Thalamus und zum Kleinhirn projizieren.
• Wie werden Amine inaktiv? Sie werden vor allem wiederaufgenommen oder sie werden durch spezifische Monoaminoxidasen (MAO) abgebaut. MAO-Hemmer werden klinisch z. B. zur Behandlung von Depressionen eingesetzt.
• Welcher Stoff ist der meist verbreiteste erregende und hemmende Überträgerstoff im ZNS? erregend: Glutamat hemmend: GABA (Gamma-amino-Buttersäure); Glyzin (dominierender hemmender Transmitter der postsynaptischen Hemmung im Rückenmark und Hirnstamm)
• Was sind Kotransmitter, was bedeutet Kotransmisson? - Kotransmitter = Überträgerstoffe, die zusammen mit einem niedermolekularen Transmitter in einer präsynaptischen Endigung auftreten - Kotransmission = die gemeinsame Freisetzung dieser Substanzen
• Was sind Kotransmitter, bzw. woraus bestehen sie? - Peptide, also um Ketten von Aminosäuren, die aber deutlich kürzer als die Ketten von Eiweißen (jedoch nicht bei allen Synapsen) - neuroaktiven Peptide werden auf Grund von Strukturmerkmalen in Familien eingeteilt (z. B. Enkephaline, Tachykinine) - mittlerweile sind mehr als 50 bekannt - viele von ihnen wirken auch als Hormone
• Was sind die Aufgaben von Kotransmittern? In vielen Fällen sieht es nach einer Arbeitsteilung aus, bei der der niedermolekulare Transmitter die schnelle synaptische Übertragung übernimmt, während der peptiderge Kotransmitter für Langzeitverstellung der Erregbarkeit verantwortlich ist = synaptische Modulation
• Welcher nichtpeptiderge Modulator ist wichtig? ATP = der universelle Treibstoff aller Zellen

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