Zentralnervensystem ZNS
Gehirn und Rückenmark in knorpeliger und knöcherner Hülle (Schädel und WIrbelsäule)
Peripheres Nervensystem (PNS)
außerhalb des ZNS gelegene Anteile des Nervensystems
afferente Neuronen
erhalten Informationen von Sinnesorganen (Auge, Haut,...) und leiten diesen Input an das ZNS weiter in dorsaler Wurzel
efferente Neuronen
senden Informationen vom ZNS an Organe und Gliedmaßen in ventraler Wurzel
Wirbeltiergehirn besteht aus
anatomisch und funktionell abgrenzbaren Bereichen, die miteinander kommunizieren festen Bestandteilen (Zellen, Fasern) und Liquorräumen (Ventrikeln) Nervenzellen und Gliazellen und ihren synaptischen Verbindungen menschl. Gehirn besteht aus 100 Milliarden NErvenzellen und 100 Billionen Synapsen und mindestens genauso vielen Gliazellen
Ähnlichkeiten der Gliazellen mit Neuronen
sehen aus wie Nervenzellen bilden elektrisches Potential sensitiv für Potentialänderungen sensitiv für chem. Substanzen
Unterschiede der Gliazellen zu Neuronen
keine aktiven elektrischen Antworten kleine Somata symmetrische Fortsätze
Astroglia (Astrocyten)
Aufrechterhaltung der Blut/ Hinrschranke Leitstrukturen für Migration von Neuronen Bildung von Wachstumsfaktoren Aufnahme von Neurotransmittern (GABA → Glutamin für Neurone) Aufnahme von Ionen (Pufferfunktion) Regulation des Neurotransmittermetabolismus Energieversorgung (Glucoseaufnahme = Lactat für Neuronen) Astrogliosis (Hypertrophierung) bei Erkrankungen des ZNS
Astrocyten und Neuronenmigration
radiale Glia dient als GErüst für die Wanderung von Neuronen & Ausbildung der Zytoarchitektur des ZNS
Astrocyten und Neurotransmittermetabolismus
Astrocyten entferen Neurotransmitter an Synapsen & tragen zur regulierung des Transmitterhaushaltes bei
Microglia
wird in krankhaftem Hirngewebe aktiviert und kann sich zu phagozytotischen Makrophagen umwandeln
Oligodendroglia
Myelinscheiden um Fasern im ZNS
Schwannsche Zellen
Myelinscheiden um periphere Nerven
Eigenschaften von Neuronen
starke Polarität Zellfunktionen kompartimentiert funktionelle Kompartimente weit voneinander entfernt Zellkörper klein ca. 10 % des Gesamtvolumens Erregbarkeit → Polarität und Erregbarkeit sind bei Nervenzellen weit stärker ausgeprägt als bei anderen Zellen. Das ermöglicht Empfang, Verarbeitung und Weiterleitung von Signalen über große Strecken
Ursache des Membranpotentials
Trennung von positiver und negativer Ladung, bewirkt durch Bewegungen von LAdung durch die Membran
Wie kommen Moleküle über Zellmembran?
Diffusion erleichterte Diffusion: Kanäle oder Carrier ( Konformationsänderung) akiver Transport (aktiver Verbrauch auch gegen Konzentrationsgradienten
Eigenschaften von Ionenkanälen
schnell bis zu 10 Mio/s/ Kanal erkennen und selektieren z.B. Na+, K+, Ca2+, Cl- öffnen und schließen abhängig von mechan., chem, oder elektrischen Signalen
Ionendurchmesser - effektiver Ionendurchmesser
kleinere Ionen haben größere Hydrathülle (diese führt Ion bei seiner Diffusion mit sich, dadurch wird effektie Größe erhöht), da größere Ladungsdichte auf Oberfläche stärkeres elektrisches Feld Ionen verlieren ihre Hydrathülle beim Durchgang durch eine Kanalpore
Steuerung des Gatings von Ionenkanälen
lingandengesteuert: direkt (extra oder intrazellulär zB Transmitter, Ca2+, Nukleotide), indirekt (zelluläre Signalkaskade: am Ende zum Beispiel Phosphorylierung) Spannungsgestuert: Änderung des Membranpotentials mechanisch gesteuert: Zug oder Druck (Zytoskelett)
Inaktivierung spannungsgesteuerter Kanäle
Änderung des Membranpotentials zB: spannungsgestuerter Na+ Kanal Bindung von Calcium (zB spannungsgestuerter Ca2+ Kanal, direkte Inaktivierung Dephosphorylierung (zB spannungsgesteuerter Ca2+ Kanal: indirekte Inaktivierung)
Gramicidine (Kanal)
Peptid Antibiotika aus Bascillus brevis bilden prototypische Ionenkanäle speziell für monovalente Ionen → es kommt zu einem unregulierten Ionenfluss entlang des Konzentrations- oder elektrochemischen Gradienten Modellsystem zur Untersuchung der Funktion von Membrankanälen
