Tierphysiologie (Fach) / Kommunikaation zwischen Zellen (Lektion)

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• gap junction kontaktabhängige Signalübertragungen autokrine und parakrine Signale direkte cytoplasmatische Verbindungen zwischen Zellen Wechselwirkung ywischen Molekülen auf den Oberfläachen der jeweiligen Membran von 2 Zellen autokrine Signale wirken auf die selbe Zelle von der sie gesandt wurden, während parakrine Signaale von einer Zelle auf auf andere übertragen werden.
• Aufbau Neuronen Dendrites: Informationseingang Soma: Verarbeitung Axon: Trnasport zu anderen Zellen je nach AUfgabe gibt es sehr verschieden gestaltete Neuronen
• Aufbau Neuronen Dendrites: Informationseingang Soma: Verarbeitung Axon: Trnasport zu anderen Zellen je nach AUfgabe gibt es sehr verschieden gestaltete Neuronen Neuronen sind stark polarisirert. Das heisst mit verschiedenen Proteinen ausgestattet
• Unterscheidung von Neuronen Sinneszellen,Interneuronen, Motorneuronen Es wird unterschieden in afferente,efferente und Interneuronen. Interneuronen befinden sich im Gehirn und sind damit Teil des zentralen Nervensystems. Während afferente (oder sensorische) Neuronen die Übertragung bis ins Gehirn und efferente Die Signalübertragung vom Gehirn zum Muskel sicher stellen. Dies beiden sind Teil des peripheren Nervensystems
• pseudounipolar, bipolar,anaxonisch, multipolare Neuronen Pseudounipolar sind afferente Neuronen bein denen Die Dendriten und Das Axon verschmolzen sind. bipolar normaler Aufbau, diese Neuronen sind für das Sehen und Riechen verantwortlich anaxonisch: Interneuronen die kein erkennbares Axom besitzen multipolare Neuronen: im ZNS oft stark verzweigte Dendriten mit kurzem Axon, ein efferentes multipolares Neuron hat dagegen häufiger längere Axone und weniger verzweigte Dendriten
• Gliazellen Typen peripheres Nervensystem+ ZNS peripher: Mantelzellen diese unterstützen Zellkörper, Schwannsche Zellen diese Bilden Myelinscheiden und sezernieren neurotrophe Faktoren, ZNS: Oligodendrocxten diese bilden ebenfalls Myelinscheiden,Astocyten sternförmige Zellen die viele Funktionen wie zB. Aufrechterhaltung des Kalium Haushalts im Gehirn, Teil der Blut Hirn Schranke,Verarbeitung von Abfallstoffen aus dem Gehirn, Mikroglia sind Fresszellen,Ependymzellen welche Die Hrinflüssigkeit vom Hirngewebe trennen
• Ranvierscher Schnürring Elektrisches Potential der Zelle Ionenverteilung inta und extrazellulär sehr kurźer unmylisierter Abschnitt des Axoms -0.07V Ca,Cl und Ca liegen allesamt extrayellulär in grösserer Konzentration vor als intrazellulr. Dagegen liegt K mit 150mM in der Zelle gegenüber 5mM ausserhalb der Zelle vor
• Natrium Kaliumpumpe Die Natrium-Kalium-ATPase (genauer: Na+/K+-ATPase), auch als Natrium-Kalium-Pumpe oder Natriumpumpebezeichnet, ist ein in der Zellmembran verankertes Transmembranprotein. Das Enzym katalysiert unter Hydrolyse von ATP(ATPase) den Transport von Natrium-Ionen aus der Zelle und den Transport von Kalium-Ionen in die Zelle gegen die elektrochemischen Gradienten und dient so ihrer Aufrechterhaltung. pro Molekül ATP werden 3 NA Ionen nach aussen befördert und 2 K Ionen nach innen.
• Kalium Kanal Zusammenhang elktrochemisches Potential, chemisches Potential, elektrisches Potetial Ionenkanal der den spezifischen Durchtritt von Kalium erstattet. Dieser Durchtritt geschieht passiv durch Diffusion und wird durch die elektrochemische Tribkraft gesteuert. Natrium Kanöle verändern das Membranpotential von 70mV auf 85mV chemisches Potential: Das chemische Potential beschreibt die Änderung der in einem System gespeicherten Energie, wenn sich die Teilchenanzahl einer chemischen Spezies im System verändert das Elektrische Potential ist in der Zelle bei ruhezustand identisch mit dem chemischen Potential beide zusammen ergeben das elektrochemische Potential:  gibt an, wie viel Arbeit aufzubringen ist, um in einem System bei konstantem Druck {\displaystyle P} , konstanter Temperatur {\displaystyle T}  und konstanten Stoffmengen aller anderen Systemkomponenten, die Menge der Ionensorte {\displaystyle i}  von {\displaystyle n_{a}}  auf {\displaystyle n_{e}}  zu erhöhen.
• Notwendigkeit des Aktionspotentials elektrotonishe Signale werden mit zunehmender Distanz von ihrer Quelle kleiner. Die evolutionäre Neuerung des Aktionspotentials ermöglicht eine rasche Depolarisation und damit eine stärkere Signalausstrahlung. Das ermöglicht das entstehen von grossen Lebewesen
• Notwendigkeit des Aktionspotentials Verlauf des Aktionspotentials elektrotonishe Signale werden mit zunehmender Distanz von ihrer Quelle kleiner. Die evolutionäre Neuerung des Aktionspotentials ermöglicht eine rasche Depolarisation und damit eine stärkere Signalausstrahlung. Das ermöglicht das entstehen von grossen Lebewesen dafür notwendig waren spannungsgesteuerte Natrium und Kalium kanäle Ruhe, Depolarisierung: öffnen von Natrium Kanälen am postsynaptischen Aktionshügel, bei -55mV öffnen sich weitere Natriumkanäle Repolarisation: Natrium Kanäle schliessen und Spannungsabhängige Kalium Kanäle öffnen sich. K tritt aus der Zelle aus Nachhyperpolarisierung: durch Eintritt von Ca während der Depolarisation dadurch tritt noch mehr Kalium aus
• Ausgleichsströme Refraktärphase Bei der Depolarisation eines Abschnitts am Axom fliessen die positiven Ladungen an der Mebran lang im Axoplasma um die negative Ladungen an benachbarten Teilen der Mebran auszugleichen. Extrayellulär verteilen sich dementsprechend die positiven Ladungen von benachbarten Abschnitten an der Membran auf die depolarisierte nun negativ geladenen extrazelluläre Seite der Membran Die Refraktärphase ist die Phase nach Auslösung des Aktionspotentials. sie ergibt sich aufgrund der Inaktivierung von Natrium Kanälen nach Auslösung des Potentials. In dieser Phase kann kein Reiz weiter geleitet werden. Da sich Aktionspotentiale von einem ort zum anderen ausbreiten und verschiedene Abschnitte des Axoms in der Phase des Aktionspotentials verschieden fortgeschritten sind, verhindert die Refraktärphase die rückwärtsgewandte Aussendung des Aktionspotentials
• Saltatorische Reize Auswirkungen des Durchmessers von Axomen und Funktionalität Axome mit grösserem Durchmesser leiten Informationen schneller weiter als solche mit kleinem Durchmesser. Axome können aber nicht beliebig gross sein, da die Kapazitöten im tierischen Klroer dafür nicht gegeben sind. Daher wird der Grossteil des Axoms mit myelinscheiden isoliert. Aktionspotentiale Überspringen isolierte Abschnitte und beschleunigen somit die Leitungsgeschwindigkeit. Zudem befinden sich aufgrund der Isolierung mehr spannungsabhängige Natrium und Kalium Kanäle an den Ranvierschen Schnürringen 
• Neurotransmitter Neurotranmitter: chemische Signalmoleküle die vom Neuron ausgeschüttet werden und durch einen schmalen Spalt zum Zielmolekül diffundieren Hormone: werden vonm endokrinen Zellen ins Blut sezerniert und Können nur von Zellen mit geignetem Rezeptor aufgenommen werden Neurohormone werden von Neuroen abgegeben
• Neurotransmitter Hormone Neurohormone Neurotranmitter: chemische Signalmoleküle die vom Neuron ausgeschüttet werden und durch einen schmalen Spalt zum Zielmolekül diffundieren Hormone: werden vonm endokrinen Zellen ins Blut sezerniert und Können nur von Zellen mit geignetem Rezeptor aufgenommen werden Neurohormone werden von Neuroen abgegeben
• schneller Vergleich chemische und elektrische Synapse chemisch:langsam, modulierbar, Teil eines komplexen Integrators elektrisch: schnell, nichjt modulierbar 1:1
• Elektrische Synapse Die Elktrische Synapse stellt einen direkten Transport von zelle zu Zelle durch so geannte Gap junctions dar. Diese sind Poren in der zellmambran welche durch Connexin Proteine gebildet werdn. 6 Connexin Proteine biden ein Connexon. Auf diese Weise werden keine Neurotransmitter oder Hormone für den Informationstransport benötigt
• chemische Synapse Grundsätzliche funktion Das ankommende Aktionspotential löst am Synapsenköpfchen während der Depolarisationsphase das öffnen von spannungsabhängigen Calcium Kanälen aus. Diese strömen in die Zelle ein und bewirken durch ihre erhöhte Konzentration, dass Botenstoffe in Vesikeln, per Exocytose, durch die Membran und in den synaptishen Spalt entleert werden. Auf der Seite der postsynaptischen Zelle binden die Neurotransmitter an die für sie spezifizierte Rezeptoren. An diese Rezeptoren sind meist Liganden gesteuerte Ionenkanäle assoziiert. Nach der Öffnung dieser lösen die nun einströmenden Transmitter entweder ein EPSP(exzitatorisches postsznaptisches Potential) oder ein IPSP (inhibitorisches postsynaptisches Potential) aus. Zellen können sowohl exklusiv eines der beiden Arten von Signalen als auch sich widersprechende Signale. Ist ein gewisser Potential Schwellenwert überschritten, dann löst die postsynaptische Zelle widerum ein Aktionspotential aus.
• Wirkungen von folgenden Nervengiften auf die Informationsleitung Tetrodoxtin des Kugelfischs Clostridium Botulinum Alpha Latrotoxin der schwarzen Witwe Conotoxin der Kegelschnecken Bungarotoxin der Schlange Krait Tetrodoxtin blockiert die spannungsabhängigen Natrium Kanäle und führt so zum Tod Clostridium Botulinum ist ein Baktrium dessen Gift durch endocytose in die postsynaptische Zelle gelangt, Dort zerlegt sie Proteine die für den Aufbau von Vesikeln gebraucht werden. Das Gift verhindert so die Exocytose von Neurotransmittern Alpha Latrotoxin blockiert die Calcium Kanäle so dass ständig Calcium in die präsynaptische Zelle einströmt. Neurotransmitter werden dementsprechend ständig ausgeschüttet und die präsznaptische Zelle ist ständig aktiviert. Es kommt zu Krämpfen in den Muskeln und möglicherweise zum Atemstillstand Conotoxin: inhibitieren Calcim Kanäle und verhindern so die Weiterleitung des Aktionspotentials Bungarotoxin: Bungarotoxin blockiert den nikotinischen Acetylcholinrezeptor
• Unterschied Ligand Substrat In der Biochemie wird als Substrat ein Stoff bezeichnet, der in einer enzymatisch gesteuerten Reaktion umgesetzt wird. Als Ligand wird in der Biochemie und in verwandten Wissenschaften ein Stoff bezeichnet, der an ein Zielprotein, beispielsweise einen Rezeptor, spezifisch binden kann. Die Bindung des Liganden ist üblicherweise reversibel und wird insbesondere durch Ionenbindungen, Wasserstoffbrückenbindungen, Van-der-Waals-Kräfte und hydrophobe Effekte ermöglicht. Liganden werden im Gegensatz zu Substraten nicht vom Zielmolekül umgesetzt, sie können jedoch dessen dreidimensionale Struktur und dessen Funktion beeinflussen. Liganden, die einen Rezeptor aktivieren, bezeichnet man als Agonisten, während Liganden, die einen Rezeptor hemmen oder deaktivieren, aber selbst keine pharmazeutische Wirkung auslösen, Antagonisten genannt werden
• Nikotinischer Acetylcholinrezeptor Der Rezeptor ist ein ionotroper membranständiger Rezeptor an der postsynaptischen Zelle. Der Rezeptor bindet den Neurotransmitter Acetylcholin. Er besteht aus 5 Unter einheiten und öffnet sich nach Bindung des Neurotransmitters. Es strömen Natruium und Calcium Ionen ein und ändern so das Membranpotential. Nach Bindung am Rezeptor und Weiterleitung der Information muss Der Transmitter vom Rezeptor entfernt werden. Das sich im synaptischen Spalt befindlche Acetylcholinesterase spaltet den Transmitter in Cholin und acetat. Das Cholin wird durch Carrier wieder in die Präsynaptische Zelle transportiert und dort wieder zur Synthese von Acetylcholin verwendet.
• Exzitatorische und Inhibitorische Neurotransmitter bzw. Liganden Exzitatorisch: öffnen von Kationen Kanälen: Acetylcholin, Glutamat Inhibitorisch: Öffnen von Anionen Kanälen(CL): GABA, Glycin
• evolutive Schritte in der Entwicklung des Nervensystems Cephalisation  Zentralisierung: die Entwicklung eines Zentralnervensystems bei Deuterostomia drehung des Nervensystems auf die dorsale Seite
• Unterteilung des Wirbeltierhirns Prosencephalon bestehend aus Telencephalon und Diencephalon Mesencephalon Rhombencephalon: Metencephalon und Myelencephalon Rückenmark

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