Neurobiologie - Biologie online lernen

Biologie (Fach) / Neurobiologie (Lektion)

Masterprüfung Neurobiologie

Diese Lektion wurde von Alint_66 erstellt.

Lektion lernen

Aufbau der Nervenzelle + Bestandteile polarer Aufbau * Soma (Zellkörper + Zellkern) * Dentriten (Input Region) * Axon (Langer Zellfortsatz zur elektrischen Erregungsleitung) * Synapse (gibt Erregung an Folgezelle mithilfe von Neurotransmitter weiter) * Spine (zur Oberflächenvergrößerung) * Myelin (Isolierschicht aus Oligodendrozyten (wickelt sich um mehrere NZ) bzw. Schan´schen Zelle (wickelt sich um eine NZ))
Ablauf Synaptische Übertragung 1. Nervenimpuls von präsynaptische Axon 2. Öffnung spannungsabhängiger Calcium Kanäle --> löst Vesikel mit NT 3. Vesikel fusionieren durch v-SNARES und t-SNARES mit Membran (v / t kommen sich durch Calcium nahe) 4. Transmitter wird ausgeschüttet 5. Transmitter bindet an Rezeptor 6. Natrium+ (erregend) Kanäle öffnen sich bzw. Kalium+ / Clor- (hemmend) 7. Spannungsänderung an Postsynapse --> Aktionspotential 8. Transmitter aus Synaptischenspalt (Diffusion in Blutbahn, Spaltung durch Enzym (Recycling), Wiederaufnahme über Asterozyten)
Was ist ein Membranpotential? = elektrische Potentialdifferenz zwischen extra- und intrazellulär durch verschiedene Konzentrationen von Ionen
Was ist ein Aktionspotential? = kurz anhaltende Änderung des Membranpotential zur Reizweiterleitung über Axon
Wie entsteht ein Membranpotential? (Ruhepotential) Membran = selektiv Permeabel (Tranporter und Ionenkanäle) * intrazellulär: viele positiv geladene K+ Ionen und geringe Menge an NA+ und Cl- (negative Proteine) * extrazellulär: viele Na+ und Cl- wenige K+ Membran recht gut Permeabel für Kalium (Kaliumkanäle) --> Konzentrationsausgleich --> diffundieren extrazellulärbei Ruhepotential sind nur Kaliumkanäle offen! Ionenpumpen (Transporter) tauschen 3 Natrium Ionen gegen 2 Kalium Ionen (ATP wird gespalten) --> insgesamt 1 positive Ladung raus --> innen wirds negativer chemisches und elektrisches Potential K+ Ionen wollen chemisches Potential ausgleichen, dadurch steigt allerdings elektrisches Potential, K+ Ionen strömen solange raus, bis elektrisches Potential sie zurückhält Gleichgewicht zwischen chemischen und elektrischen Potential = Ruhepotential (ca. -70 mV)
Welche Bedingungen müssen für ein Membranpotential erfüllt sein? * selektive Permeabilität der Membran (Kanäle, Transporter) * Konzentrationsgradient * chemisches Potential (osmotisch) * elektrisches Potential (Ladungen)
Was beschreibt die Nernstgleichung? das Konzentrationsgefälle des Elektrischen Potentials
Wie läuft das Aktionspotential ab? 1. Ruhepotential - 70 mV 2. Schwellenpotential: Dentriten nehmen Reiz auf und leiten diesen zum Axonhügel weiter, damit ein Aktionspotential entstehen kann braucht es am Axonhügel eine Änderung des Potentials auf ca. -40 mV (Schwellenpotential); Reize darunter werden nicht weitergeleitet 3. Depolarisation: Wird das Schwellenpotential überschritten, so läuft das AP über Axon ab. Na+ Kanäle öffnen sich und Natrium Ionen strömen in die Zelle --> es kommt zum Overshoot, der intrazelluläre Raum wird positiv geladen 4. Repolarisation: Die Na+ Kanäle werden durch Bällchen (ball-chain Modell) geschlossen, zeitverzögert öffnen sich Kalium Kanäle --> K+ Ionen strömen nach außen--> Elektrische Spannung sinkt 5. Hyperpolarisation: Kalium Kanäle schließen sich nicht wieder sofort --> Spannung sinkt unter Ruhepotential
Erkläre das ball and chain Modell. Natrium Kanäle haben 3 Zustände 1. geschlossen, aktivierbar (Aktivierungstor ist geschlossen -- Ruhepotential) 2. offen, aktiviert (bei Depolarisation) 3. geschlossen, deaktiviert (ball verschließt Kanal, Ball ist Sensor für Spannungsänderung, Reaktivierung erst wieder bei Hyperpolarisation)
Beschreibe die saltatorische Ausbreitung des AP. AP kann nur an nicht isolierten Stellen gebildet werden (Renvier´sche Schnürringe) AP springt von jedem Schnürring zum nächsten und muss dazwischen nicht neu gebildet werden --> viel schneller! 1. Ein AP wird am Axonhügel gebildet, es kommt zu einer Ladungsumkehr und inntrazellulär wird es positiv geladen, außen negativ 2. intrazellulär versuchen sich die Ladungen auszugleichen und es kommt auch am nächsten Schnürring zu einer Änderung des Potentials über den Schwellenwert --> AP zwische den Ranvierschen Schnürringen erfolgt die Weiterleitung des AP passiv, d. h. es wird immer weiter abgeschwächt
Anzeige
Was ist eine Motorische Einheit? Eine motorische Einheit besteht aus Motoneuronen und Muskelfasern, die innerviert werden. * jede Muskelfaser wird nur von einem Motoneuron innerviert * ein Motoneuron kann mehrere Muskelfasern innervieren, je weniger, desto feinmotorischer die Bewegung
Ablauf eines Vesikels (Biogenese, Transport etc.) Biogenese: Abschnürrung aus dem Golgi Apparat Transport: Mithilfe eines Motoproteins entlang des Axons Richtung Synapse Beladung: erfolgt über einen Transporter Anlagerung: Vesikel lagern sich in der Nähe von spannungsgesteuerten Calcium Kanälen an Freisetzung: strömen Ca+ ein, so löst dies Fusion mit Membran aus, NT in Synaptischen Spalt
Gifte: Tetradoxin Gift vom Kugelfisch blockiert Na+ Kanäle; kein AP mehr möglich Muskelschwäche, Blutdruckabfall, Atembeschwerden etc. Tod (kein Gegenmittel)
Gifte: Alpha Latrotoxin Gift der schwarzen Witwe Bindet an Neurexin in präsynaptischen Membran, verstärkt die NT Ausschüttung durch Ca2+ Einstrom starke Schmerzen, Muskelkontraktion, Übelkeit, Bluthochdruck, ca. 3% sterben
Gifte: Conotoxin Gift der Kegelschnecke hemmt Ca2+ Kanäle --> keine NT Ausschüttung mehr oder blockiert Rezeptoren Lähmung
Clostridium botulinum - Botulinumtoxin Botox leichte Kette des Toxins spaltet SNARE Protein --> keine Transmitterfreisetzung Sprechstörung, Schluckstörungen, Störungen glatte Muskulatur (Organe), Sehstörungen Lähmungen
Gift: Tubocurarin Pfeilgift bindet an Acetylcholinrezepotr an der Postsynapse: kein Na+ keine Depolarisation Lähmung der quergestreiften Muskulatur (für kleine medizinische Eingriffe)
Woraus besteht ein Sinnesorgan? 1) Reizleitendes Organ (dient der Reizweiterleitung, Signalversträrkung oder -abschwächung; funktioniert reflexartig) 2) Sinneszelle (Reiz wird in elektrisches Signal umgewandelt)
Wie läuft allgemein die Reizverarbeitung ab? Reiz trifft auf Sinnesorgan und wird zu Sinneszelle weitergeleitet in SZ wird Reiz in elektrisches Signal umgewandelt Signal wird an Hirn weiter geleitet (Primäre sensorische Zentren und weiter zu höheren sensorischen Zentren) die primären sensorischen Zentren kategorisieren den Reiz (motorisch, auditiv...) Das Gehirn muss Reize filtern --> sonst LSD
Welche Aufgaben haben Sinneszellen? 1) Energiewandler (überführen mechanischen, chemischen oder Licht Reiz in elektrisches Signal über ein Aktionspotential) - Latenzzeit = Zeit zwischen Reiz und Aktionspotential 2) Verstärker (Rezeptorantwort hat höhere Energie als eingehender Reiz; Reiz hat Triggerfunktion - nötige Energie zum Verstärken von Mitochondireninnengllied) 3) Codierer (übersetzen Intensität des Reizes in Amplitude des Rezeptorpotenzial - bzw. Frequenz des Aktionspotentials)
Was ist ein rezeptives Feld? Fläche, die eine Sinneszelle abdeckt (zB innervierter Bereich der Haut)
Was fühlt der Tastsinn? Tastempfinden (mechanischer Stimulus) propriorezeptive Wahrnehmung (Veränderungen an Muskeln oder Glenken) Wärmeempfinden Schmerzwahrnehmung
Welche Rezeptoren des Tastsinnes gibt es? Merkel Tastscheiben Meissner Körperchen Pacini Körperchen Ruffini Körperchen
Beschreibe die Merkel Tastscheibe. * einfacher Tastrezeptor * oberflächig in der Haut * langsam * reagieren auf Druck (je höher der Druck desto mehr AP) * geben anhaltenden Druck weiter
Beschreibe die Meissner´schen Körperchen * zur Tastempfindung * oberflächlich * registriert Druckveränderungen * nehmen Vibrationen (Bewegungen auf der Haut) wahr * schnell (nehmen nur Veränderungen auf) * nur auf unbehaarter Haut (Aufgabe übernehmen bei Haaren die Haarfolikel Sensoren) * Nervenfasern spindelförmig angelegt
Beschreibe das Rufini Körperchen. * eher wenigere Zellen, dafür groß * tief sitzend * registriert Stellung der Gelenke * je stärker der Druck desto mehr Signale * sehr langsam * Reaktion auf Gewebsdehnung * Reaktion auf Druck * Reaktion auf Wärme
Beschreibe die Pacini Körperchen. * tiefliegend * schnell * Zwiebelähnlicher Aufbau * Vibrationsempfindlich, nehmen keinen dauerhaften Druck war * Besitzt Lamellen (werden diese zusammengedrückt --> Reiz)
Wie ist das Ohr aufgebaut? 1) äußeres Ohr (Ohrmuschel, äußerer Gehörgang)--> Schallaufnahme 2) Mittelohr (Trommelfell, Paukenhöhle, Gehörknöchelchen (Hammer, Amboss, Steigbügel), Eustachische Röhre)--> Schallleitung 3) Innenohr (rundes Fenster, ovales Fenster, Hörschneke (Chochlea), Bogengänge)--> Umwandlung der Schallwellen in Nervenreize--> Gleichgewicht
Ablauf Hörvorgang Schall trifft auf äußeres Ohr und wird über äußeren Gehörgang ans Trommelfell weiter geleitet Trommelfell wird in Schwingungen versetzt --> Schwingungen über Gehörknöchelchen ins Innenohr über ovales Fenster übertragen Innenohr flüssigkeitsgefüllt, Flüssigkeit geräht in Bewegung --> Welle über Cochlea (Wanderwelle) bis zu Haarsinneszellen --> elektrischer Impuls gelangt zu Hörnerv und dann zu Gehirn
Wie sind Haarsinneszellen aufgebaut, welche Funktionen haben sie und welche kann man unterscheiden? Aufbau: * basaler Teil mit Synapse (ohne Axon)* apikaler Teil mit orgelpfeifenartig angeordneten Stereocilien und einem Kinocilium Funktionen:* Strömungssinneszellen* Schweressinneszellen* Drehsinneszellen* Gehörsinneszellen Ablauf:* kippen Stereocilien zu Kinocilium wird Depolarisation ausgelöst Unterscheidung* innere Haarsinneszellen (für Signaltransduktion)* äußere Haarsinneszellen (für Signalverstärkung bzw. -dämpfung)
Anzeige
Erkläre die Wanderwelle. Schallwellen werden über das ovale Fenster ins Innenohr übertragen Membran der Cochlea wird in Schwingung versetzt --> Welle läuft von Schneckenbasis bis zur Schneckenspitze ("Wanderwelle") --> KEINE Sinuswelle, sondern verstärkt sich fortlaufen
Was versteht man unter dem dioptischen Apparat? = Anatomie und Physiologie des visuellen Systems
Welche Teile hat der Dioptische Apparat und wofür sind sie da? Cornea (Horhaut): für Lichtbrechung, Schutz vordere und hintere Augenkammer: enthalten Kammerwasser, Druck für Form des Auges Linse: konvex; Brechung des Lichtes (Sammellinse) Glaskörper: Stabilität Retina (Netzhaut): sensorischer Bereich des Auges, Wahrnehmung voon Lichtreizen
Wie läuft der Sehvorgang ab? Auf das Auge treffende Licht gelangt durch Pupille über Hornhaut, Linse, Glaskörper auf Netzhaut Licht wird auf Netzhaut von Stäbchen (hell / dunkel) und Zäpfchen (Farbe) aufgenommen (Stäbchen / Zäpfchen sind Lichtsinneszellen - sie wandeln Licht in elektirsche Potentiale um) sensorische Information der Photorezeptoren wird von Bipolarzellen zu Ganglienzellen übermittelt
Was läuft in den Stäbche bzw. Zäpfchen ab? * Licht trifft auf Stäbchen / Zäpfchen --> Signal Kaskade beginnt * Einstrom von Na+ wird gestoppt (Repolarisation) * kein Transmitter am synaptischen Ende (Glutamat - wirkt hemmend auf Bipolarzellen) - also kein Glutamat mehr; hemmende Wirkung wird aufgehoben * Aktionspotential in Bipolarzellen / Ganglienzellen
Bau und Funktion der Retina Bau (5 Schichten):* Ganglienzellen (Impuls an Gehirn)* Amakrinzellen (verarbeiten Infos)* Bipolarzellen (verstärken, bündlen Infos)* Horizontalzellen (verstärken, bündeln Infos)* Photorezeptoren (wandeln Licht in elektrisches Signal um)* retinales Pigmentepithel (absorbiert überschüssiges Llicht) Funktion* Umwandlung von Licht in elektrischen Impuls* bündeln, verstärken, vergleichen, gruppieren, senden von Informationen
Erkläre die Fototransduktion (Umwandlung eines Reizes) Licht --> Netzhaut (Stäbchen / Zäpfchen) --> Umwandlung des cis-Retinal in trans-Retinal --> aktiviert über Signale Enzym welches cGMP in GMP umwandelt; Na+ Kanäle werden geschlossen --> kein Glutamat (hemmend) --> bei postsynaptischen Bipolarzelle öffnen sich Na+ Kanäle --> Depolarisation der Membran der Bipolarzelle --> AP
Rezeptives Feld (Sehen) Netzhautbereich, der einer Ganglienzelle zugeordnet wird (mehrere Stäbchen und Zäpfchen sind über eine Ganglienzelle verbunden)
Erkläre das Komplexauge * Setzt sich aus gleich gebauten Ommatidien (Seheinheiten) zusammen und bilden mit ihren Linsen hexagonales (wie Bienenwabe) Muster * pro Ommatid gibt es 8 Sinneszellen * jede Sinneszelle hat ein Rhabdom = Mikrovillisaum im Zentrum (= lichtempfindlicher Stäbchensaum); die insgesmat 8 Rhabdom = Rhabdomer * jedes Ommatid hat Cornealinse, darunter Kristallkegel (wirkt Lichtsammelnd), unter der Linse befindet sich die langgestreckte Sehsinneszelle
Dioptischer Apparat im Komplexauge = Lichtleiter * besteht aus Cornea und Kristallkegel * wirkt als Sammellinse
Welche Arten von Komplexaugen gibt es? * Appositionsaugen: einzelne Ommatidien getrennt voneinander (tagaktive, gute räumliche Auflösung) * Superpositionsauge: Ommatidien nicht voneinander getrennt (nachtaktive, unscharf aber auch bei wenig Licht) * neuronales Superpositionsauge
Was sind Basalganglien? = Gruppe von Kerngebieten des Großhirnmarklagers bilden mit Di- und Mesencephalon ein neuronales Detzwerk --> regulieren Auswahl und Ausmaß des Bewegungsmusters --> motorische / kognitive / limbische Funktion Basalganglien bestehen aus:* Straitum (Nucleus caudatus; Nucleus putamen)* Pallidum * subthalamischer Kern
Was ist die grundlegende Funktion der Basalganglien und wie läuft ihre Grundstruktur ab? Grundfunktion = Opimierung von Bewegungsabläufen Grundstruktur:Kortex (geplante aber ungenaue Bewegung) | vBasalganglien (verarbeiten, senden über Thalamus --> optimierter Bewegungsablauf) | v Kortex
Beschreibe den direkten Weg der Basalganglien Im Kortex werden Bewegungen geplant, aber sind sehr ungenau Kortex --> aktiviert Striatum Striatum --> hemmt internes Pallidum (hemmt normalerweise Thalamus) internes Pallidum --> enthemmt Thalamus Thalamus --> aktiviert Kortex
Beschreibe den indirekten Weg der Basalganglien Im Kortex werden Bewegungen geplant, aber sind sehr ungenau Kortex --> aktiviert Striatum Striatum --> hemmt externes Pallidum (hemmt normalerweise Nucleus Subthalamicus) externes Pallidum --> enthemmt N. Subthalamicus N. Subthalamicus --> aktiviert internes Pallidum internes Pallidum --> hemmt Thalamus Thalamus --> deaktiviert Kortex