Physiologie (Fach) / Vorlesung Nervenphysiologie (Lektion)

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• Beschreiben Sie axonalen Transport keine Zellorganellen im Axon axonale Transportprozesse von Soma → Axonterminal : anterogard Axonterminal → Soma: retrograd Transport erfolgt durch Mikrotubuli bzw. Neurofilamente: Vesikel werden aktiv entlang der Filamentstrukturen transportiert (Mithilfe von Kinesin und Dynein, welche Bewegung unter ATP-Verbrauch vermitteln)
• Aufgabe der Astrozyten Bilden Verbindung zwischen Blutkapillaren und Neuronen und vermitteln den Stofftransport erhalten die K+ Konzentration im Extrazellulärraum konstant ud stabilisieren damit das Ruhemembranpotentioal der Neurone → verhindern eine unerwünschte Depolarisation der Neurone Astrozytenfortsätze schrimen die synaptischen Regionen ab, dadurh beschränken sie die Transmitterwirkung auf den synaptischen Spalt sie können Transmittermoleküle (wie: Glutamat, GABA, 5-HT) aufnehmen und dadurch Duaerwirkung dieser an der synapse vermeiden sie beeinflussen synaptische Prozesse, indem sie postsynaptische Potentiale ausbilden können Regulation des interstitiellen pH-Wertes, in dem sie Protonen aufnehmen und über Gap-junctions an andere Gliazellen weitergeben und so verteilen können Bildung und Stabilisierung von Synapsen
• Wie sind die Kanäle der Zellmembran im Ruhezustand? K+ Kanäle offen Cl- und Na+ geschlossen
• Wie lautet die Nernst`sche Gleichung? V= RT/ zF ln C0 / Ci z: Ladungszahl der Ionen F: Faradaysche Zahl R: ideale Gaskonstante T: absolute Temperatur C0: Konzentration des betreffenden Ions außen Ci: Konzetration des betreffenden Ions innen V: Gleichgewewichtspotential
• Was gibt die Nernst Gleichung an? Sie gibt an, bei welchem Membranpotential fü eine bestimmte Ionenverteilung das Gleichgewicht von Diffusions- und elektrischem Fluss erreicht ist ( der Netto-Ionenfluss also 0 beträgt)
• Was beeinflusst den Ionenflus? Membranresistanz nach dem Ohm´schen Gesetz (statt Leitfähigkeit wird Permeabilität benutzt) Membranpotential
• Was ist der Ionengradient? Wenn die Konzentration von einem bestimmten Ion extrazelluär anders ist als intrazellulär. Durch diesen Ionengradient hat die Membran ein bestimmtes Potential (Ruhepotential). Das Ruhepotential wird durch Pumpen (Na-K-ATPase) beeinflusst, da diese die Ionen gegen die elektrische Richtung transportieren. Bei einem Aktionspotential öffnen sich die Kanäle und das Potential wird schlagartig abgebaut.
• Durch welche Gleichung erhält man den endgültigen Wert des Membranpotentials? Goldmann-Hodgkin-Katz-Gleichung (GHK)  
• In welche beiden Richtungen kann man das Membranpotential verändern? Depolarisation → wenn man intrazellulär positive Ladung zuleitet Hyperpolarisation → wenn man die Zelle zusätzlich negativ lädt
• Was versteht man unter "lokaler Antwort"? Eine Potentialänderung infolge einer Depolarisation verändert das Membranpotential nur an dem Ort der Reizung. Das gescheiht nur, wenn die Depolarosation das Schwellenpotential nicht erreicht.
• Was ist Tertodotoxin (TTX) und Tetraethylammonium (TEA)? TTX: das Gift des Kugelfisches, es blockiert die potentialabhängigen Natriumkanäle TEA: blockiert die Kaliumkanäle
• Was ist der Unterschied zwischen Na+ und K+ Kanälen? Na+ Kanäle können im geschlossenen, geöffneten und im inaktivierten Zustand befinden. Inanktiv werden sie bei einem Membranpotential von +25 mV. Sie reagieren sehr schnell. K+ Kanäle können nie inaktiviert sein, sie sind entweder offen oder geschlossen. Sie reagieren langsam.
• wie pflanzt sich das AP in marklosen Fasern fort? "Schritt für Schritt", d.h.: ein potentialabhängiger Kanal öffnet den nächsten. → langsame Weiterleitung (einige cm/sec) hoher Energieverbrauch
• Wie pflanzt sich ein AP in markhaltigen Fasern fort? nur über die Ravier´schen Schnürringe, dadurch sehr schnell (120 cm/sec) zwischen den Ranvier´schen Schnürringen wird das AP elektrisch weitergeleitet - ohne irgendwelche Kanäl öffnen zu müssen das gewebe der Marksubtanz verringert die Spannung des AP,bei jedem Schnürring erzeugt der eintreffende Impuls aber für ein neues AP → saltatorische Reizweiterleitung Leitungsgeschwindigkeit ist proportional zur Dicke der Marksubstanz
• Axonaler Transport von Neuropeptiden und Neurotransmittern Grundlage: Bindung des Neuro- oder Modulapeptids an Trägerproteine im Soma des Neurons Schritt für Schritt Transport entlang der Längsachse des Mikrotubulärsystems des Axons unter ATP-Verbrauch es werden auch leere Vesikel zu den Nervenenden gebracht, damit sie da die neu synthetisierten Neurotransmitter aufnehmen können
• Was passiert nach einem AP in der Nervenendigung? die Vesikel schütten ihren Inhalt (Neurotransmitter) durch Exozytose in den synaptischen Spalt Dort setzen sich die Neurotransmitter an ihre spezifischen Rezeptoren die Bindung an die rezeptoren hat etweder eine De- oder eine Hyperpolarisation des Ruhepotentials zur Folge Depolarisation führt zu einer lokalen Antwort die in den meisten Fällen zur Auslösung eines AP an der postsynaptischen Membran führt anstelle einer elektrischen Antwort (AP), kann auch postsynaptisch eine Stoffwechselveränderung eintreten → metabotrope Reaktion
• Was ist Gap junction? eine Synapse zwischen zwei Zellen, die freie Diffusion von Ladungen zwischen dem Zytoplasma beider Zellen ermöglicht sie bestehen aus jeweils 2 Halbkanälen (ein Halbkanal pro Zelle) die Connexone heißen, ein Hexamer aus 6 connexin peptiden leitet die Information in beide Richtungen (Ausnahme: Rectification) kann offen oder geschlossen sein bsp.: Herzmuskelzellen
• Was ist eine metabotrope Wirkung? Und warum tritt sie ein? Auf ein AP folgt eine sehr lange Folgereaktion. Diese Reaktionen werden dadurch verursacht, dass die Neurotransmitter eine sehr lange Depolariation bzw. Hyperpolaisation der Zelle hervorrufen, indem sie den Stoffwechsel der Zelle ändern und nicht durch das Öffnen von Ionenkanälen. Diese Neurotransmitter heißen metabotrope Transmitter. Eine so lange De- oder Hyperpolarisation tritt deswegen ein, da durch die Stoffwechselveränderungen die Permeabilität des Kaliums und Kalziums verändert wird.
• Was ist die Grundlage eines funktionierenden Nervensystems? Die Wahrnehmung von äußeren und inneren Reizen durch Rezeptoren
• Was macht Rezeptoren aus? eigenen, für ihn spezifischen Reiz, obwohl viele Rezeptoren auf verschiedene Signale reagieren können  der spezifische Reiz ruft einen Kationenfluss hervor, wodurch eine lokale (elektische) Antwort ausgelöst wird Klassifizierung durch: Typ des Reizes, Fähgkeit der Anpassung und Typ der Wahrnehmung
• Klassifizierung der Rezeptoren Nach Anlehnung an den Rezeptorzelltyp (primär, sekundär, tetiär) Lokalisation des Reizes Form der Energie und des Reizes Art und Weise der Wahrnehmung Adaption
• Klassifizeirung der Rezeptoren: nach Typ 1. Primäre Sinneszelle: führt zur direkten Gestaltsändeung der Kationenkanäle oder, dass sich ein Protein an den Kanal des Sinnesneurons bindet bilden selbst Aktionspotentiale aus Bsp.: riechen 2. sekundäre Sinneszelle: können kein Aktionspotential ausbilden, aber Rezeptorpotentiale haben eine Synapse mit dem ersten afferenten Neuron dass die AP weiterleitet Bsp.: Haarzelle, Hörnerv 3. tertiäre Sinneszelle: afferenten Sinneszelle sorgt für Transformation des Reizes
• Klassifizeirung der Rezeptoren: nach Lokalisation des Reizes 1. Exterozeptoren: empfangen Reize aus der äußeren Umgebung Bsp.: Licht, Schall, mechanische Reize 2. Enterozeptoren: empfangen Reze aus dem inneren des Körpers Bsp.: Hitze, Druck, partieller Druck der Gase, Sehnenrezeptoren, Muskelspindeln, Rezptoren, die Stoffwechselparameter der Zellen empfangen
• Welche spezialisierten Organellen der Rezeptoren gibt es? freie Nervenendigungen - Schmerz- und Temperaturrezeptoren der Haut→ Exterozeptoren Pacini-Körperchen: Exterozeptor aber nicht ber freie Nervenendigungen (freie Nervenendigungen sind in Schichten verschiedener Zelltypen eingebettet, Bsp.: Genitalrezeptor, Tasterkennungsrezeptoren der Merkellzellen Golgi-Sehnen Organ: an der Grenze von Muskel und Sehne, Muskelspindeln sind typische Enterozeptoren
• Wirkungsweise der Rezeptoren Transformation: d.h. mechanische Reize werden in elektrische umgeleitet auf der Membran der Rezeptoren wird eine potentialänderung erzeugt
• Was sind Energie sensitive Ionenkanäle K+-Kanäle die auf eine ATP-Konzentrationsänderung im Zellinneren reagieren
• Arten von Ionenkanälen "leak", leicht duchlässige spannungsabhängige ligandabhängig mechanozeptiv, mechanische Energiesensor G-Proteinvermittelnde ligandabh.
• Reflexbögen des Rückenmarks 1. Propriozeptivreflex: Rezeptor befindet sich im selben Organ wie Effektor (Muskel - Muskel) 2. Exterozeptivreflex: Rezeptor befindet in anderem Organ als Effektor (Haut - Muskel)
• Rückenmark allgemein Reflexzentrum wird somatosensorisch aktiviert, d.h. durch Wahrnehmungen der Haut, Organe und Muskeln kontrolliert durch supraspinale Zentren
• Wie kommt es zu einem Reflex (allgemein) Rezeptor (Registrierung des spez. Reizes) Afferenz (Signalleitung zum ZNS) ZNS ( Verarbeitungssystem) Efferenz ( Signalleitung zum Effektor) Effektor ( Ausführung der Reaktion)
• Muskeldehnungsreflex führt bei einer plötzlichen Dehnung eines Muskels reflektorisch zu einer raschen Kontraktion. Eigenreflex, Eigenschaft der antigravitatorischen Muskulatur Rezeptor (Muskelspindel) afferente Bahn (Ia-Faser) zentrale Umschaltung auf ein α-Motoneuron über eine Synapse im Rückenmark ( → Glutamat als Transmitter) efferente Bahn (Axon des Motoneurons), die an der neuromuskulären Endplatte endet (→ Acetylcholin als Transmitter)
• Definition: Konvergenz und Divergenz Konvergenz: Ein Neuron wird von mehreren Neuronen erregt Die Erregung vereinigt sich Divergenz: Die Verteilung einer Erregung auf mehrere Neuronen Die Erregung teilt sich auf
• Definition: Mono- und polysynaptisch Monosynaptisch: die Afferenzen sind nur über eine Synapse mit den Efferenzen verbunden Polysynaptisch: wenn mehr als 2 Neurone am Reflex teilnehmen
• Definition: Enthemmung und Disfazilitation Enthemmung (Disinhibition): Hemmung eines gehemmten Neuronentyps Disfazilitation: Hemmung eines angeregten Neurons
• Was sind die Merkmale der Bewegungsmuster, die vom Rückenmark programmiert werden? sie laufen immer gleich ab (stereotyp) sie umfassen mehrere Segmente sie werden rhythmisch wiederholt. Mit einem Rhythmus der unabhängig des Rhythmusses des Reizes ist. Sie dauern länger als der Reiz Bsp.: Kratz-Reflex beim Hund, das Gehen Interneurone erregen gleichzeitig die motoneurone des Extensors und des Flexors, gleichtzeitig senden sie kollaterale zu den hemmenden Interneuronen, die die entgegengesetzt wirkenden neuronen hemmen
• Welche Typen vn Eigenreflexen (Propriozeptiven Reflexen) kennen sie? myotatische invers-myotatische durch Dehnung hervorgerufene flexorishe Reflexe
• Wie unterschidet sich der Propriozeptive Reflex vom exterozeptiven? Dehnung des Muskels ist der entsprechende Reiz der Rezeptor befinet sich in der Muskelspindel, sein afferenter Nerv ist eine schnelle Ia-Faser der Reflexbogen ist monosynaptisch es gibt fast keine Latenz (Verzögerungszeit) die Antwort erfolgt sofort und ist nicht länger als der Reiz selbst aufgrund seiner monosynaptischen Natur ermüdet sich der Reflex nicht (nicht habituierbar)
• gemeinsame Merkmale von Propriozeptiven und Exterozeptiven Reflexen Die Antwort hat lokalen Charakter, sie breitet sich über das Ursprungsgebiet des Reizes aus Die Intensität der Antwort ist proportional zur Reizintensität wechselseitige Innervation ist typisch: Aktivierung des ipsilateralen Extensors wird durch die Hemmung des ipsilateralen Flexors begleitet und umgekehrt (ipsilateral= auf der selben Körperseite gelegen) höhere Hirnebenen regulieren den Refle signifikant (typischerweise)
• Was sind Renshaw Zellen? hemmende Interneurone des Rücknmarks sie werden durch α-Motoneurone und durch Axone die aus dem Gehirn ins Rückenmrk absteigen innerviert sie hemmen den Antwort-Reflex der α-Motoneurone und schützen somit den Muskel
• Exterozeptivereflexe Reflexor (meist) in der Haut, Effektor im Muskel Schmerzvermeidung wirkt hauptsächlich durch Aktivierung von Flexoren bei gleichzeitiger Unterstützung von Extensoren auf der kontralateralen Seite erhebliche Ausstrahlugn des Reizes kann beobahtet werden, oft nehmen alle Muskeln und Gelenke der Gliedmaße am Reflex teil der ausgedehnte polysynaptische Reflex führt dazu, dass oft erst de Extensoren aktiviert werden (heißer Gegenstand wird fallengelassen) und dann die Flexoren (Arm wird zurückgezogen)
• Wie unterscheidet sich der exterozepte Reflex vom propriozeptiven? Rezeptoren sind druck- oder Schmerzrezeptoren in der Haut, seine afferenten Nerven sind langsam leitende Fasern der Gruppe III, IV Reflexbogen polysynaptisch Reflex hat lange Latenz wegen der Streuung der Verbindung (lange Zeit zwischen Reiz und Wahrnehmung) langsame Antwort, die länger dauert als der Reiz Reflex ermüdet leicht, wegen des polysynaptischen Charakters beim Reflexablauf wird eine deutliche kontralaterale Antwort hervorgerufen
• Was sind die Symptome eines spinales Schocks Areflexie (keine Reflexe vorhanden) Hypotension (niedriger Blutdruck) Poikilothermie (Tier kann Körpertemperatur nicht halten) irrereversibler Verlust sensorischer (Anästhesie) und spontaner Funktionen (Bsp.: Anurie)
• Methoden der Gehirnforschung Stereotaktische Chirurgie EEG CT PET MRI
• Wie funktioniert ein EEG (Elektronenenzephalographie) ? Grundlage des EEGsind synaptische Aktivierungen in kortikalen Neuronen und die damit verbundenen Ionenströme im Intra- und Extrazellulärraum Es stellt die aufsummierte Aktivität hunderter Neuronen, die sich unter der Elektrode befinden dar Es werden Elektroden an die Haut des Schädels angebracht und die Potentialunterschiede von 2 verschiedenen Elektroden werden aufgezeichnet (bipolare Ableitung) niedrige Amplitude, hohe Frequenz = voll aktiver Zustand des Gehirns hohe Amplitude, niedrige Frequenz = Zustand völliger Ruhe
• Wie funktioniert ein CT (Computertomographie)? Grundprinzip: verschiedene Absorption der Röntgenstrahlung von unterschiedlichem Gewebe ein Rntgenstrahl rotiert um den Kopf des Patienten und Detektoren registrieren Unterschiede in der Strahlenabsorption des Gewebes schichtweise Untersuchung ist möglich Veränderungen im Kubikmilimeterbereich können diagnostiziert werden
• Wie funktioniert ein PET (Positronenemissionstomographie)? Biomoleküle, die mit positiv geladenen Elektronen markiert worden sind, werden dem Kreilauf zugeführt im Kreislauf kolodiert es mit einem Elektron und 2 Photonen entstehen, diese entfernen sich sofort in einem Winkel von 180° von ihrem Standort Durch die Kollisionszeit und die Anzahl der entstanden Photonenpaare kann ein Detektorsystem die Gehrinabschnitte darstellen, die die verabreichte Substanz stärker metabolisieren
• Wie funktioniert ein MRI (Magnetic resonance imaging)? jedes Atom, dass sich in einem magnetischen Feld bewegt vibriert, diese Vibrationen werden abgeleitet und sind für jedes Atom charakteristisch Phosphor gehört zu den am lechtesten anregbaren Atomen, das ist praktisch, da Phosphor eine tragende Rolle in der zerebralen Energieausnutzung hat Phosphor zeigt, jenachdem in welchen Verbindungen es existiert verschiedene Spektren. das abgeleitete Bid zeigt Informationen über die aktuelle Lage der biochemischen Aktivität in den einzelnen Gehirnarealen
• Funktion der Formatio reticularis Regulation der Schlaf-Wach Phasen Weiterleitung von Informationen zum limbischen System (Verarbeitung von Emotionen und Entstehung von Treibverhalten) Koordination von viszeralen Funktionen (Kreislauf, Atmung, Schlucken, Husten und Niesen) Koordination der Haltung absteigende Formatio reticularis: hemmt myotatische (Dehnungsreflex) und andere subkortikale Reflexe ("Dazzle Reflex" Zukneifen der Augen bei sehr hellem Licht) erhöht die Intensität aller motorischen Reflexe aufsteigende Formatio reticularis: beschleunigt die Aktivitäten aller oben genannten Zentren  
• Was beeinflusst die Schlaf-Wach Phasen? 1. formatio reticularis Serotoninproduktion der raphe nukcei löst den Schlaf aus Locus coeruleus produziert Noradrenalin was ein aktives erwachen oder eine Verschiebung der REM-Phase hervorruft 2. Zentren im Thalamus und im Hypothalamus Aktivierung höher gestellter Hirnareale 3. höhergestellte Hirnareale Regulation der Schlaf-Wach Phasen 4. nucleus suprachiasmaticus nimmt äußere, visuelle Reize auf (Hell-Dunkel) unabhängige biologische Uhr bestimmt 25 Stunden langen zirkadianen Rhythmus Stätte für andere Tagesrhythmen
• Wodurch nimmt man Schmerz wahr? 1. A-delta Fasern: schnelle, gut lokalisierte Schmerzempfindung → Flexorenreflex 2. C-Fasern: langsam entstehenden, schwer lokalisierenden Schmerzempfindungen → Blutdruckabfall, Schweissausbrüche, Schwindelgefühl

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