I.1 Physiologie (Fach) / F2 (Lektion)

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Zellen und Neurone

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  • Atom Atome sind die Bausteine, aus denen alle festen, flüssigen oder gasförmigen Stoffe bestehen Alle Atome eines Elements besitzen in ihrem Kern besitzen dieselbe Anzahl von Protonen (+) Daneben besitzen sie auch Neutronen -> unterschied zwischen den verschiedenen Elementen Kohlenstoff (C), Sauerstoff (O), Wasserstoff (H), Stickstoff (N)
  • Molekül chemische Verbindungen von Atomen unbelebte in der Natur vorkommenden Moleküle (anorganisch) sind sehr klein belebte Moleküle (organisch) sind sehr groß
  • Anionen und Kationen Molekülverbindung -> Ionenbindung - Atome tauschen ein Elektron aus - Anionen sind negativ - Kationen sind positiv
  • Bausteine der Zelle Zellmembran/Plasmamembran Zellflüssigkeit/Zytoplasma Zellkern/Nukleus
  • Zellflüssigkeit/Zytoplasma gesamter lebender Inhalt einer Zelle, umgeben von der Zellmembran beinhaltet mehrere Organellen, z.B. Mitochondrien, endoplasmatisches Retikulum und Lysosomen
  • Protoplasma Zytoplasma + Nukleus besteht zu 70% aus Wasser und 4 Substanzklassen organischen Molekülen: Zucker, Fettsäuren, Aminosäuren und Nukleotiden Diese Moleküle können auch zu Biopolymeren zusammengesetzt werden (Polysaccharide, Eiweiße und Nukleinsäuren)
  • Zellmembran/Plasmamembran besteht aus einer Lipiddoppelschicht Einbettung verschiedener Proteine mit bestimmten Funktionen - Registrierung von Substanzen außerhalb der Zelle - Weiterleitung von Informationen in das Zellinnere - Steuerung des Zugangs in das Zellinnere
  • Zellkern/Nucleus enthält Nucleolus und die Chromosomen Nucleolus produziert Ribosomen -> Proteinsynthese Chromosomen bestehen aus DNS und tragen die genetische Information Im aktivierten Zustand regen Chromosomen die Bildung von messenger RNS (mRNS) an, die eine Kopie der am Genort gespeicherten Information enthalten
  • messenger RNS kann die Kernmembran passieren und erreicht die Ribosomen, wo sie die Synthese eines bestimmten Proteins oder Enzyms (Katalysator, Aufspaltung oder Zusammenfügung von Molekülen) bewirkt
  • Mitochondrien dienen zur Energiegewinnung besitzen eigene DNS und reproduzieren sich unabhängig von ihren Wirtszellen produzieren ATP, das Zellen unmittelbar als Energiequelle nutzen können
  • endoplasmatisches Reticulum dient als Speicher und als Transportkanal für chemische Substandzen durch das Zytoplasma Proteine aus dem rauen ER werden aus der Zelle transportiert oder in die Zellmembran eingebaut das glatte ER stellt Kanäle für die Absonderung von Molekülen bereit, die an verschiedenen zellulären Prozessen beteiligt sind
  • Golgi-Apparat besondere Form des ER dient z.B. zur Verpackung von Hormonen betreibt Exozytose - Freisetzen von chemischon Stoffen außerhalb der Zelle - Stoffe, die vom Golgi-Apparat in eine Art Container (Vesikel) verpackt wurden wandern zur Zellmembran, fusionieren mit dieser und der Inhalt ergießt sich in die extrazelluläre Flüssigkeit - erzeugt auch Lysosomen, die zur Aufspaltung von nicht mehr benötigten Substanzen dienen
  • Endozytose Plasmamembran stülpt sich ein, vertieft sich, schnürt sich ab und es entsteht ein intrazelluläres Vesikel, das extrazelluläre Flüssigkeit enthält
  • Neurone/Nervenzellen bestehen aus vier Teilen: Soma, Axon, Dendriten und Endknöpfe befinden sich im zentralen sowie peripheren NS Informationsweiterleitung durch Vernetzung sensorische und motorische Neurone
  • sensorische Neurone Nervenzellen, die Informationen aus der internen und externen Umwelt empfangen und die Signale an das Zentralnervensystem weiterleiten -> Afferenz
  • motorische Neurone Ein Motoneuron ist eine Nervenzelle des zentralen Nervensystems, die mit ihrem Axon eine direkte oder indirekte Kontrolle über einen Muskel ausübt -> Efferenz
  • Soma enthält den Kern der Nervenzelle und den größten Teil der für die Lebensprozesse notwendigen Vorrichtungen
  • Axone lange, dünne, zylindrische Strukturen, die Informationen vom Soma des Neurons zu seinen Endknöpfen übertragen werden durch Myelinscheiden umgeben multipolare Neurone: ein Axon und viele Dendriten am Soma bipolare Neurone: ein Axon und ein Soma an gegenüberliegenden Enden unipolare Neurone: Axone teilen sich in einen Zweig für sensorische Informationsaufnahme und einen Zweig für die Weiterleitung teilen Bündel von Axonen -> Nervenfasern
  • axoplasmatischer Transport Transportmechanismus von Stoffen, die über die Axone zu den Endknöpfen weitergeleitet werden erfolgt über Proteine, die sich im Zellkörper an die zu transportierenden Stoffe haften anterograd: vom Zellkörper zu den Endknöpfen retrograd: von den Endknöpfen zum Zellkörper
  • Endknöpfe die meisten Axone teilen und verzweigen sich mehrfach An der Spitze der Zweige findet man Endknöpfe setzen chemische Verbindungen frei, sog. Neurotransmitter, die erregende oder hemmende Wirkung (exzitatorisch oder inhibitorisch) haben ->Information wird von der anschließenden Zelle aufgenommen oder nicht Endknöpfe können Synapsen auf dem Soma oder den Dendriten bilden
  • Dendriten Zellfortsätze von Nervenzellen
  • Gliazellen physikalischer und chemischer Schutz sowie lokale Fixierung der Neuronen Versorgung der Neuronen mit Nährstoffen Versorgung mit chemischen Stoffen für den Informationsaustausch Isolierung der Neurone, so dass Nachrichten nicht vermischt werden Astrozyten, Oligodendrozyten und Mikroglia
  • Astrozyten sichern die Versorgung der Nervenzellen mit Nährstoffen und anderen Substanzen regulieren die chemische Zusammensetzung der extrazellulären Flüssigkeit
  • Oligodendrozyten Oligodendrozyten dienen dem Schutz der Axone und der Bildung der Myelinscheide Die Myelinscheide isoliert die Axone voneinander, wodurch ein ungewünschtes Ausbreiten von Informationen verhindert wird Beschleunigung der Informationsweiterleitung
  • Microglia agieren als Phagozyten, die tote oder absterbende Neurone zerstören schützen das Gehirn vor eindringenden Mikroorganismen und agieren als Immunsystem des Gehirns müssen Entzündungsherde im ZNS möglichst schnell beseitigen
  • Schwann'sche Zellen Myelinisierung von Neuronen im peripheren NS die regenerativen Fähigkeiten des PNS sind deutlich höher als des ZNS -> wegen den unterstützenden Zellen, nicht den Neuronen an sich
  • Adenosintriphosphat (ATP) Adenosintriphosphat ist der universelle und unmittelbar verfügbare Energieträger in Zellen und wichtiger Regulator energieliefernder Prozesse
  • Lysosomen werden vom Golgi-Apparat gebildet Hauptfunktion besteht darin, Fremdstoffe oder körpereigene Stoffe mittels der in ihnen enthaltenen Enzyme zu verdauen
  • Enzym ein Enzym ist ein biochemischer Katalysator, der hilft, ein Substrat zu spalten oder anderweitig zu verändern das Enzym erleichtert die dafür nötige Reaktion, indem es die Aktivierungsenergie herabsetzt, die stets überwunden werden muss, damit es überhaupt zu einer Stoffumsetzung kommt -> Katalysator
  • Myelinscheide stellt eine um die Axone der Nervenzellen von Wirbeltieren gelagerte lipidreiche Schicht dar sie wirkt elektrisch isolierend
  • Ranvier-Schnürring als Ranvier-Schnürring bezeichnet man den freiliegenden Abschnitt eines Axons, an dem zwei Schwann-Zellen zusammentreffen saltatorische Erregungsleitung
  • Peroxisomen dienen Entgiftungsreaktionen (v.a. Peroxidalradikale, Fette und Alkohol)
  • Zytoskelett Mikrotubuli - gerichteter Transport innerhalb der Zelle Mikrofilamente - Stabilität der Zellgestalt Intermediärfilamente - Formgebung, Stabilisierung

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