(Abitur) QI - Neurologie Flashcards
Alle Bestandteile / Organellen einer Zelle
In allen Zellen
- zellkern
- Mitochondrien
- Endoplasmatisches Retikulum (raues /glattes)
- Golgiapperat (besteht aus Dictyosomen)
- Cytoskellet
- Lysosomen / peroxisomen
Nur Bei Pflanzen
- Plastiden
- Vakuole
- Zellwand
Zellkern: Steuerzentrale
-
Zellkern: Steuerzentrale
- Steuerzentrale der eukaryotischen Zelle.
- Karyoplasma enthält R
- abgegrenzt durch die Kernhülle (doppeltes Membran). Ist von Kernporen durchbrochen.
- Die äußere Membran ist eng mit dem ER verbunden
- Die Synthese der RNA findet statt
- Enthält das Kernkörperchen
Mitochondrien
-
Mitochondrien – die Kraftwerke
- Nur in Eukarytoischen Zellen
- Enthalten ein eigenes genom und Organellen
- Vermehrung durch Teilung
- Kraftwerk der zelle:
- Zellatmung -> ATP Bildung
Endoplasmatisches Retikulum
-
Endoplasmatisches Retikulum:
- Von Membran begrenzte Hohlräume
- Röhrenförmiges, kanalartiges Transportsystem
- Raues ER besitzt Ribosomen
- Proteinbiosynthese
- bildet neue Kernmembran (Mitose)
- Von Bedeutung für: Translation, Proteinfaltung, postranslationale Modifikation von Proteinen und deren transport durch Versekel in den Extrazellulären Raum
Golgiapperat
-
Golgiapperat:
- besteht aus Dictyosomen
- Bildung und Abschnürung von Golgi-Versekeln
- Anreicherung und Transport von verschiedenen Stoffen
- Aufbau von Zellwand Material
- Proteine aus dem ER werden verteilt
- Proteine werden modifiziert, sortiert und an den Bestimmungsort transportiert.
- besteht aus Dictyosomen
Cytoskellet
-
Cytoskellet:
- Proteinfilamente
- Mikrotuboli und Centriolen
- mechanische Festigkeit
- wichtig für Zellteilung
5.
Lysosomen / Peroxisomen
-
Lysosomen / Peroxisomen: Verdauungsorganelle der Zelle
- winzige vom Membran umschlossene Organellen
- Mithilfe von in ihnen enthaltene Enzyme verdauen sie Fremdstoffe
- Sie fungieren als Entgiftungsapparate
- sogenannte Selbstmord-Zellen
Plastiden
-
Plastiden:
- (Nur bei Pflanzen) Nur in Eukaryoten die Photosynthese betreiben.
- eigenes genom
- Speicherfunktion: Stärkespeicher, Proteinspeicher, Lipidspeicher
- Beispiel für Plastid ist Chloroplast (aufbau organischer Stoffe durch Licht - Photosynthese)
Vakuole
-
Vakuole: Speicher und Entgiftungsorgan
- Nur bei Pflanzen
- große von Membranen umschlossene Reaktionsräume
- halten den Zeltdruck aufrecht (Turgor)
- Lager für Wasser, toxische Stoffe
Zellwand
-
Zellwand:
- 3 Wandschichten
- Primärwand: Zellulose -> Elastisch
- Sekundärwand: Microphibrillen in Parallelstruktur -> Stabilität
- Tertiärwand: Begrenzung zum Zellinnenraum
- 3 Wandschichten
Bau der Zellmembrane (Bestandteile)
- Phosholipide
- Glycoproteine
- Glycolipide
- Cholesteri
- α-Helix Protein
- Integrales Protein
- Peripheres Protein
Lipide (Phosholipide)
-
Lipide: (Phospholipide)
- Lipide besitzen einen Hydrophilen Kopf und zwei Hydrophobe Schwänze.
- Kopf: Phosphorsäureester-Gruppierung
- Schwanz: Fettsäureketten
- Phospholipide Doppelschicht (Bilayer)
Glycoproteine
-
Glycoproteine:
- Makromoleküle aus einem Protein und kovalenten Bindungen zu Kohlenhydratgruppen.
- Strukturproteine, Zellinteraktion, einige Hormone und Bestandteile des Immunsystems gehören zu den Glycoproteinen
Glycolipid
-
Glycolipide:
- Phosphorfreie Struktur / Membran lipide die mono-oligiosacharide glycosidisch gebunden haben.
- Strukturlipoide, Interaktion mit anderen Zellen
Cholesterin
-
Cholesterin:
- Eingelagert zwischen Phosphorlipiden
- Beschränkt die Bewegung der Phosphorlipide: vermindert bei mäßiger Temperatur die Membranfludität und bei niedriger Temperatur die Verfestigung
α-Helix Protein:
-
α-Helix Protein:
- Entscheidend für die selektive Funktion der Proteine
Integrales Protein
-
Integrales Protein:
- Fest mit der Membran verbundenes Protein
- Verbinden Extrazellulären Raum und Cytoplasma (Bsp. durch Ionenkanäle)
Peripheres Protein
-
Peripheres Protein:
- Auf die Membran aufgelagert, an der extrazellulären Seite
- Sie können als spezifische Rezeptoren bestimmte Botenmoleküle an sich binden
Membranfluss
(verschiedene Arten)
- Exocytose:
- Endocytose:
- Rezeptoren vermittelte Endozytose
- Phagozytose
- Pinocytose
Membranfluss: Exocytose
-
Exocytose:
- Stofftransport aus der Zelle heraus.
- Vesikel verschmilzt mit Membran.
Membranfluss: Endocytose
-
Endocytose:
- Aufnahme von Stoffen in die Zelle
- Einstülpung der Zellmembran um den Stoff
Membranfluss: Rezeptoren vermittelte Endocytose
-
Rezeptoren vermittelte Endozytose
- Spezifische Stoffe binden an Spezifische Rezeptoren auf der Membran
- Es bilden sich “coated Vesikles“
- Durch die Anlagerung von clathrin-Molekülen bildet sich ein Versekel aus
- Endocytenbläschen entsteht.
Transportmechanismen
Diese können Aktiv oder Passiv sein
- Uniport: Transport nur in eine Richtung
- Symport: Zwei Moleküle werden in gleiche Richtung transportiert
- Antiport: Zwei Moleküle werden in Gegenrichtung Transportiert
Bau eines Neurons (Nervenzelle)
- Dendriten: An dem einen Ende, fein verästelt und bis zu vielen tausenden
- Soma (Körper): Der Zellkörper. Sehr viele Mitochondrien und ein stark ausgeprägtes Raues endoplasmatisches Retikulum (ER)
- Axon (Neurit): Der weiterleitende Bereich
- Axonhügel: Übergangsbereich zwischen Soma und Axon
- Kollateralen: Verzweigungen die vom Axon wegführen
- Endknöpfchen: Ermöglichen die Informationsübertragung in benachbarte Zellen. Sie bilden mit teilen der benachbarten Zelle eine Synapse.
- > Viele Ribosomen: Viel Protein Bio-Synthese
- > Viele Mitochondrien: Hoher Energie verbrauch
- > Großes ER: Umfangreiche Transportvorgänge (Vesikel)
Es besteht eine Kompartimentierung: Aufteilung der Zelle in unterschiedliche Reaktionsräume durch Memebranen.
Zustandekommen des Ruhepotenzials (Text):
Innen ist die Konzentration an Anionen (-), Kalium Kationen (+) hoch. Außen Natrium Kationen (+) und Chlorid Anionen (-)
Das Membran ist im Ruhezustand gut für Kalium (+) und Chlorid (-) durchlässig, schlecht für Natrium (+) und garnicht für (Protein-) Anionen (-). Diese selektive Permiabilität wird durch Proteinkanäle ermöglicht die nur für bestimmte Ionen durchlässig sind (Ladung, Durchmesser).
Natrium Kalium Pumpe: Sorgt dafür dass das membranpotenzial bestehen bleibt. Sie benötigt ATP (1/3 des Ges. Verbrauches). Gegen den Konzentrationsgradienten transportiert sie 2 K (+) nach innen und gleichzeitig 3 Na (+) nach außen.
Im Ruhezustand sind Kalium (+) (in der Regel nach außen) und Chlorid (-) Kanäle (In der Regel nach innen) geöffnet. Diese Diffundieren entsprechend dem Konzentrationsgradienten (hohe zur niedrigen Konzentration).
Natrium (+) Kanäle sind währenddessen geschlossen. Geringer Leckstrom trotzdem vorhanden. (in der Regel von außen nach innen)
Trotz der offenen Kanäle erreichen die Kalium (+) Ionen nicht den Ausgleich. Für jedes Kalium-ion das nach außen diffundiert mit seiner positiven Ladung gibt es im inneren ein negatives Ion was nicht mehr Neutralisiert ist. Es liegt allerdings ein Kräftegleichgewicht vor: Zwischen der Elektrischen Abstoßungskraft von außerhalb und der Diffusionskraft (durch den Konzentrationsgradienten) von innerhalb.
Durch den leckstrom der Na (+) würde das Konzentrationsgefälle der Natrium und Kalium Ionen ausgeglichen werden und das Ruhepotenzial zusammenbrechen, dem wirkt die Natrium-Kalium-Pumpe entgegen.
Aktionspotenzial (Text)
Wenn ein Axon durch einen kurzen Elektrischen Impuls gereizt wird, der unter einem bestimmten Schwellenwert ist, reagiert das Axon abgeschwächt. Dabei ist die Reizstärke = der Depolarisationsstärke, die Depolarisation ist nur solange wie der Reiz anhält.
Wird der Schwellenwert überschritten, reagiert es um die Stelle mit immer gleicher Intensität, egal wie Stark überschwellig der Reiz war, denn Axone reagieren nach dem “Alles oder nichts Prinzip.“
Durch den Überschwelligen Reiz verändern eine Gruppe spezieller Natrium (+) und Kalium (+) Proteine ihre Struktur. So öffnen oder Schließen sich Spannungsabhängig Tore.
Jeder Natrium Kanal Besitz an der Membranaußenseite ein Aktivierungstor und auf der Innenseite ein Inaktivierungstor.
Die Kaliumkanäle besitzen nur ein spannungsgesteuertes Tor. Dieses ist im Ruhezustand (1) geschlossen.
Bei einer Elektrischen Reizung öffnet sich das Natrium-Aktivierungstor schnell und viele Natrium-Ionen (+) strömen (durch den konzentrationsgradienten / angezogen von der (-) Ladung) in das innere des Axons. An dieser Stelle ändert sich das Ladungsungleichgewicht.
Durch positive Rückkopplung öffnen sich weitere Na-Kanäle. Das Membran wird Depolarisiert (2). Das potenzial erreicht positive Werte. Das Membran ist an der Stelle nun innen positiv und außen negativ (vorher war es andersherum).
Durch die Depolarisation schließen sich die Inaktivierungstore der Natriumkanäle langsam und keine weiteren Na (+) können einfließen.
Gleichzeitig öffnen sich die Spannungsabhängigen Kalium-Kanäle sodass Kalium nach außen wandert. Die Außenseite wird im Verhältnis zur Innenseite wieder positiv: Die Membran ist Repolarisiert (3).
Es strömen jedoch mehr Kalium-Ionen aus als es zur Herstellung des Abgangszustandes notwendig wäre, weil sich die Tore nur langsam wieder Schließen. Die Membran wird Hyperporalisiert (4) und kehr dann zum Ausgangszustand zurück.
Erregungsleitung (text) - Weiterleitung von Impulsen
Währen des Aktionspotenzials fließen relativ wenige Ionen im vergleich zu der Anzahl innerhalb / Außerhalb. Die Ein / Ausgeströmten Ionen Diffundieren. Es Vergehen ungefähr 2 Millisekunden bis ein neues Aktionspotenzial (AP) gebildet werden kann (Refraktärzeit). Da sich das Inaktivierungstor des Natrium-Kalium-Kanals sich erst wieder öffnen muss.
Damit das AP als Signal weitergeleitet werden kann, wird das Signal entlang der Wegstrecke immer wieder neu aufgebaut.
Das geschieht da die Depolarisation in dem benachbarten Membran Bereich weitere ladungsabhängige Natrium Kanäle öffnet. Dort bildet sich ein erneutes Aktionspotenzial. Das geht immer so weiter. Allerdings nur in eine Richtung, denn die Refraktärzeit sorgt dafür das nur der zuvor nicht erregte Membranbereich ein neues AP bilden kann.
Axo-Dendritische-_Synapse_ (Bestandteile)
- Synaptischem Endknöpfchen
- Nachfolgender Nervenzelle
- Synaptischer Spalt
- Mitochondrium
- Synaptische Bläschen (Neurotransmitter)
- Neurosekretvesikel
- Mikrotuboli
- Mikrophilamente
- Pre-Synaptisches Membran
- Post-Synaptisches Membran
- Zisterne des glatten ER (Produktion von Vesikeln)
- Zisterne des Rauen ER
Chemische Synapse (Übertragung)
Die Präsynaptische und Postsynaptische Zelle wird durch den Synaptischen Spalt getrennt. Eine Erregung kann nicht einfach den Synaptischen Spalt überwinden.
Wenn am synaptischen Endknöpfchen eine Erregung einläuft depolarisiert sich die präsynaptische Membran und Calcium Ionen (+) strömen durch spannungsabhängige Kanäle in das Endknöpfchen (1).
Durch die einströmenden Calcium-Ionen verschmelzen einige der vorhandenen Synaptischen Bläschen (Vesikel) mit dem präsynaptischen Membran (2) und entlassen ihren Inhalt (Transmitter) in den synaptischen Spalt.
Als Transmitter können viele Substanzen verwendet werden, wie beispielsweise Acetylcholin.
Die freigesetzten Transmitter diffundieren in den Spalt und erreichen die postsynaptische Membran (3). Dort besetzten sie nach dem Schlüssel-Schlossprinzip die Acetylcholin-Rezeptoren. Durch diese Bindung öffnen sich die dazugehörigen Kanäle für die Zeit und lassen Natrium-Ionen (+) einströmen. So wird die Postsynaptische Membran depolarisiert und es bildet sich das postsynaptische potenzial (PSP), es ist der ausgeschütteten Transmitter Menge proportional.
bei überschwelliger Depolarisation kommt es am Axonhügel zum AP, das entsprechend weitergeleitet wird. Der Zeitraum des Geschehens ist ca. 1-5 Millisekunden.
Der Ausgangszustand wird wieder hergestellt in dem die nach einer Millisekunde losgelösten Acetylcholin-Moleküle von dem Enzym Acetylcholinesterase Aufgebrochen werden und aktiv in das Endknöpfchen transportiert werden. In diesem wird es unter ATP wieder zu Acetylcholin hergestellt und in Vesikel verpackt. Ohne die Transmitter können keine Natrium-Ionen mehr passieren.
Verrechnung an Synapsen
Wie werden Erregungen mit verschiedenen Intensitäten weitergegeben?
Die Intensität wird durch die zeitliche Aufeinanderfolge, der Frequenz, einzelner Aktionspotenziale am Axon möglich. Die maximale Frequenz dieser Frequenzmodulation wird durch die Refraktärzeit begrenzt.
Die Aktionspotenziale die am Endknöpfchen ankommen und weitergeleitet werden durch die Transmitter lösen an der nachfolgenden Zelle ein postsynaptisches potenzial (PSP) aus.
Die Frequenz der einlaufenden AP bestimmt die Menge der ausgeschütteten Transmitter. Das Postsynaptische potenzial wird ausgelöst, dieses folgt nicht dem alles oder nichts Prinzip. Es kann entsprechend der Transmitter Konzentration jede Stärke und Dauer einnehmen. Die digital kodierte Intensität der AP wird also in eine analoge Intensität und Dauer der PSP übersetzt (Digital / Analog - Wandler).
Das PSP wird nicht neu gebildet, es schwächt sich während der Weiterleitung entlang der Membran des Zeltkörpers ab.
Am Axonhügel der postsynaptischen Zelle gibt es Natrium-Ionenkanäle. Sie öffnen sich solange das Potenzial des PSP überschwellig ist und erzeugen so ein dem PSP entsprechendes Aktionspotenzial.
Das überschwellige PSP bestimmt durch seine Intensität und Dauer die Frequenz des neu erzeugten AP (Analog / Digital - Wandler).
Es gibt erregende Synapsen die ein exzitatorisches postsynaptisches Potenzial (EPSP) auslösen.
Es gibt auch hemmende Synapsen. Diese lassen Transmitter Kalium oder Chlorid-Kanäle öffne, so wird das Membran Hyperporalisiert. Es entsteht ein inhibitorisches postsynaptisches Potenzial (IPSP).
Verschiedene Arten der Verrechnung an der Nervenzelle
(und weiterleitung der Impulse)
Konvergenz: Synapsen erhalten von vielen erregenden und hemmenden Synapsen Informationen. Diese werden dann in dem Neuron verrechnet.
Zeitliche Summation: Innerhalb einer kurzen Zeit treffen beispielsweise viele verschiedene unterschwellige EPSPs hintereinander am Axonhügel ein. Diese addieren sich und können dennoch ein AP auslösen.
Räumliche Summation: Unterschwellige EPSPs werden addiert, die von verschiedenen erregenden Synapsen ausgelöst wurden. Treffen mehrere Unterschwellige hintereinander ein können sie sie durch Addition ein AP auslösen.
Summation von EPSP und IPSP: Erregende und hemmende Synapsen Depolarisieren und Hyperpolarisieren das postsynaptische Membran und überlagern sich. Das Potenzial was am Axonhügel ankommt entspricht der Addition der beiden Membranerregungen.
Divergenz: Die gebildeten Aktionspotenziale können durch Verzweigung des Axons auf mehrere Folgende Neuronen verteilt werden. Die Erregungsmuster divergenter Axone unterscheiden sich nicht.
Neuromuskuläre Endplatte:
Transmitter:
Acetyl-CoA
Postsynaptische Antwort:
Endplattenpotenzial: Postsynaptisches Potenzial meist überschwellig
für die Weiterleitung der Erregung:
Reaktion wird sofort durch den Muskel ausgelöst
interneuronale Synapse
Transmitter:
Glutamat, Glycin,
Biogene Amine: Domamin, Seretonin (reguliert Enzyme)
Postsynaptische Antwort
postsynaptisches potenzial meist unterschwellig
für die Weiterleitung der Erregung
Reaktion mit anderen Nervenzellen kann auch hemmende Wirkung haben
-> Es braucht meist viele Nervenzellen um zu reagieren
Neuroligisch wirksame Substanzen an Synapsen (Bild)
Atropin
Alkylphosphat
Gift der schwarzen Witwe
Botalinum Bakterien
Curare
Tetrodotoxin
