Bausteine des Nervensystems Flashcards
DIe Zelle
Neuron (Bestandteile)
Zellkörper (Soma) Dendriten
- Eingang
- je nach Typ mehr/weniger verästelt
- ,,Antennen“ des Neurons Dendritische Dornen
- Andockstellen für Input von anderen Neuronen (Knubbel an Dendriten)
Axon
- Informationsausgang (,,Sender“), leitet Infos aus Soma weiter
- Axonhügel
- Myelinscheide (Beschleunigt Weiterleitungsprozess)
- Kollaterale (Information kann an verschiedenen Stellen übertragen werden)
Zellmembran -umgibt
Zellkern Zellkern (Nucleus)
- enthält genetische Information, die Inf. von mRNA bereitstellt -Kernmembran
- Nucleolus (Ribosomenbildung)
- Steuerzentrale (Zellkern im PNS: Ganglien, im ZNS: Nucleus)
Zytoplasma
- Zytosol (Intrazellularflüssigkeit)
- Zellorganellen -Mitochondrien → Umwandlung von Fett in ATP u.a. -Endoplasmatisches Retikulum: glatt → Fettsynthese & Calciumspeicher im Muskel
rau → Ort der Proteinsynthese
- Golgi-Apparat → Sortierung, Modifizierung und Abpackung von Proteinen in Vesikel Zytoskelett
- Mikrotubuli → Transport von Stoffen innerhalb der Zelle, Bewegung und Fixierung von Organellen
- Mikrofilamente → Stabilität, Bewegung
Formen von Neuronen
- unipolare: kurze Strecken
- multipolare: viele Dendriten, ein Axon als Output
Klassifikation der Neuronen
- nach Gestalt: Pyramidenzellen, Sternzellen
- nach Neurotransmittertyp: welcher Transmitter spielt für das Neuron die größte Rolle?
z. B. cholinerge Neurone (Neurotransmitter Acetylcholin), adrenerge Neurone - nach Verbindungstyp: Zuständigkeit (-Motoneuron
- sensorisches Neuron: Sinnes-Neurone
- Interneuron: zwischen verschiedenen Neuronen geschaltet)
Anzahl der Neurone im Körper: ca. 85 Milliarden
Gliazellen
-liegen um Neurone herum -Schutz-, Stütz- & Versorgungsfunktionen -Anzahl der Gliazellen im Körper: ca. 85 Milliarden
Oligodendrozyten
- Oligodendrozyten umhüllen (rollen sich um) mehrere, verschiedene Axone → Myelinisierung (Myelin, (hoher Fettanteil))
- weißliche Färbung -40% der Hirnmasse sind myelinisierte Axone
- Schutz vor mechanischer Überlastung
- Erhöhung der Leitungsgeschwindigkeit → Schutz vor mechanischer Überlastung (myelinisierte Teile: Aktionspotentiale, dazwischen passive Leitung)
Schwann-Zellen (PNS)
- Schwann-Zellen (im PNS)
- Typ 1: Leistungssteigerung (links) -eine Schwann-Zelle myelinisiert/umhüllt nur ein Axon
- Typ 2: Schutz (rechts) -1 Schwann-Zelle umhüllt mehrere unmyslinisierte Fasern →kein Myelin → kein Einfluss auf Leitungsgeschwindigkeit
Astrozyten (ZNS) “Stern”
- Astrozyten (ZNS)
- sternförmige Struktur
- starke Verästelung
- Bindung von Füllgewebe
- Bestandteil der Blut-Hirn-Schranke (signalisieren Blutgefäßen, sich zu verdichten)
→funktionell: nicht alle Stoffe können aus Blut ins Hirn (Gifte etc. werden blockiert, um schädlichen Einfluss zu verhindern)
-Transport von Nährstoffen (Regulation und Versorgung von Zellen) -Regulation der Kaliumkonzentration im extrazellulären Gehirngewebe -Beteiligung beim Aufbau von Kontaktstellen (neue Verbindungen) -besitzen Affinität für Blutgefäße
Mikroglia micro”klein”, glia”Leim”
Mikroglia
- Achtung, Alarm, Abbau
- Abwehr- und Immunfunktion ,,Müllabfuhr“: Verstoffwechseln Abbauprodukte
- Aufnahme von Abbauprodukten und Fremdstoffen → ,,Phagozytese“ = Fresszellen
- Weiterleitung von Alarmsignalen/ Informationen an andere Zellen des Immunsystems
Voraussetzung für den Informationstransport durch Neuronen
- Voraussetzungen für Informationstransport:
- mindestens 2 klar definierte Zustände (Aktions- & Ruhepotenzial)
- Sender. Empfänger, Energie
- Vorhandensein von Zeichen (Signale, Phänomene) Im Nervensystem: v.a. elektrische und chemische Phänomene
Ruhepotential
Spannungen innerhalb der Nervenzelle: ca. -70mV Unterschied zum äußeren der Zelle: Ruhepotential -70mV
Ruhe(Membran)potential: Unterschiede in der elektrischen Ladung zwischen dem Inneren eines Neurons und seiner Umgebung
-bei menschlicher Nervenzelle ca. -70mV →Zellineres ist gegenüber Extrazellulärem negativ geladen
Brownsche Molekularbewegung (Ruhepotential)
-zufällige Bewegung von Teilchen -diese führt zu gleicher Verteilung -> Beispiel : Zucker und Wasser
Elektrostatische Kraft (Ruhepotential)
-Ansammlung von positiven und negativen Ladungen tendieren dazu gleiche Ladungen Abzustoßen und entgegengesetzte Anzuziehen. -> führt zum Ausgleich der Ladungen
Membranpermiabilität (Ruhepotential)
-passiv -semipermeable Membran (nicht alle Stoffen können durch) leicht durchlässig für K+ und Cl-
schwer durchlässig für Na + gar nicht durchlässig für A- -das System selbst strebt immer nach Ausgleich der Konzentration
Natrium-Kalium-Pumpe (Ruhepotential)
-Ionenpumpe befördert Stoffe entgegen ihres Konzentrationsgradienten -aktiver Prozess (Verbraucht ATP) 2 K+ Ionen ins Innere und 3 Na+ Ionen nach Außen
Passiver Transport von Signalen
- passive Leitung
- ähnlich der Leitung in einem Elektrokabel Unterschiede zur Neuronenleitung:
- Transport des Signals nicht durch Elektronen, sondern durch Ionen
- leitendes Medium (intrazelluläre Flüssigkeit) ist nur unvollständig gegen Umgebung isoliert
- mehrere Typen geladener Teilchen existieren
- fast verzögerungsfrei
- Höhe der Depolarisation nimmt mit Abstand zur Quelle rapide ab
→schnelle, aber verlustreiche Übertragung →gut für kurze Strecken (z.B. Dendrit zum Zellkörper)
Aktionspotential
- Potentialverschiebung an der Membran überschreitet einen Schwellenwert (~-65mV) -Schwellenüberschreitung löst selbstverstärkenden Prozess aus, der die Potentialveränderung verstärkt -Alles-Oder-Nichts-Prinzip nach Schwellenüberschreitung Wie kommt es zur Überschreitung der Schwelle? 1.ein starkes Signal
2. mehrere Signale gleichzeitig (räumliche Summation)
3. mehrere Signale schnell hintereinander (zeitliche Summation)
Aufstrich/Depolarisation (rising phase): schnell & viele Na+ Ione strömen ein →Overshoot: Zelleinneres ist kurz positiver als die Umgebung EZR
- Repolarisierung (repolarisation): etwas später und langsamer: K+ Ionen strömen aus der Zelle raus
- Nachpotential (Hyperpolarization): Zelle ist negativer als im Ruhezustand
- absolute Refraktärzeit = ca. 1ms, in der kein neues Potential ausgelöst werden kann (während Nachpotential: relative R.)
Refraktärphase (Aktionspotenzial)
-Phase in der die Membran während des Aktionspotenzials zuerst nicht, dann nur schwer erregbar ist. (Depolarisation) -> dadurch können Signale nur in eine Richtung weitergeleitet werden Absolute: Während die Na+ Kanäle geschlossen sind herrscht die absolute Refraktärphase (ca 2ms),(Depolarisation) Relative: Danach herrscht die relative Refraktärphase (Repolarisationsphase,Hyperpolarisation), Inder ein sehr stark überschwefliger Reiz ein erneutes AP auslösen kann.
Räumliche und zeitliche Summation (Aktionspotenzial)
Räumliche -> mehrer Signale an dendritischen Dornen gleichzeitig Zeitliche -> mehrere Signale schnell hintereinander
Hemmende und Erregende Potenziale (Aktionspotenzial)
-EPSP (erregendes Potenzial) -> führt zu einer Depolarisation IPSP (hemmendes Potenzial) -> führt zu Hyperpolarisation -> die Signale werden im Axonhügel summiert, nachdem sie entlang der Somamembran gewandert sind.
Beispiel: Lokalanästhetika (Aktionspotenzial)
Praxis: Lokalanästhetika
-Permeabilität der Nervenmembran für Natriumionen wird verändert →verhindert Na+ Einstrom in die Nervenzellen (Natrium kann Signal nicht vollständig ausführen, Schwelle wird nicht erreicht) →AP kann nicht mehr ausgelöst werden (kein Signal kann weitergeleitet werden, Informationskette für Schmerzempfindung wird unterbrochen)
Ausbreitung von Aktionspotenzialen
-> nur in eine Richtung ->proportional zur Leitungsdicke von 0,5 - 2ms (marklos) und 60-120 ms
Synapsen
- sind Membranstrukturen, an denen interzellulär Information übertragen wird -Übergang zwischen zwei
- zwischen Nervenzellen
- zwischen Sinneszellen und Nervenzellen
- zwischen Nervenzellen und Muskelfasern Arten der Übertragung: -elektrisch (über Ionen-Ströme bzw. Membranpotentiale) -chemisch (durch chemische Übertragungssubstanzen (Neurotransmitter))
Elektrische Synapse
Annäherung der beiden Zellen, die in Kontakt treten. -> gap-junction “Spalt-Verbindung” ->Ionenkanäle stoßen zusammen und so entsteht eine Röhre -> nun können Ionen und sehr kleine Moleküle in beide Richtungen ausgetauscht werden.
gap-junction
Kanäle verbunden
Information kann in beide Richtungen weitergegeben werden
- Moleküle können leicht von einer in die andere Zelle wandern -Synchronisation von Zellen identischer Funktion
- Beteiligung an lokaler neuronaler Hemmung
Chemische Synapse
- Ein AP kommt an der Synapse an
- Kalziumkanäle öffnen sich und Ionen strömen ein
- Kalziumionen verschmelzen mit Vesikeln
- Vehikel verschmelzen mit präsynaptischer Membran
5 .Transmitter werden in synaptischen Spalt freigesetzt
- Wirken dort und lösen ein postsynoptisches potential aus.
- Danach kommt es zum Reuptake der Transmitter oder Überschüssige werden abgebaut (enzymatischer Abbau) -chemische Subtanz zwischen Signal Sender und Signal Empfänger als Botenstoff -Nur in eine Richtung möglich
Ionotroper Rezeptor (Postsynaptische Membran)
Ionotrope Rezeptoren -Rezeptorprotein verändert bei Anlagerung eines Transmittermoleküls seine Struktur und wird zum Ionenkanal +schnelle Reaktion -kann nur für spezifische Funktionen genutzt werden (selektive Kanaländerung) -Selektivität der Ionenkanäle
Metabotroper Rezeptor (Postsynoptische Membran)
- Andocken des Transmittiert führt nicht direkt zur Öffnung eines Ionenkanals -G-Protein wird aktiviert und Untereinheit abgespalten
- Untereinheit dockt an Membrankanal oder Aktiviert einen Effektor der dann als Second messenger einen Kanal öffnet.
! langsamer, aber variabler als ionotrope Rezeptoren
Transmitter in der Pharmakologie
Pharmakologie
- Agonisten (führen zu Reaktion am Transmitter)
- Antagonisten (hemmen die Reaktion am Transmitter, blockieren z.B den Rezeptor)
Neurotransmitter
-biochemische Stoffe, welche Reize von einer Nervenzelle zu einer anderen Nervenzelle weitergeben, verstärken oder modulieren.
Neurotransmitter Niedermolekular
Aminosäuren -Erregend (Glutamat, Aspartat) -hemmend (GABA, Glycin) Monoamine -Dopamin, Noradrenalin (Norepinephrin) -Adrenalin (Ephinephrin), Serotonin -Histamin, Melatonin Acetylcholin (ACh) -erster entdeckter -weitverbreitet (Hirn, Muskulatur, Nervenzellen) -Wirkung liegt im Zusammenspiel mit Rezeptoren nicht im Transmitter selbst. Unkonventionelle Neurotransmitter -lösliche Gase (Stickstoffmonoxin,Kohlenmonoxid) -Endocannabinoide -stimulieren direkt Rezeptoren und Second messenger
Neurotransmitter hochmolekular
-Aminosäureketten verschiedene. Peptide -Gehirn-Darm-Peptide -Hypophysen Pep. -Hypothalamus Pep. -Opioid-Pep.
Sensorische Systeme
-Sehen -Hören -Gleichgewicht -Riechen -Schmecken -Tasten -Temperatur -Körperempfindung (Tiefensensibilität), (Hunger/ Durst)
Entstehung von Schallwellen (Hören)
-> Druckwellen, die die Moleküle in der Luft in Schwingungen versetzen.
