Biologische Grundlagen Flashcards
Das autonome Nervensystem: Struktur + Funktion
• Besteht aus Sympathikus und Parasymphatikus sowie dem
Darmnervensystem
• Antagonistisch verschaltet (funktioneller Antagonismus: Aktivierung
und Hemmung)
• Viszerale Wahrnehmung und zentrale Kontrolle: Organe senden Signale an ZNS zurück (viszerale Afferenzen) –> 80% aller Fasern des ANS sind afferente Fasern!
• Reflexbögen existieren auf spinaler Ebene für jedes Organ
• Gehirn und Körper „sprechen“ miteinander mittels spezieller
Botenstoffe —> den Hormonen
> ! keine Neurotransmitter, sondern Hormonen: fast das gleiche, aber zirkulieren frei im Körper und sind nicht in der synaptische Spalte!
Neuron: Struktur
Grundlage des Nervensystems (des zentralen wie des autonomen
NS) ist das Neuron.
Das Neuron kommt in vielen Formen vor, grundsätzlich ist es aber immer gleich aufgebaut: Es besteht aus einem Axon und vielen Dendriten. Diese sind mit anderen Neuronen via die Synapsen verbunden. Neuronen dienen der Signalübertragung. Signale (Information) können aus verschiedensten Quellen stammen - sowohl aus körperperipheren Quellen (Haut, Riechorgan etc.) oder aus körpereigenen Organen oder anderen Neuronen.
Ein Neuron besitzt typischerweise viele Dendriten und ein Axon. Die Dendriten
verzweigen (und enden) in der Nähe des Zellkörpers. Im Gegensatz dazu können Axone weite Distanzen überbrücken, teils mehr als einen Meter! Das Axon ist myelinisiert - der Effekt der Myelinhülle ist, dass Signale schneller übertragen werden (wie Isolation eines Stromkabels). Dendriten sind selten länger als ein Millimeter und in den meisten Fällen viel kürzer.
Gliazellen: Definition + Typen
• Somata und Axone der Neurone sind von Gliazellen umgeben.
• Es gibt 10-50mal mehr Gliazellen als Neurone im ZNS
• bei Wirbeltieren dominieren 3 Typen von Gliazellen:
- Oligodendrocyten
> bilden die Myelinscheiden im ZNS.
> jeder Oligodendrocyt umhüllt mehrere Axone
- Schwann-Zellen
> bilden die Myelinscheiden im peripheren NS
> sie umhüllen immer nur ein Axon
- Astrocyten
> sind gekennzeichnet durch Sternform und breite Endfüßchen ihrer.
Fortsätze.
> haben Nährfunktion, Blut-Hirn Schranke -Filterfunktion
Axone: Funktion
Axone projezieren über lange Distanzen um mit den Synapsen anderer Neurone zu kommunizieren. Schwellungen (Endknöpfe oder axonale Varikositäten) stellen die Schaltstellen dar. Diese Endnöpfchen (boutons) stellen Terminals dar, entweder am Ende des Axons oder entlang des Zellkörpers (boutons en passant).
Die Chemische Synapse: Funktion
Die Kommunikation zwischen verschiedenen Neuronen geschieht an speziellen Verbindungsstellen, den Synapsen. Die meisten Synapsen greifen auf chemische Verbindungen (Neurotransmitter) zurück, um die Verbindung
herzustellen. Deshalb werden diese Synapsen chemische Synapsen genannt.
Was geschieht in einer Nervenzelle? –> Signalübertragung: Das Membranpotential
- Das Membranpotential bzw. seine Änderungen dienen im NS der
Nachrichtenübermittlung. - Im NS werden Informationen elektrisch vermittelt.
- Zwischen dem Inneren einer Zelle und dem Aussenmedium besteht ein
Ladungsgefälle (elektrische Spannung). - Die Innenseite ist negativer geladen, weist also einen Überschuss an negativ
geladenen Ionen auf; die Aussenseite ist positiv geladen. - Die positive und die negative Ladung sind nur durch die Zellmembran
getrennt. - Man bezeichnet diese Spannung daher als Membranspannung oder als
Membranpotential
(De-/Hyper-) Polarisierung + elektronisches Potential
A) Polarisierung: Kommt es zu einem gerichteten Nettofluss, ändert sich die
Ladungsverteilung an der Membran.
B) Depolarisierung: Eine Verminderung der Ladungstrennung führt zu einem weniger negativen Membranpotential.
C) Hyperpolarisierung: ein Anstieg der Ladungstrennung bewirkt ein negativeres Membranpotential
D) Elektrotonisches Potential: eine passive Membranantwort, die nicht zum Öffnen der spannungsgesteuerten Ionenkanäle führt.
Welche Funktionen haben Neurotransmitter?
Neurotransmitter sind eine Substanz die im präsynaptischen Endknöpfchen vorkommt:
• wenn Enzyme zur Synthese der Substanz in der präsynaptischen Zelle vorkommen
• wenn eine Substanz in Reaktion auf ein Aktionspotential aus der präsynaptischen Zelle ausgeschüttet wird
• wenn spezielle Rezeptoren für die Substanz an der postsynaptischen Membran existieren
• wenn die experimentelle Anwendung dieser Substanz das postsynaptische
Potential verändert
• wenn die Blockade der Substanz eine Änderung des postsynaptischen
Potentials durch Nervenimpulse verhindert.
Die wichtigsten Neurotransmitter
A) Glutamat
- Der wichtigste exzitatorische = verstärkende (schnelle) Neurotransmitter. Aufbau: Aminosäure, mindestens drei Rezeptoren, bekanntester:
NMDA spielt wichtige Rolle im Gedächtnis (Hippocampus, LTP). Zuviel Glutamat kann Neuron schädigen (exzitatorische Toxizität).
B) GABA
- Gehört zu den schnelle Aminosäuren. Wichtigster inhibitorischer Neurotransmitter. Bei Epilepsie zu wenig GABA-Freisetzung. Bei Angst können Benzodiazepine GABARezeptoren sensibilisieren (GABA-Modulin) und damit das nachgeschaltete Neuron hemmen.
C) Azetylcholin
- Besitzt sowohl hemmende als auch exzitatorische Wirkung.
- In der Peripherie wirkt Azetylcholin als Neurotransmitter im autonomen NS. 2 Rezeptortypen: nikotinerge (schnell, exzitatorisch) und muskarinerge (langsam)
D) Katecholamine
- Dopaminbahnen spielen wichtige Rolle bei Bewegungsabläufen. Zuviel Dopamin spielt Rolle bei Schizophrenie, bei Patienten mit Parkinson sind Dopaminerge Neuronen abgestorben, deshalb wird L-Dopa (Vorläufer von Dopamin) als Medikament eingesetzt.
E) Noradrenalin
- Das noradrenerge System. Zellkörper liegen im locus coeruleus
- Aktiviert das sympathische NS. Stress aktiviert das noradrenerge System und spielt wichtige Rolle bei Angst, PTSD und steht in Interaktion mit Neuropeptiden ((„Opiate“) und damit wichtigen Hormonen (z.B. CRH).
F) Serotonin
- Ist ein Amin (wie Dopamin oder Noradrenalin) = Monoamine. Die serotonergen Zellkörper liegen in den Raphé-Kernen. Steht in enger Interaktion mit dem noradrenergen System, hat aber eine dämpfende Wirkung. - Wichtiger Neurotransmitter bei vielen Störungen (Angst, Depression, Zwänge,
PTSD, Bulimien, Autismus und Schlafstörungen).
Endokrine Düsen: Typen
- Zirbeldrüse
- Hypophyse: Neuropophyse + Adenohypophyse
- Thymus
- Schilddrüse
- Adrenerge Drüsen: Nebennierenrinde + Nebennierenmark
- Pankreas
- Gonaden
Wo wird Information gespeichert? Wie geschieht das und welche
Prozesse sind dabei beteiligt?
- In den Synapsen; Erinnerungen werden also hauptsächlich in der Hirnrinde gespeichert, wobei der Hippocampus und der unmittelbar angrenzende entorhinale Cortex an der Gedächtnisbildung beteiligt sind, denn hier fließen Informationen zusammen und werden verarbeitet.
- XX
Kontrollsysteme: das endokrine System = adaptierter Organismus
a) Der Hormonspiegel reguliert sich selbst (direkt über Feed-back).
Hormone kontrollieren ihre eigene Freisetzung - Hormonsysteme messen kontinuierlich die Höhe der Spiegel und die Effekte des Hormons im Körper. Angestrebt wird ein homöostatisches Gleichgewicht.
b) Die Menge der gebildeten Hormone reguliert das hypothalamischhypophysäre System.
- dieses ist ZNS gesteuert
- die Hypophyse wird dabei vom Hypothalamus gesteuert
Freigesetzte Hormone wirken auf alle vorgeschalteten Regulationsebenen
(hypothalamisch-hypophysäres System) zur Kontrolle der eigenen Freisetzung
Was ist ein homöostatisches Gleichgewicht?
Der Begriff Homöostase beschreibt in der Physiologie die Aufrechterhaltung weitgehend konstanter Verhältnisse in einem offenen System. Homöostase erzeugt ein dynamisches Gleichgewicht und ist damit ein essenzielles Prinzip für die Lebenserhaltung und Funktion eines Organismus oder eines Organs.
Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse (HHNA): Funktion
- Die Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse kontrolliert die
Freisetzung der Glukokortikoide (Cortisol). Die Ausschüttung unterliegt einer
zirkadianen Rhythmik. - Die HHNA ist das Hauptreaktionssystem des Körpers bei Stress.
a) Stressresponsive Neurotransmittersysteme bewirken die Freisetzung von CRH.
b) CRH bindet an CRH-Rezeptoren –> löst u.a. Kortikotropin (ACTH) und ß-Endorphine aus.
c) ACTH stimuliert die Synthese und Freisetzung von Glukokortikoiden, welche
metabolische und immunmodulierende Effekte haben.
–> Langandauernde Freisetzung von Glukokortikoiden schädigt Organismus
und Gehirn.
Hypothalamus-Hypophysen-Schilddrüsen-Achse: Funktion
- Dient der Regulation der Schilddrüsenhormone. Hypothalamische Thyreotropin-releasing Hormone (TRH) bewirken die Freisetzung der Schildrüsenhormone.
- Schilddrüsenhormone regulieren den Stoffwechsel von Kohlehydraten,
Fett, Eiweiss und Mineralstoffen. Beeinflusst Knochen- und Gehirnwachstum, beeinflusst das ZNS und die Fortpflanzungsorgane.
