Fragen aus Tutorium Flashcards
Was ist das Krogh’sche Prinzip?
-für Untersuchung unterschiedlicher Phänomene wird ein geeignetes Tier benötigt
Wie werden Fette verstoffwechselt?
- Fettsäuren im Cytoplasma aktiviert-> bilden Fettsäuren-CoA
- >in Mitochondrien transportiert und oxideiert(β-Oxidation)
- Fettsäure-CoA über mehrere Zyklen zu Acetyl-CoA
Können alle Kohlenhydrate verstoffwechselt werden?
- Nein z.B. Celluslose kann nicht verstoffwechselt werden
- endosymbiontische Mikroorganismen benötigt
Beschreiben Sie Mechanismen der Glukoseresorption
- über Na+-Symport aus Lumen in Darmzellen(dann kann es ins Blut gelangen)
- Transporter nutzt starken Na+-gradienten, um Glucose gegen Konzentrationsgradienten in die Zelle zu transportieren
- Bindung Na+ steigert durch Konformationsänderung Affinität für Glucose
- nach Beladung setzt Transporter im Zellinneren zuerst Na+ und dann Glucose frei
Wie ist der durchschnittliche Energiegehalt von Kohlenhydraten?(Fett,Protein?)
- Kohlenhydrate: 18 kj/gramm
- Fett:->39,4 kj/gramm
- Proteine: 17,2 kj/gramm
Wie können synaptische Calciumsignale gemssen werden?
- mithilfe von Calcium-Indikatoren
- >fluoreszenzierende Moleküle, die bei Bindung mit Calcium ihre Fluoreszenteigenschaften ändern
- chemische und genetisch codierbare Calciumindikatoren
Warum hat GFP die Zellbiologie revolutioniert?
- es ist ein genetisch Codierbarer Fuoreszenzfarbstoff
- kann so an gewünschten Orten gezielt exprimiert werden
- kann außerdem mit anderen Proteinen gen-spezifisch fusioniert werden->räumliche und zeitliche Verteilung des Proteins kann untersucht werden
Warum kann man mit konventioneller Mikroskopie zellulaere Vorgaenge im intakten Gehirn nicht untersuchen?
- es kommt zur Lichtstreuung
- man benötigt Hirnschnittpräperate
Wie beschraenkt man im Konfokalmikroskop bzw. im Zweiphotonenmikroskop die Bildgebung auf die Fokusebene?
Konfokal: durch das Detector Pinhole(Lochblende) wird nur Licht aus der Fokusebene durchgelassen
- alles andere zurückgewiesen
- Zweiphotonen:
- Photonen mit Hälfte der benötigten Wellen Länge werden mit einem gepulsten Laser Objekt geschossen
- Im Fokus kann es zu Zweiphotoneneffekt kommen-> sichtbare Licht wird emittiert
- große Tiefenpenetration bis zu einem mm-> Untersuchung lebender Gewebe
Wie ergibt sich die Notwendigkeit von Zirkulationssystemen? (4P)
- Diffusion reicht bei einzellern und epithelial aufgebauten Vielzellern(Cnidaria, Porifera) aus zur Versorgung
- bei komplexeren Tieren reicht Diffusion nicht aus als Transportmechanismus
- als Lösung->Zirkulationssystem:
Gefäßssystem, Transportföüssigkeit und Pumporgan
Wie unterscheiden sich Fisch und Säugerzirkulation?
- Fisch keine Unterteilung in Hoch und Niderdruckkreislauf
- Säuger->Hochdruck(Körperkreislauf) und Niederdruck->Lungenkreislauf
Wie unterscheiden sich Muskel und Herz-Aktionspotential?
- Muskel ->nach Depolarisation auch schnelle Repolarisation
- Herz->Repolarisation viel langsamer->Aktionspotential länger
Nennen Sie verschiedene tierische stickstoffhaltige Exkretionsprodukte (3P)
-Ammoniak,Harnstoff,Harnsäure
Eigenschaften tierischer stickstoffhaltiger Exkretionsprodukte (3P)
Was sind Osmokonformer?
- sind isoosmotisch mit Umgebung, aber Ionenspektrum kann sich unterscheiden
- innere Osmolarität spiegelt äußere wider
Wie wird der Sauerstofftransport in Säugerzellen sichergestellt (3P)
- über Hämoglobin-> Tetramer aus 4 Globinuntereinheiten mit je einer Hämgruppe->Porphyrin mit Zentraleisenatom
- Sauerstoff bindet an Häm-eisen und ist so transportaktiv
Wie unterscheiden sich die Sauerstoffaffinität von Hämoglobin und Myoglobin?
- Myoglobin-> hyperbole Sauerstoffdissoziationskurve
- Hämoglobin durch Kooperativität-> sigmoidale Sauerstoffdissoziationskurve
Nennen Sie strukturelle Charakteristika von Hämoglobin
- 4 Globinproteine bilden ein Tetramer
- jeweils eine Hämgruppe->Porphyrin mit Zentraleisenatom->Sauerstoffbindestelle
Wie unterscheiden die Beatmung der Vogelund Säugerlunge?
- Säugerlunge-> bidirektional
- Vogellunge->durch bestimmte Anordnung der Luftsäcke und Parabronchien-> unidirektional
- >höhere Effizienz
Was passiert mit der Lunge bei tiefen Tauchgängen der Meeressäuger?
- sie lassen diese kollabieren
- so kann kein Stickstoff sich im Blut lösen->würde beim Auftauchen Probleme machen
Wie reagiert die Niere auf eine Erhöhung der NaCl-konzentration im distalen Tubulus des Nephron?
- erhöhte NaCl-Konzentration bedeutet eine erhöhte GFR->Maß für GFR
- nach Messung kommt es zur Vasokonstriktion in afferenten Arteriolen->geringere Perfusion
- geringere NaCl-Konzentration im Filtrat
Wie wird dem Prmärharn Wasser entzogen?
- großer Teil im proximalen Tubulus wird osmotisch nachgezogen nach Reabsorption Solute(isoosmotische Absorption)
- der absteigende Ast der Henle-Schleife ist mit Aquaporinen versehen und ist so wasserdurchlässig
- der absteigende Ast geht ins Mark der Niere hinein, wo ein Osmotischer Gradient besteht, der zunimmt umso tiefer die Henle-Schleife im Mark ist
- durch Gradienten kommt es zur Osmose von Wasser und der Primär wird konzentriert
Wie reagiert die Niere auf eine Erhöhung der NaCl-konzentration im distalen Tubulus des Nephron?
- NaCl-Konzentration-> Maß für GFR
- nach Messung hoher NaCl-Konzentrationen am distalen Tubulus->Vasokonstriktion der afferenten Arteriolen
- >Perfusion nimmt ab-> NaCl-Konzentration am distalen Tubulus nimmt ab
Nennen sie Charakteristika von Hormonen?
- Produktionsort und Wirkort sind verschieden
- sehr selektiv->Schlüssel-Schloss-Prinzip
- klein, einfah und kostengünstig herstellbar und einfach abbaubar
- Nutzung vorhandener Transportwege(meistens Blut)
- schon in geringsten Konzentrationen wirksam
- begrenzte Lebensdauer
Wie werden dem Primärharn Nährstoffe entzogen?
-im proximalen Tubulus werden Glucose und Aminosäuren rabsorbiert über aktiven Transport
Was ist der wichtigste Unterschied zwischen den Exkretionsmechanismen der Insekten und Säuger?
- bei Insekten->Malpighi-Gefäße
- keine Druckfiltration->über aktive Transportmechanismen werden Nährstoffe aus Darm in Malpighigefäße transprtiert->Wasser strömt osmotisch nach
- Säuger->Druckfiltration: am Glomerulus wird durch hohen Filtrationsdruck Ultrafiltrat gebildet
Beschreiben Sie die Grobarchitektur der Niere (4P)?
- Niere besteht aus Nierenrrinde(Cortex) und Mark(Medulla)
- funktionelle Einheiten->Nephrone
- Sammelrohre in Harnleiter
Warum korreliert die NaCl-Konzentration im distalen Tubulus des Nephron mit der GFR?
- umso mehr Ultrafiltrat, desto mehr NaCl im Prmärharn
- Wasser zurückgewonnen werden
- aber NaCl-Rückgewinnung ist begrenzt, da es bei einer großen Menge Primärharn zur Sättigung der Transporter kommt->NaCl-Konzentration im distalen Tubulus nimmt zu
Was ist der evolutionäre Hintergrund von Geschlechtsunterschieden?
- Robert Trivers:unterschiedlich starkes Investment
- Männlich:
- sehr viele Spermien
- immer fruchtbar
- >sehr niedriges Investment
- weiblich:
- nur begrenzte Fruchtbarkeit
- lange und energiekostende Schwangerschaft
- muss Neugeborenes ernähren
- >sehr hohes Investment
Was best die 2-Puls-Theorie der Geschlechtsdifferenzierung? Auf welche Tiere bezieht sich die Theorie?
- 2 Pulse bei denen große Mengen an Sexualhormonen ausgeschüttet werden
- vorgeburtlich: Sogenannte ‘organistorische’ Effekte
- Pubertär: aktivierende Effekte
- >bezieht sich auf Vertebraten
- Wie funtkioniert die Geschlechtbestimmung in der Fruchtfliege?
- Verhältnis Geschlechtschromosomen zu Autosomen ist geschlechtsdeterminierend->Verhältnis X-Chromosomen zu Autosomen 1 oder größer -> Weibchen
- ansonsten Männchen
Was ist hERG und welche klinische Relevanz?
- human-ether-a-gogo-related Gene(zuerst bei Drospopila gefunden)
- codiert für K+-Kanal im Herzmuskel und Genddefekte bei Gen für Kanal sind führen zu Herzfehlern(pötzlicher Herztod)
- hERG ist außerdem ein Antitarget für Pharmazeutika
- Wie können elektrische Messungen von einzelnen Kanälen durchgeführt werden?
- mit Hilfe der patch-clamp-Methode
- patch bezeichnet kleinen Abschnitt der Zellmembran auf dem sich ein eizelne Kanal befindet ->wird an eine Pipette angesaugt->elektrisch dichte Verbindung Pipette Mebran-> giga-Ohm-seal
- Pipette mit Leitfähiger lösung
- nun kann der Strom durch diesen Kanal gemessen werden
- Welche Messverfahren für intrazelluläre Potenziale kennen Sie? Was sind die wichtigsten Unterschiede?
- Spannungsklemme->zwei Mikroelektroden eine in zelle und eine in Extrazelluläres Medium->Spannung gemessen
- Whole cell recording:PSP und Spikes
- >es kommt schnell zur Dialyse
sharp: scharfe Mikroelektrode->Messung spikes und PSP
Worauf bezieht sich der Name Patch Clamp?
- patch: kleiner Membranausschnitt der mit der pipette festgesaugt wird
- Während der Messung wird der Membranpatch auf einem vorgegebenen Potential gehalten
- >clamp(gefestigt)
Mechanismen des Ruhepotenzials? (3P)
- initial ungleiche Ionenveteilung
- aktive Prozesse ->NaK-ATPase
- semipermeable Membran
Welche Erkenntnisse ergab die Strukturanalyse des bakteriellen K-Kanals?
- Hydrophobe Seitenketten außen->verankern Protein in Membran
- Selektivitätsfilter->Carbonyl-Sauerstoffe. die Sauerstoffe der Hydrathülle ablösen-> Na+ ist zu klein
- >Dehydratationsenergie wird bei Na+ nicht kompensiert durch zu große Abstände
Gift und Wirkung des Kugelfischtoxins?
- Tetrodotoxin(TTX)
- blockiert Spannungsabhängige Na+-Kanäle und verhindert somit die Ausbildung eines Aktionspotentials
Welche Mechanismen beenden das AP?
- Öffnung der K+-Kanäle
- Desaktivierung der spannungsabhängigen Na+-Kanäle
Wie und warum kann das AP beschleunigt werden?
- durch die Myeilinscheide
- erhöht elektrischen Widerstand der Membran und verhindert so das Ionen herauslecken
- nur an Ranvier-Schnürring kann Ap gebildet werden
- Aktionspotentiale Springen von Ranvier-Schnürring zu Ranvier-Schnürring->saltatorische Erregungsleitung
- elektrotonischer Strom viel Schneller als Aktionspotential->Fortleitungsgeschwindigkeit erhöht
Elektrische Eigenschaften des Bilayers (4P)?
- stellt einen Widerstand für Ladungsträger(Ionen) dar
- kapazitive Eigenschaften->Membran ist ein Kondensator->hydrophobe Schwänze bilden Dielektrikum und es entsteht ein E-Feld
Was berechnet die Nernstsche Gleichung?Unterschiede Nernst und Goldmann?
-das Membranpotential für ein permeables Ion
Skizzieren Sie die Eigenschaften elektrischer Synapsen
- Prä und Postynapse über gap junctions(aus connexonen->beide Membranen durchspannende Poren)
- Aktionspotential pflanzt sich dirket von Prä zu Postsynapse fort
Skizzieren Sie die molekularen und zellulaeren Mechanismen chemischer synaptischer Transmission
- Aktionspotential trifft in Präsynaptischer Endigung ein
- spannungsgesteuerte Ca2+-Kanäle öffnen->Ca2+-Infux
- Anstieg Ca2+-Konzentratrion-> Vesikel mit Transmitter verschemlezen mit Membran->Transmitter in synaptischen Spalt
- Transmitter bindet als Ligand an postsynaptische Rezeptoren->Kanäle öffnen(ionotrop) und es entsteht ein postsynaptisches Potential
Wirkmechanismen inhibitorischer Synapsen: Kaenale, Ionen, Rechnerische Eigenschaften
- meist GABA als Neurotransmitter
- GABA-A(Chlorid Einstrom)oder GABA-B-Transmission(metabotrop öffnet Kaliumkanäle)
- Hemmung über Hyperpolarisation->IPSP
- entweder Kalium(Ausstrom) oder Chlorid-Kanäle(Einstrom)
- >IPSP hemmt Ausbildung eines APs
Rolle von Ca2+ in der Transmitterfreisetzung?
- Exocytose der Transmittervesikel wird erst durch Ca2+ möglich
- Calciumbindende Proteine, wie Synaptotagmine sind erst aktiv, wenn Calcium bindet-> Exocytose Vesikel kann stattfinden
Was ist die Rolle des Snarekomplexes?
- Vesikel und Zielmembran können nicht ohne weiteres verschmelzen->durch Wasser
- Snare-proteine befinden sich am Vesikel(v-snares) und an Zielmemembran(t-Snares)
- t und v snares verdrillen ineinander und schließen so Wasser aus-> Membran kann fusionieren
Wichtiger inhibitorischer Transmitter und dessen Rezeptor?
-GABA->GABA-A Transmission: Cl- Kanäle (ionotrop) GABA-B Transmission: G-Protein (metabotrop)
Wichtiger exzitatorischer Transmitter und dessen Rezeptor?
- Glutamat:
- NMDA-Rezeptoren(ionotrop)
- AMPA-rezeptorne(ionotrop)
Mechanismen und neuronale Substrate des Richtungshoeren?
- Form der Ohrmuschel->unterschiedliche Brechung des Schalls
- Schallschatten durch Kopf
- Laufzeitdifferenz->zeitliche Differenz wann Schal das jeweilige Ohr erreicht
Gemeinsamkeiten und Unterschiede des neuronalen und optischen Supersositionsauges?
optisches Superpositionsauge->Vorhänge zwischen einzelnen ommatidien aufgehoben->mehr Intensität wahrgenommen aber weniger Auflösung
-neuronales Superpositionsauge:Photorezeptoren aus verschiedenen Ommatidien werden zusammengeschaltet->bessere Lichtintensitätswahrnehmung ohne schlechtere Auflösung
Was ist der Dunkelstrom im Photorezeptor?
- Photorezeptor besitzt c-GMP-abhängige Na+-Kanäle, wodurch es zu einem ständigen Na+-Influx kommt
- >die Membran ist depolarisiert
erst bei Photoreaktion und anschließender transduktion schließen diese
Wie und warum reagieren ‘On’ und ‘OFF’ Bipolar Zellen in der Retina auf Licht?
- Rezeptives Feld->runder Bereich Photorezeptoren der auf Bipolarzelle projeziert
- On->exzitatorisches Signal wenn Licht ins Zentrum trifft und inhibitorisch wenn auf das Umfeld
- Off->inhibitorisch aufs Zentrum und exzitatorisch auf Umfeld
Sind Komplexaugen und Linsenaugen homologe oder analoge Strukturen? Bitte begründen.
- homolog
- sind beide über das Pax-6 Hox-Gen embryonal geschaltet
- >wenn man Pax-6 einer Maus bei einer Fliege zum Beispiel am Bauch exprimiert->kommt es zur Ausbildung von Komplex-Augen dort
Wesentliche Mechanismen und Eigenschaften hippocampaler LTP?
-Verstärkte synaptische Übertragung eines Neurons als reaktion auf vermehrte Bildung von Aktionspotentiales->Grundlage synaptische Plastizität
Entstehung:Glutamat ausgeschüttet->nur auf AMPA->EPSP
- NMDA durch Mg-Block blockiert->aufgehoben durch genügende Depolarisation
- >Ca2+-Influx->second messenger->langfristige zelluläre Veränderung
Wie lautet das Hebbsche Postulat?
Wenn ein Axon der Zelle A … Zelle B erregt und wiederholt und dauerhaft zur Erzeugung von Aktionspotentialen in Zelle B beiträgt, so resultiert dies in Wachstumsprozessen oder metabolischen Veränderungen in einer oder in beiden Zellen, die bewirken, daß die Effizienz von Zelle A in Bezug auf die Erzeugung eines Aktionspotentials in B größer wird
-synaptische Plastizität->Erklärung Lernen
Welche Defizite hatte der Patient HM und wie kamen diese zustande?
- er litt unter starker Epilepsie, weshalb ihm der Hippocampus beidseitig entfernt wurde
- daraufhin litt er unter einer starken anterograden Amnesie->arbeits und Prozedurales Gedächtnis aktiv
- konnte keine neuen Ereignisse mehr in seinem Langzeitgedächtnis speichern
Was sind Place cells und wo hat man solche Zellen beschrieben?
- Neuronen im Hippocampus, die feuern wenn sich ein Tier an einem bestimmten Ort innerhalb eines Raums befindet
- Place Zellen bilden eine kognitive Karte
- John O keefe bei Ratten->nachdem Ratten mit hippocampalen Läsionen sehr schlechte orientierung zeigten
Wie unterscheiden sich Tastsinn und die Koerpersinne (Schmerz, Hitze,etc)?
- Körpersinne subjektiv wahrgenommen
- Tastsinn objektiv
Welche Befunde lassen eine Plastizität kortikaler Karten im adulten Saeuger erkennen?
- aktivitätsabhängige Änderung der Größe, Konnektivität oder Aktivierungsmuster von neuronalen Netzen beschreibt:
- Starkes Training(z.B. Klavier) führt zu anatomischen Veränderungen im Gehirn
- Syndaktilie->zwei Finger vernäht->Grenzen verschwimmen im Gehirn
Wie geschieht die Fourier-Transformation durch die Cochlea?
- Endolymphe Wanderwellen(druckwellen) bringt Basilarmembran zum virbrieren
- mechanische Eigenschaften der Basillarmembran-> nahe dem ovalen Fenster(proximal) schmal und steif und distal breit und lommelig
- proximale Basilarrmebran schwingt bevorzugt mit hohen Frequenzen und distal mit niedrigen
- >dadurch werden unterschiedliche Haarzellen angeregt->Ortsprinzip
- Wo sitzen die fuer den Hoervorgang primär verantwortlichen Kanäle und wie werden sie geöffnet?
- sitzen auf Stereozilien der Haarzellen
- werden durch tiplinks->molekulare Federn
- beim Umstülpen spannt Feder und Kanal öffnet->Entspannung er schließt
Was ist der einzig licht-abhaengige Schritt der Sehkaskade?
-lichtabhängige Retinal-isomerisierung von 11cis-Retinal zu all-trans-Retinal
Wie wird die Phototransduktion terminiert?
- Rhodopsin wird phosphoryliert und Arrestin bindet und desaktiviert Rhodopsin
- Transducin spaltet nach Zeit GTP zu GDP und wird wieder inaktiv
- Phosphodieseterase wird inaktiv und cGMP wird nicht mehr gespalten->kann Kanäle wieder Offen halten ->Dunkelstrom
Welche Zellen zeigen Mechanosensitivität?
- Haarsinneszellen
- Mechanorezeptoren
- Thermorezeptoren
Welche Schwierigkeiten treten bei der Analyse mechanosensitiver Kanäle auf?
- kaum Pharmazeutika oder Toxine, die auf diese Kanäle wirken
- durch Patchclamp bereits mechanisch gereizt
- Strukturen wie z.B. tiplinks sind schwer zu untersuchen
Nennen Sie gentechnische Methoden der Zellstimulation
- Channelrhodopsin->ionotroper Photorzeptor(lichtabhängger Ionenkanal)
- durch Anregung mit Licht öffnet sich dieser Kanal
Läsionseffekte im somatosensorischen System?
Periphäre Läsionen: Phatomglieder
Verneinung der Schädigung
Störungen der Körperzugehörigkeit
-
Wo liegt der primäre somatosensorische Kortex des Menschen und wie ist er strukturiert?
- befindet sich im Parietallappen des Cortex->haptische Wahrnehmung
- gesamte körperoberfläche ist auf Cortex kartiert
- Körperegionen mit hohen Anteil an Mechanorezeptoren übergroß repräsentiert
