Fragen Hennig 2 Flashcards

1
Q

Wie unterschiedet sich die Kinetik des spannungsabhängigen Na+-Kanals von der eines spannungsabhängigen K+-Kanals?

A
  • Na+-Kanal hat drei Zustände: geschlossen aktivierbar (Ruhezustand), offen aktiv, geschlossen inaktiv
  • Öffnet bei Depolarisationsschwelle + 20 mV
  • TTX blockiert NA+-Kanal
  • K+-Kanal hat zwei Zustände: offen und geschlossen
  • Öffnet bei vollst. Depolaris.
  • TEA blockiert K+-Kanal
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2
Q

Welche der folgenden Aussagen treffen für das typische Aktionspotenzial einer Nervenzelle zu?

A

Je größer die Längskonstante einer Nervenzelle, desto größer die Ausbreitungsgeschwindigkeit eines Aktionspotenzials

TTX (Tetrodoxin) blockiert den spannungsabhängigen Na+-Kanal

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3
Q

Beschreiben Sie die wesentlichen Ereignisse bei der Signalübertragung an einer chemischen Synapse

A

AP erreicht präsynaptische Membran -> Ca-Kanäle öffnen -> Ca-Einstom -> Vesikel fusionieren mit präsynaptischer Membran -> Transmitter in synaptischen Spalt
-> Transmitter binden an Rezeptoren -> Konformationsänderung des Transmitter-Rezeptor-Komplexes -> Ionenströme -> Potentialänderung an der postsynaptischen Membran

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4
Q

Wie wurde erstmals nachgewiesen, dass Transmitter an der chemischen Synapse in Quanten bzw. Vesikeln freigesetzt wird ?

A

Katz, del Castillo, Miledi (1955):

  • Transmitterfreisetzung erfolgt in Stufen - Vesikelausschüttung ist spannungsabhängig (Ca-Einstrom) -> Nicht die Größe der Elementarereignisse verändert sich, sondern die Rate
  • Reaktionen sind ganzzahlige Vielfache eines Elementarereignisses
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5
Q

Welche Formen des Vesikel-Recycling kennen Sie ?

A
  • Bulk Endocytose
  • klassische Exocytose
  • kiss-and-run
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6
Q

Was ist der Unterschied zwischen primären Neurotransmittern und Neuropeptiden?

A
  • Primäre Neurotransmitter (Acetylcholin, Dopamin, Nor-/Adrenalin, Serotonin, Glutaminsäure, GABA, Glycin): niedermolekular und können in wenigen Syntheseschritten hergestellt werden -> Vesikel: „clear“ 45 nm, müssen beseitigt werden
  • Neuropeptide (kurze Aminosäureketten): häufig Hormonwirkung, nur im Soma synthetisiert und müssen zur Synapse transportiert werden, Vesikel: „dense core“ 70 nm
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7
Q

Nennen Sie 3 Kriterien, die erfüllt sein müssen, um den Nachweis zu führen, dass Moleküle in der präsynaptischen Endigung als Transmitter wirken.

A
  1. ) Synthese in präsynaptischer Zelle
  2. ) Gleicher Effekt auf postsynaptische Zelle, wenn von außen in synaptischen Spalt gegeben
  3. ) Blockade durch spezifische Hemmstoffe (Gifte)
  4. ) Nachweis durch einen speziellen Rezeptor
  5. ) Eliminierung des Transmitters aus dem synaptischen Spalt
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8
Q

Nennen Sie die 4 Eigenschaften von Neuropeptiden

A
  • kurze Aminosäureketten (5-30 AS)
  • häufig Hormonwirkung
  • nur im Soma synthetisiert und müssen zur Synapse transportiert werden
  • oft nur Modulatoren der synaptischen Übertragungseffizienz
  • Vesikel: „dense core“ 70 nm
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9
Q

Durch welche Prozesse werden Neurotransmitter nach der Ausschüttung über die präsynaptische Endigung wieder aus dem synaptischen Spalt entfernt?

A
  • Diffusion
  • Aufnahme in die präsynaptische Zelle über spez. Transportproteine(Endozytose?)
  • Aufnahme durch Gliazelle
  • Spaltung im synaptischen Spalt
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10
Q

Erläutern Sie kurz die Begriffe EPSP und IPSP

A
  • EPSP: exzitatorisches postsynaptisches Potential -> Depolarisation
  • > elektrisch positive Änderung des Membranpotentials
  • > begünstigt AP-Bildung
  • IPSP: inhibitorisches postsynaptisches Potential -> Hyperpolarisation
  • > erschwert/hemmt AP-Bildung
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11
Q

Erläutern Sie kurz die Funktion von ionotropen und metabotropen Rezeptoren in der postsynaptischen Membran

A
  • Ionotrope Rezeptoren = ligandenabhängige Ionenkanäle -> „direct gating“ von Ionen
  • > beeinflusst Ionenverhältnisse und -ströme und damit das Membranpotential
  • Metabotrope Rezeptoren (keine Ionenkanäle!): Liganden abhängige Konformationsänderung -> Enzymkaskade; „indirect gating“
  • > beeinflusst intrazelluläre Stoffwechselprozesse
  • > indirekt Membranpotential
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12
Q

Welcher Unterschied besteht zwischen ionotropen und metabotropen Rezeptoren? Können beide Rezeptortypen in einer Nervenzelle zusammen vorkommen?

A
  • Metabotroper Rezeptor: auf der intrazellulären Seite des Rezeptors: eine weitere Signalkaskade = Second Messenger-Weg -> erheblich längere Reaktionszeiten (bis in den Bereich von Sekunden!)
  • Ionotrope Rezeptoren haben direkten Einfluss auf die Ionenverhältnisse und -Ströme und damit auf das Membranpotential -> Schnellere Reaktion
  • Ja, sie können zusammen vorkommen
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13
Q

Wodurch wird bestimmt, ob eine chemische Synapse exzitatorisch oder inhibitorisch wirkt?

A
  • Vom postsynaptischen Rezeptor! Gleiche Transmitter können verschiedene Wirkung an unterschiedlichen Neuronen haben
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14
Q

Welche Grundformen synaptischer Plastizität kennen Sie? Bei welchen Prozessen ist synaptische Plastizität wichtig

A
  • Kurzzeitplastizität (Änderung der Übertragungsstärke für ms. – min.)
  • Langzeitplastizität (Stärke der Übertragung ändert sich: min. - std.)
  • Depression (Abschwächung der synaptischen Übertragung)
  • Potenzierung (Verstärkung der synaptischen Übertragung)

für Lernprozesse und Gedächtnis

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15
Q

Nennen Sie die grundlegenden Eigenschaften von Sinneszellen

A
  • Rezeptoren (Mechano, Chemo, Photo)
    sind:
  • Filter (Ausschnitt des verfügbaren Energiespektrums)
  • Verstärker (Reizenergie nur als Trigger -> 1 Lichtquant (Sehschwelle des Menschen) -> Auslösung v. Rezeptorpotential)
  • Transduktoren (Reizenergie -> elektrochemisches Potential)
  • Encoder (Impulsfrequenz proportional zur Reizstärke)
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16
Q

Beschreiben Sie an einem Beispiel die wesentlichen Schritte bei dem Transduktionsprozess in Sinneszellen

A

Transduktion = Reiz-Signal-Umwandlung

  • Reiz bedingt durch Öffnen/Schließen von Ionenkanälen eine Potentialänderung - Bildung eines Rezeptorpotentials
  • Es kann zeitliche und räumliche Summation stattfinden.

Photorezeptor:

  • Absorption von Lichtreizen (Photorezeptoren)
  • > Retinalstruktur verändert -> Enzymkaskade
  • > second messenger (cGMP) wird hydolysiert
  • > Na+-Kanäle schließen
  • > Rezeptorpotential (Hyperpolarisation)
17
Q

Welche Typen der Steuerung von Ionenkanalproteinen kennen Sie ? Nennen Sie jeweils ein Beispiel.

A
  • Ligandenabhängig – nACh-Rezeptor
  • spannungsabh. - Na+-Kanal
  • mechanosensitiv – Tip-link
  • lichtsensitiv - Channelrhodopsin
  • temperaturgesteuert
18
Q

Was versteht man unter dem Weberschen Gesetz ?

A
  • Gerade noch wahrnehmbarer Unterschied zwischen zwei Reizstärken hängt von der Reizintensität ab und ist konstant („1 kg Unterschied bei 1 und 2 kg einfach zu merken, bei 101 und 102 kg schwierig zu erkennen“)
  • Weber’s Konstante K = delta I /I (I…Reizintensität)
19
Q

Benennen Sie die Unterschiede im Transduktionsprozess zwischen einer Haarsinneszelle und einem Photorezeptor

A
  • Haarsinneszelle:
  • Stereoville durch tip-links verbunden:
  • mechanosensitive Ionenkanäle öffnen bei Auslenkung = adäquater Reiz
  • K-Einstrom -> Depolarisation
  • > Rezeptorpotenzial
  • Photorezeptor
  • Photonen vom Sehpigment (Rhodopsin) absorbiert
  • > lichtsensitiv
  • Enzymkaskade(verstärkung)
  • Dunkelstrom
  • Rezeptorpotenzial, wenn kein Reiz vorhandenen
20
Q

Erläutern Sie die Begriffe afferente und efferente Neurone und geben Sie jeweils ein Beispiel

A

Afferent: Reiz von Rezeptor/Sinnesorgan (Haarsinneszelle) zum ZNS

Efferent: AP vom ZNS (Gehirn und Rückenmark) zu den Erfolgsorganen (Effektoren: Muskeln, Drüsen)

21
Q

Nennen Sie die wesentlichen Unterschiede zwischen einer elektrischen und einer chemischen
Synapse

A

elektrische Synapsen: gap junctions verbinden das Cytoplasma der zwei beteiligten Neuronen und minimieren somit den Abstand zwischen ihnen, die gap junctions werden aus zwei Proteinen gebildet, Ionen werden direkt ausgetauscht, kein Zeit- oder Intensitätsverlust bei der Weiterleitung, Erregungsübertragung kann nicht beeinflusst werden

chemische Synapsen: Neuronen sind nicht elektrisch leitend miteinander verbunden, synaptischer Spalt trennt die prä- von der postsynaptischen Zelle, synaptischer Spalt wird von den begrenzenden Membranen gebildet, Erregungen können deshalb nicht unmittelbar auf die Membran der postsynaptischen Zelle übertragen werden, die elektrischen Signale müssen in chemische und dann wieder in elektrische Signale umgewandelt werden

22
Q
  1. Welche Ionen sind am Aktionspotenzial beteiligt ? Beschreiben Sie diese Ionenströme während der verschiedenen Phasen eines Aktionspotenzials (beschriftete Zeichnung)
A

K+(raus) Na+ (rein) Ca+(vesikelbindung)

23
Q

Nennen Sie (1) jeweils ein Beispiel für einen ionotropen und einen metabotropen Rezeptor. (2) Wo in einer Nervenzelle sind diese Rezeptortypen vor allem zu finden, (3) welche Prozesse werden durch diese gesteuert und welche Unterschiede bestehen zwischen diesen beiden Rezeptortypen ?

A

• Iono: GABA-R, nikotinischer Ach-Rezeptor, Metabo: mACh-Rezeptor, Neuropeptid-R
• in der postsynaptischen Membran(Dendriten/dendritische Spikes)
• Prozesse- Bildung PSP
unterschiede: Ionotropen sind ligandenabhängige Ionenkanäle
Metabotropen sind komformationsändernde und Enzym Kaskade einsetzende Rezeptoren.

24
Q

Erklären Sie den Begriff der Kennlinie (beschriftete grafische Darstellung) im Kontext der
Informationsverarbeitung durch Sinneszellen und stellen den Zusammenhang mit der Adaptation her.

A
  • Abbildung der Reaktionstärke auf die Reiz-stärke
  • bei anteigender Reizintensität ist auch die Antwort größer
  • Weber’sches Gesetz – dI/I=Kw
  • Adaptation: Verschiebung der kennlinie nach rechts/links → Aufrehcterhalten der Empfindlichkeit und genauigkeit über großen Bereich
25
Q

Kennlinien von Sinneszellen: (a) Zeichnen Sie die Kennlinie einer Sinneszelle (Achsenbeschriftung nicht vergessen) und beschriften sie diese. (b) Warum sollten Sinneszellen eher steile Kennlinien besitzen? (c) Zeichnen Sie im Diagramm ein, wie sich die Kennlinie durch Adaptation verändert

A

a: x-achse: Reizintensität 1-15; Y-achse: Neuronale Antwort % 10-100 sigmoidal ganz leicht

  • b: um einen großen Reizbereich abzudecken
  • c: Verschiebung nach rechts/links