Grundlagen Neurochemischer Prozesse Flashcards
Elektrische Weiterleitung
1) lokale postsynaptische Potentiale (EPSPs, IPSPs) (exzitatorisches/inhibitorisches postsynaptischen Potential)
2) räumliche und zeitliche Summation der lokalen Potentiale
3) 0/1 Entscheidung am Initialsegment des Axonhügels
4) AP, welches saltatorisch zu den Endknöpfchen geleitet wird
Neurochemische Prozesse
= Prozesse der Übertragung zwischen den Zellen
Verschaltung von Neuronen
1) Axon - Dendrit (am häufigsten)
2) Axon - Soma (am häufigsten)
3) Axo -axonale Übertragung (dient der präsynaptischen Hemmung)
4) dendo-dendritische Übertragung (ist bidirektional)
Strukturen der synaptischen Verbindungen
1) direkte Synapse: Ort der Freisetzung ist direkt in der Nähe der postsynaptischen Membran (synaptischer Spalt)
2) indirekte Synapse: Ort der Freisetzung ist entfernt vom Ort der Aufnahme des Transmitters. Pulsatile Freisetzung größerer Mengen von Transmittern
Typen von Transmittern
1) Neuropeptide (3-36 Aminisäuren): werden in Soma synthetisiert, gelangen über langsamen Transport in die Endknöpchen
2) kleine, niedermolekulare Transmitter (kurze Aminosäureketten): werden in Endknöpfchen synthetisiert, dort vom Golgi-Apparat in Vesikel verpackt
- jedes Neuron kann einen niedermolekularen und einen hochmolekularen Transmitter synthetisieren (Koexistenz)
- Typ der Transmitter hängt von System ab in der das Neuron liegt
Exocytose (erster Schritt)
1) Aktionspotenzial erreicht den Bereich des Endknöpfchens
2) Öffnung der Kalzium-Kanäle im präsynaptischen Bereich
3) Kalzium strömt ein
Exocytose (zweiter Schritt)
1) Transmitter- gefüllte Vesikel wandern an die Membran
2) Membrankanäle öffnen sich
3) Inhalt der Vesikel wird in den synaptischen Spalt gegeben
Klassifikation der exocytischen Prozesse
1) Niedermolekularische Transmitter werden pulsatil und schnell freigesetzt
2) hochmolekulare langsam und anhaltend
Ligand
Neurotransmitter der an genau eine Rezeptorart bindet
Differenzierung der Transmitterwirkung
- Wirkung eines transmitters wird durch seinen Rezeptor bestimmt
- in verschiedenen Bereichen des Gehirns kann es für einen Transmitter verschiedene Rezeptortypen geben
- je nach Rezeptor exzitatorische oder inhibitorische Wirkung
-Problem der Pharmaka: Wirkung auf nicht- intendierte Systeme
Ionotrope Rezeptoren
= transmittergesteuerte Ionenkanäle, Aktivierung hat unmittelbare Öffnung des Kanals zu Folge, entsprechend wird postsynaptisch eine IPSP (Kalium, Chlorid) oder ein EPSP (Natrium) gebildet
Rezeptoraktivierung
1) Ionotrope Rezeptoren
2) Metabotrope Rezeptoren
Metabotrope Rezeptoren
= komplexe Signalproteine, nach Bindung des Liganden spaltet sich intrazellulär ein G-Protein ab und öffnet einen angrenzenden Kanal in der Membran/ langanhaltende Aktivierung des Rezeptors initieren einen komplexen Prozess (G-Protein bewirkt die Bildung eines sekundären Botenstoffs, der die Aktivität des Zellkerns beeinflussen kann (Proteinbiosynthese), Folgen sind andauernde Änderungen der Zellaktivität)
Autorezeptoren
Metabotrope Rezeptoren im präsynaptischen Abschnitt gehen Bindung mit eigenen Neurotransmittern ein um die Zahl der Transmitter im synaptischen Spalt zu monitoren (ermöglicht Anpassung der Ausschüttung)
Endocytose
Verhindert, dass Transmitter im Spalt verbleiben und eine Überaktivierung oder Blockade induzieren
Deaktivierung von Neurotransmittern
1) Re-Uptake: Schneller Weg: Transmitter werden von den präsynaptischen Endknöpfchen über Transportermoleküle aufgenommen
2) Enzymatischer Abbau: Inaktivierung des Transmitters durch Enzym (zb bei Acetylcholin)
Klassifikation von Neurotransmittern
Niedermolekulare N
1) Aminosäuren
2) Monoamine
3) Acetylcholin
4) Unkonventionelle N
Hochmolekulare N
1) Neuropeptide
Aminosäuren
- Niedermolekular und schnell reagierend
1) Glutamat: häufigster exzitatorischer NT
2) Aspartat
3) Glycin
4) GABA: häufigster inhibitorischer NT
Monoamine
-niedermolekular und diffuse Wirkung
- Freisetzung über Varikositäten in die extrazelluläre Flüssigkeit
1) Catecholamine (Dopamin, Adrenalin, Noradrenalin) : basierend auf der Synthese von Tyrosin
2) Indolamine (Serotonin)
Unkonventionelle NT
1) lösliche Gase (Stickstoffmonixid, Kohlenmonoxid): produziert im Cytoplasma und diffundieren durch Zellmembran, stimulieren die kurzfristige Produktion von sekundären Botenstoffen
2) Endocannabionoide (Anandamin): ähneln THC, aus Fettanteil in der Membran synthetisiert und freigesetzt, meist hemmend
Neuropeptide
1) Hypophysen-Pep
2) Hypothalamus-Pep
3) Gehirn-Darm- Peptide
4) Opioid-Peptide
5) sonstige Pep
- Aktivierung sekundärer Botenstoffe
Dopamin
- 2 Systeme inhibitorisch (D2- Familie) exzitatorisch (D1-Familie)
7 Schritte der Neurotransmitteraktivität
- Synthese
- Speicherung in Vesikeln
- Abbau: NT-Moleküle die aus Vesikeln entweichen werden durch Enzyme zerstört
- Exocytose: AKPs veranlassen Vesikel mit präsynaptischen Membran zu verschmelzen und ihre NT-Moleküle in den Synaptischen Spalt freizusetzen
- Rückkoppelung: binden an Autorezeptoren an präsynaptische Membran und hemmen weitere NT-Freisetzung
- Postsynaptische Aktivierung: NT binden an Postsynaptische Rezeptoren
- Deaktivierung: NT entweder durch Wiederaufnahme oder enzymatischen Abbau deaktiviert
Agonistische (erleichternde) Effekte
- Drogen fördern Synthese von NT-Molekülen +
- Drogen erhöhen die Zahl der NTM, indem sie anbauende Enzyme zerstören
- Drogen erhöhen die Zahl an freigesetzten NTM
- Drogen binden an Autorezeptoren und verhindern Wiederaufnahme
- Drogen binden an postsynaptische Rezeptoren und aktivieren diese oder verstärken die Wirkung von Neurotransmittern
- Drogen blockieren die Deaktivierung der NTM, indem sie den Abbau oder die Wiederaufnahme hemmen
Antagonistische (erschwerte) Wirkung
- Drogen blockieren die Synthese von NTM
- Drogen bewirken, dass die NTM aus den Vesikeln entweichen und zerstört werden
- Drogen hemmen die Freisetzung der NTM aus den Endknöpchen
- Drogen aktivieren Autorezeptoren und hemmen die NT-Freisetzung
- Drogen wirken als Rezeptorblocker, sie binden an postsynaptische Rezeptoren und blockieren den Effekt des Neurotransmitters
Pharmaka Beispiele
1) Kokain: führt zu einer Daueraktivierung neuronaler Systeme, die mit Euphorie einhergeht; Wirkung im dopaminergen und seratonergen System -> Hemmung der Wiederaufnahme (Agonistisch)
2) Atropin: weitet die Pupillen, da die parasymphatische Tätigkeit reduziert ist; Wirkung im cholinergen System, Blockade der metabotropen Acetylcholinrezeptoren (Antagonistisch)
