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Klausurfragen Flashcards

1
Q

Was versteht man unter Neuronendoktrin?

A

Gehirn besteht aus neuronalen Einheiten, nicht aus einem Monocytium, Gehirn ist ein Organ, ganzheitliches Syncytium

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2
Q

Benenne die Bestandteile des Zytoskeletts und die jeweilige Funktion in einer Nervenzelle!

A

Aktin: Mikrofilament aus Aktin-Monomeren, globuläres Protein, Beweglichkeit
Neurofilament: intermediär, aus 5 heterogenen Proteintypen, Stützfunktion
Microtubuli: röhrenförmig, aus Tubulin, 2 UE, Stützfunktion und Versikeltransport (mit Kinesin und Dynein), mit Alpha und Beta Dimeren

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3
Q

Erläutere die Typen und Funktionen von Gliazellen!

A

Bindegewebe der Nervenzellen, lebenslang teilungsfähig, versorgen Neuronen mit Nährstoffen, kein Blutkontakt durch Blut-Hirn-Schranke, Isolation durch Myelinisierung
Astroglia: häufigster Typ, im ZNS, bildet Blut-Hirn-Schranke, Homöostase (Stoffaustausch, pH, Ionenhaushalt, Transmitter)
Microglia: Phagocytose (Abfallprodukte und beschädigte Zellen)
Oligodendroglia: bilden Myelinscheiden mehrerer zentraler Axone im ZNS
Schwannsche Zellen: bilden Myelinscheiden einzelner peripherer Axone

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4
Q

Axonaler Versikeltransport: welche Unterschiede gibt es zwischen anterogradem und retrogradem Transport?

A

Antero: Soma -> Synapse, Versikel von Kinesinbausteinen weitergereicht, schneller Transport >200mm/d von Transmittern, Neuropeptiden und Wachstumsfaktoren, langsamer Transport <10mm/d von Zytoskelett- und Membranbausteinen

Retro: Synapse -> Soma, durch Dynein, prozessiver Transport großer Multivesikularkörper, schneller Transport von Abbauprodukten

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5
Q

Welche der folgenden Aussagen treffen für den anterograden Versikeltransport in einer Nervenzelle zu?
Versikel von Synapse zu Soma
Kinesin bildet molekularen Motor
Transportgeschwindigkeit 200 mm/d
Mikrofilamente bilden Leitschienen
Es werden nur Transmitter und Neuropeptide transportiert

A 
Falsch, das wäre retrograd
Richtig
Richtig 
Falsch, Mikrotubuli 
Falsch, auch Zytoskelett, Membranbausteine und Wachstumsfaktoren
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6
Q

Funktion der Gliazellen

A

Stützt Nervenzellen, beseitigt fehlerhafte/tote Zellen oder repariert/regeneriert sie, elektrische Isolierung durch Myelinisierung, Homöostase, Entwicklung, Blut-Hirn-Schranke

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7
Q

Welche Faktoren sind für das Zustandekommen des Ruhepotentials einer Nervenzelle verantwortlich?

A

Semipermeabilität: keine passive Diffusion ionischer/polarer Stoffe, K+ Kanäle immer offen, Na+ geschlossen, negativ geladen und nicht durchlässig für ionische AS-Reste, unterschiedliche Ionenverteilung außen und innen, aktive Natrium Kalium Pumpe

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8
Q

Erläutere Funktion und Eigenschaften der Natrium Kalium Pumpe!

A

Aktiver Transport, 3 Na nach außen und 2 K nach innen, erhält das Ruhepotential, elektrogen, ATP-Verbrauch da sie gegen den Konzentrationsgradienten arbeitet und in Bezug auf Natrium auch gegen den elektrischen Gradienten

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9
Q

Was wird mit der Nernstgleichung berechnet und wie kann man sie nutzen um das Ruhepotential und das Aktionspotential zu beschreiben?

A

Gibt das Gleichgewichtspotential einer Ionensorte an
Ruhepotential wird bestimmt indem man die Potentiale aller Ionen addiert und mit dem Permeabilitätswert multipliziert, abhängig vom Kalium Potential
Das Aktionspotential ist abhängig von den unterschiedlichen Verteilungen der Ionenkonzentrationen Intro und extrazellulär, Na besitzt eine höhere Leitfähigkeit

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10
Q

Beschreibe die Ionenverhältnisse Intra und extrazellulär!

A

Kalium: außen wenig innen viel
Natrium: außen viel innen wenig
Cl außen viel innen wenig
AS außen wenig innen viel

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11
Q

Unterschied zwischen Ionenkalälen und Ionenpumpen!

A

Kanal: passiv, mit dem elektrochemischen Gradienten, zentrale Pore in Lipiddoppeldchicht, Selektivität mechanisch, Durchmesser der Pore, oder elektrisch, Ladung im Kanal
Pumpe: aktiv unter ATP Verbrauch, entgegen Elektro oder chemischem Gradienten (Natrium Kalium Pumpe)

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12
Q

Wie entsteht die Selektivität von Ionenkanälen für Anionen oder Kationen?

A

Mechanisch (Durchmesser) oder chemisch (Ladung)

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13
Q

Welche Größe muss bekannt sein, um das Ruhepotential einer typischen Nervenzelle zu berechnen?

A

Permeabilität der Membran für die Stoffe, Ionenkonzentrationen, Konstanten wie Temperatur, Gaskonstante und Farraday Konstante

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14
Q

Was versteht man unter Zeit- und Längskonstante?

A

Die Zeitkonstante tau beschreibt die zeitliche Änderung eines Membranpotentials bei einem Stromfluss über die Membran
Längskonstante Lamda beschreibt den Abfall des AP in Abhängigkeit von der Entfernung, abhängig von Verhältnis zwischen Membranwiederstand und innerem axialen Längswiederstand, gibt Entfernung an, bei der eine Spannung auf 37% ihrer Ausgangsampitude abgefallen ist

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15
Q

Von welchen Größen hängt die Längskonstante ab?

A

Durchmesser, Isolation, Quer- und Längswiederstand

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16
Q

Was versteht man unter zeitlicher und räumlicher Summation und von welchen Größen hängen die Formen ab? In welchem Bereich der Nervenzelle sind sie von Bedeutung?

A

Raum: postsynaptisches Potential wird durch eintreffen mehrerer IPSE und EPSE von mehreren Nervenzellen bestimmt, abhängig von Längskonstante und und Ort der Synapse
Zeit: IPSE und EPSE treffen nacheinander ein, an einer Synapse, abhängig von Zeitkonstante

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17
Q

Erläutere den Verlauf einer AP mit Hilfe der Gleichgewichtspotentiale für Na und K!

A

Depolarisation über Schwelle (-40) Öffnung spannungsabhängiger Na + Kanäle, Einstrom und weitere Depolarisation bis overshoot (30), Öffnung spannungsabhängiger K+ Kanäle und Repolarisation bis Hyperpolarisation (-80), durch Natrium Kalium Pumpe Repolarisierung zum Ruhepotential (-70)

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18
Q

Was ist die Refraktärzeit, wodurch wird sie bestimmt und welche Konsequenzen hat sie?

A

Benötigte Zeit, um Natriumkanäle wieder zu aktivieren und auf neue APs reagieren zu können

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19
Q

Wie unterscheidet sich die Kinetik des spannungsunabhängigen Natrum Kanals von der eines spannungsabhängigen. Kalium Kanals?

A

Na: Spannungssensoren positiv geladen, öffnen bei Depolarisationsschwelle (20mV), TTX Blockade, 1 Peptidkette
K: TEA (Tetramethylammoniumion) 4 Peptidketten, ähnlich gebaut, Öffnung bei vollständiger Depolarisation

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20
Q

Welch Aussagen treffen auf das AP zu?
TTX ( Tetrodoxin) blockiert den spannungsabhängigen Na Kanal
Spitze liegt am GGP für Kalium
Je größer die Längskonstante, desto größer die Ausbreitungsgeschwindigkeit
Repolasrisationsgesch. Hängt von Natrium Kalium Pumpen ab
Berndt beschreibt das Ruhepotential ist dem AP

A 
Richtig?
?
?
Richtig
Falsch
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21
Q

Nenne wesentliche Unterschiede zwischen einer elektrischen und einer chemischen Synapse!

A

Chemisch: umkodierung, Spalt 20 nm breit, hoher elektrischer Wiederstand

Elektrisch: geringer elektrischer Wiederstand, Verbindung der Synapse über Zellen mit gap junctions aus Konnexonen aus 6 UE Konnexin

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22
Q

Beschreibe wesentliche Ereignisse bei der Signalübertragung an einer chemischen Synapse!

A

AP öffnet Ca2+ Kanäle, Depolarisation der präsynaptischen Membran, Transmitterversikel fusionieren mit der Membran, Transmitterfreisetzung in den synaptischen Spalt, bildet an Rezeptorkanäle, diese werden geöffnet und Na+ strömt in die postsynaptische Zelle, Transmitterversikel regenerieren

23
Q

Wie wurde erstmals nachgewiesen, dass Transmitter an der chemischen Synapse in Versikeln freigesetzt wird?

A

Gestufte Freisetzung, spannungsabhängig, motorische Endplatte, Ausschüttung ist ganztägiges Vielfaches eines Quantums

24
Q

Welche Formen des Versikel-Recycling gibt es?

A

Bulk Endocytosis
Classical
Kiss-and-run

25
Was ist der Unterschied zwischen primären Neurotransmittern und Neuropeptiden?
Transmitter: kleine Versikel (45nm) schnell, bewirkt PSP, viele, wirkt nur auf synaptisch verbundenes Neuron Peptid: große Versikel (70nm) langsam, langfristig, teilweise Hormonwirkung, andere Rezeptoren, Modulatoren der synaptischen Übertragungseffizienz, Synthese nur im Soma
26
3 Kriterien, dass Moleküle in der präsynaptischen Endigung als Transmitter wirken!
Synthese in präsynaptischer Zelle Gleicher Effekt aus postsynaptische Zelle, wenn man synaptischen Spalt appliziert Blockade durch Hemmstoffe/Gifte Nachweis eines spezifischen Rezeptors
27
4 Eigenschaften von Neuropeptiden
``` Kurze AS Ketten (5-30) Wirken auch als Hormone In dense core Versikeln gepackt Langfristige Wirkung Synthese im Soma Modulatoren der Übertragungseffizienz ```
28
Durch welche Prozesse werden Neurotransmitter wieder aus dem synaptischen Spalt entfernt?
Aufnahme in Gliazellen, in präsynaptische Zelle über hochspezifische Transportproteine, Spaltung (Inaktivierung) im Apalt z.B. Durch ACh-Esterase, Diffusion
29
Erläutere EPSP und IPSP
Exzitatotisches und inhibitorisches postsynaptisches Potential, begünstigt oder erschwert die Bildung eines APs in der postsynaptischen Zelle
30
Erläutere die Funktion von ionotropen und metabolen Rezeptoren in der postsynaptischen Membran!
Ionotrop: nAHc-R, GABA-R, Glutamat-R, Ligandenabhängige Ionenkanäle, Transmitter bindet, Konformationsänderung, Kanal öffnet Metabotrop: mACh-R, Serotonin-R,Neuropeptid-R, Transmitter bindet an Rezeptor, G-Protein wird aktiviert, Adenylacyclase und cAMP aktiviert Proteinkinase die den Ionenkanal Phosphoryliert, Kanal öffnet/schließt über Enzymkaskade (second messenger Kaskade)
31
Nenne Beispiele für ionotropen und metabotropen Rezeptor, wo sind diese Typen zu finden und welche Prozesse steuern Sie?
Ionotrop: bei GABA-A, nikotinischer Acetylcholin-Rezeptor Metabotrop: bei GABA-B, mACh-Rezeptor, Neuropeptid-R, vorallem in der postsynaptischen Membran (Dendriten) Prozesse: PSP Bildung, Verstärkung des elektrischen Signals
32
Was ist der Unterschied zwischen ionotropen und metabotropen Rezeptoren? Können sie in einer Nervenzelle zusammen vorkommen?
Unterschied liegt im Verstärkungsfaktor, | Gemeinsames Vorkommen für Neuropeptid
33
Wodurch wird bestimmt, ob eine chemische Synapse exzitatorisch oder inhibitorisch wirkt?
Durch die Art des Rezeptors an der postsynaptischen Menbran, Signalwirkung hängt nicht vom Neurotransmitter ab sondern vom Rezeptor
34
Welche Grundformen synaptischen Plastizität gibt es und bei welchen Prozessen ist sie wichtig?
Hebbsches Postulat: what fires together wires together Bei Depression (LTD-Hebbs), Faszilisation (Einbau von mehr Rezeptoren bei Neuropeptid), posttetanische Potenzierung Rolle bei Habituation, Dishabituation, Sensitivierung
35
Nenne grundlegende Eingenschaften von Sinneszellen!
Sie formen adäquate Reize in elektrische Signale um, Weiterleitung durch Rezeptoren als Filter, immer Verstärkter da Reizenergie nur als Trigger wirkt, Rezeptoren sind immer: Transducer -> spezifische Reizenergie durch Transduktionsprozesse in elektrochemisches Potential, Encoder -> Impulsfrequenz proportional zur Reizintensität, Rezeptoren wandeln Reizenenergie in Rezeptorpotential um
36
Beschreibe die wesentlichen Schritte bei dem Transduktionsprozess in Sinneszellen!
Beispiel Retina: Rhodopsin-Photoisomerisierung-> Enzymkaskade-> Dunkelstrom beendet -> Hyperpolarisation -> Rezeptorausschüttung an präsynaptischer Membran -> weniger APs in bipolaren Ganglien
37
Erkläre den Begriff der Kennlinie im Kontext der Informationsverarbeitung durch Sinneszellen und stelle den Zusammenhang mit der Adaption her!
Reaktionsstärke auf Reizstärke abgebildet, Antwort größer bei steigender Reizintensität, Adaption: Verschiebung der Kennlinie -> Aufrechterhaltung der Empfindlichkeit und Genauigkeit über einen großen Bereich
38
Welche Typen der Steuerung von Ionenkanalproteinen gibt es?
``` Ligandenabhängig zB nACh-Rezeptor Spannungsabhängig zB Natrium-Kanal Mechanosensitiv zB Tip-link Lichtsensitiv zB Channelrhodopsin Temperaturgesteuert ```
39
Was versteht man unter dem Weberschen Gesetz?
Delta I= Kw | Verhältnis der Intensitäten ist wichtig, keine Absolutwerte
40
Benenne den Unterschied im Transduktionsprozess zwischen einer Haarsinneszelle und einem Photorezeptor!
Haar: tip-link, mechanosensitiver Ionenkanal Photo: Rhodopsin lichtsensitiv -> Enzymkaskade verstärkt, Dunkelstrom, Rezeptorpotential, wenn kein Reiz vorhanden
41
Erläutere die Begriffe afferente und efferente Neuronen!
Afferent: leitet den Reiz zB aus HSZ Richtung ZNS weiter Efferent: leitet AP vom ZNS zu HSZ/Muskeln, Drüsen
42
Aus welchen Komponenten besteht Rhodopsin? Welche muSs geändert werden um das Absorptionsspektrum zu ändern?
Aus Retinal und Opsin (Protein) Absorption eines Photons führt zu einer Konformationsänderung des Retinals von 11-cis zu all-Trans und Opsin wird abgespalten
43
Wodurch wird Rhodopsin nach Zerfall bei Wirbeltieren und Insekten wieder hergestellt?
Wirbeltieren: aus Vitamin A (Retinol) im Dunkeln Insekten: Photoisomerisierung durch ein zweites Photon anderer Wellenlänge
44
Benenne die beteiligten Elemente und die wesentlichen Schritte bei der Transduktion eines Photorezeptors bei Wirbeltieren. Wie verändert sich das Membranpotential bei Beleuchtung?
Nacht: Sinneszellen depolarisieren, erhöhter Einstrom von Na+ und Ca2+, cGMP hält coenzymatisch Kanäle offen, Dunkelstrom Licht: Rhodopsin absorbiert Lichtquanten, Stereoisomerisierung desRetinals, Aktivierung von Transducib, Enzymkaskade, Zerfall von cGMP beendet Dunkelstrom, Hyperpolarisation
45
Erläutere das Prinzip und die Wirkung lateraler Inhibition am Beispiel Sehsystem!
Verschaltungsprinzip von Nervenzellen, bei der eine aktive Nervenzelle die Aktivität weiterer hemmt ZB Erregung der Zapfen bei Tageslicht hemmt Reizweiterleitung der Stäbchen Laterale Inhibition erhöht den Kontrast durch Hemmung benachbarter Zellen bzw. Kanäle Wahrnehmung eines einzelnen Reizortes wird verschärft
46
Welche Zellen in der Retina besitzen rezeptive Felder und was ist die Funktion?
Ganglienzellen, zur Vorbereitung der Objekterkennung Je größer der Bereich des hemmenden Umfeldes ist, umso geringer ist die Antwort im Gehirn Konvergente Schaltung
47
Was ist ein rezeptives Feld?
Hermannsche Gittertäuschung/laterale Inhibition Rezeptoren konvergieren auf Ganglienzellen, gleicher Rezeptor kann an vielen Feldern beteiligt sein On-off und off-on
48
Beschreibe die Antwort eines rezeptiven Feldes einer visuellen Nervenzelle bei gleichmäßiger, zentraler und peripherer Beleuchtung!
Keine Antwort, off=on Starke Antwort, hochfrequente AP, on>off Hemmende Antwort, off>on
49
Welcher Zusammenhang besteht zwischen Schallausbreitungsgeschwindigkeit, Wellenlänge und Schallfrequenz? Breitet sich der Schall in Luft oder Wasser schneller aus?
c= Wellenlänge * Frequenz Je dichter, umso höher ist c Luft c=343m/s
50
Was versteht man unter Frequenz-Orts-Transformation in der Cochlea und warum ist diese für Frequenzen über 1000 Hz wichtig?
Maximale Frequenz von AP ist 1000 Hz Durch Basilarmembran werden für jede Frequenz nur bestimmte HSZ aktiviert, nur da, wo die Schwingung an der Basilarmembran ihr Maximum hat Ovales Fenster: steif und schmal, hohe Frequenzen Helicotrema: elastisch und breit, niedrige Frequenzen
51
Skizziere die Schritte beim Transduktionsprozess einer Haarsinneszelle!
Beugung der Cilien an Tektorialmembran, Öffnung der Tip-link Kanäle, K+ Einstrom aus Endolymphe, Depolarisation, Öffnung spannungsabhängiger Ca2+ Kanäle, Transmitterfreisetzung
52
Was ist das Salvenprinzip in Rezeptorneuronen des Hörsystems und warum ist es wichtig?
Phasenkopplung auditorischer Rezeptorneuronen führt zu hoher zeitlichen Präzision der AP Wichtig für Richtungshören Viel langsamer als interaural TD
53
Welche physikalischen Kenngrößen setzt der Mensch bei der Schalllokation ein?
Delta I Intensitätsunterschied IID für hohe Frequenzen >3kHz | Delta t Zeitunterschied ITD bei niedrigen Frequenzen <3kHz
54
Welche physikalischen Kenngrößen nutzt die Schleiereule und welche Anpassungen besitzt sie? Wie tragen Koinzidenzdetektoren zur Lokalisation bei?
ITD horizontal Azimuth IID vertikal Entfernung Kopffedern wirken wie Parabolspiegel und verstärken den Schall durch Relektion, asymmetrische Ohren liefern Info über Höhe Für zeitliche Genauigkeit axonale Laufzeiten, zur von beiden Seiten erregtes Neuron feuert

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