Membraneigenschaften, Ruhepotential, Aktionspotential, optische Verfahren

Question 1

Wie ergeben sich die Tiefpass-Antworteigenschaften der Nervenzellmembran?

Answer 1

Membran hat Wiederstands-und kapazitative Eigenschaften, parallel-geschaltet (evtl. Zeichnung)

Question 2

Wie kann AP-Ausbreitung am Axon beschleunigt werden?

Answer 2

• Myelinisierung Schwanische Zellen (Isolation)

- Dickeres Axon (Längskonstante)

Question 3

Was besagt Cajals Neuronentheorie?

Answer 3

Nervensystem besteht aus vielen diskreten Nervenzellen= einzelne Schaltzellen, nicht ein großes durchgehendes System (kein Syncytium)

Question 4

Welche anatomischen Befunde stützen die Neuronentheorie?

Answer 4

Nervensystem aus einzelnendiskretenNervenzellen aufgebaut, diskontinuierliche Synapsen, kein Syncytium

Question 5

Wie ergibt sich die stark aufsteigende Flanke des AP`S?

Answer 5

Spannungsabhängige Na-Kanäle öffnen, Konzentration in Zelle sehr gering, negativ geladen → starker Na+-Einstrom durch Konzentrationsgradient und Elektrostatik,weitere Na+-Kanäle öffnen durch Spannungsänderung →positive Rückkopplung

Question 6

Mit welchem Ersatzschaltbild kann man die elektrischen Eigenschaften von Neuronen darstellen?

Answer 6

Tiefpass mit parallelgeschalteten,kapazitativen und Widerstandseigenschaften

Question 7

Was sind die Vorteile von in-vitro Präparaten?

Answer 7

Zellen gut erhalten, mechanische Stabilität, Pharmakologie gut nachvollziehbar, Visualisierung beidünnen Schnitten vorteilhaft

Question 8

Warum wirken K-Ionen stärker auf das Ruhepotential als Na-Ionen?

Answer 8

Goldmansche Gleichung →Permeabilitätskonstante viel höher bei K+als bei Na+

viel K+innen, innen negativer

Question 9

Wie ergeben sich die Kapazitativen Eigenschaften der Nervenzellenmembran?

Answer 9

dünner undurchlässiger Lipidbilayer, guter Isolator, wirken wie 2 Kondensatorplatten→ je kleiner Distanz zwischen Kondensatorplatten und je größer deren Fläche, desto größer die Kapazität: C ∝A/d

Question 10

Wie ergibt sich das Ruhepotential?

Answer 10

initial ungleiche Verteilung von Ionen an Membran (negativ geladenen Aminosäurereste in der Zelle)Semipermeabilität der Membran
Aktive Pumpprozesse

Question 11

Was ist die Funktion und wie ergibt sich der Energieverbrauch der Na/K-Pumpe

Answer 11

entgegen Konzentrationsgradienten: 3Na raus, 2 K rein, 1 ATP Verbrauchist elektrogen: macht Zelle negativ, braucht ATP da Konzentrationsgradient überwunden werden muss

Question 12

Wie ergibt sich die Semipermeabilität

Answer 12

• Membran lässt nur kleine ungeladenen Teilchen durch
• Lipidbilayer selber ist undurchlässig für große, polare und geladene Teilchen
• die Semipermeabilitat ergibt sich aus den selektiven Eigenschaften der eingelagerten Kanäle,die jeweils nur eine bestimmte Ionensorte passieren lassen (z.B. Kaliumkanal)

Question 13

Wie können synaptische Ca-Signale gemessen werden?

Answer 13

mit synthetischen oder genetisch codierbaren Ca-Indikatoren

Question 14

Warum hat GFP die Zellbiologie revolutioniert?

Answer 14

-genetisch codierbar
- leicht anregbar -stabil und geschützt mit -großer Cross-Section (Querschnitt), -existiert in verschiedenen spektralen Varianten
-zeigt eine hohe räumliche und zeitliche Auflösung
- ist leicht anregbar
- gute Quantenausbeute
(Photonen emmitiert/Photonen absorbiert
-großer optischer Querschnitt: kann von Photonen leicht getrofen werden
-kaum Bleichung

Question 15

Warum kann man mit traditioneller Mikroskopie zelluläre Vorgänge im Gehirn nicht gut untersuchen?

Answer 15

Hirngewebe ist stark lichtstreuend

Question 16

Wie beschränken Konfokal-und Zweiphotonenmikroskope die Bildgebung auf die Fokusebene?

Answer 16

bei konfokaler Mikroskopie erfolgt ein Herausfiltern der Streuphotonen durch eine zusätzliche Blende

bei der Zweiphotonenmikroskopie wandert nur ein einziger Lichtpunkt (stark fokussierter Laser) durch das Gewebe, was unerwünschten Photonen verhindert