Nervensystem_Muskulatur Flashcards
Gewebetypen des ZNS
Das ZNS wird eingeteilt in graue und weiße Substanz
Die graue Substanz liegt im Gehirn außen und im Rückenmark
innen. Sie besteht hauptsächlich aus den Nervenzellkörpern.
• Die weiße Substanz liegt im Gehirn innen und im Rückenmark außen.
Sie besteht hauptsächlich aus den Nervenfasern, also Axonen und
Dendriten.
Zelltypen des ZNS
- Neurone
* Glia-Zellen
Schutz des ZNS
Das ZNS ist durch den Schädel, den Wirbel –
Spinal – Kanal, Meningen und Liquor
cerebrospinalis und die Blut – Hirn – Schranke geschütz
Zentrales Nervensystem
Cortex‐ Großhirnrinde
• Zwei Hälften (Hemisphären) mit spiegelbildlicher Verschaltung
• jüngster Teil des menschlichen Gehirns
• tauschen Informationen mit Basalganglien, Kleinhirn und Hirnstamm
aus
• Abstimmung sensorische Information – motorische Situation
• Sitz des Bewusstsein, Langzeitspeicher
• Entscheidend für Lernen und Gedächtnis
• Bewusste Bewegungssteuerung
• Körperliche und geistige Aktivität
Motorische Kortex
• 1. Primär‐motorische Kortex:
• Umsetzung von Bewegungsprogrammen in
Impulse für Motoneuronen
• 2. Sekundär‐motorische Kortex:
a) Prämotorischer Kortex: Organisation von motorischen Funktionen:
Koordination der Körperhaltung, Orientierung zum Bewegungsziel
b) Supplementär‐motorischer Kortex: Planung und Durchführung
komplexer motorischer Aufgaben (Problemlösestrategien,
feinmotorische Leistungen)
Motorischer Homunculus
Willkürmotorik:
Als Willkürmotorik bezeichnet man die Bewegungen des Körpers, die aktiv vom Willen bzw. vom Bewusstsein ausgelöst und gesteuert werden. • motorische Areale in Großhirnrinde zur Planung und Durchführung der Bewegung • benachbarte Stellen im Motorkortex • benachbarte Muskeln auf kontra‐ lateralen Seite
Kleinhirn
Aufbau:
• aufgeteilt in zwei Hemisphären,
• bestehend aus äußerer Rinde, innerem Mark
und Kernen (Nervenzellansammlungen)
• ist mit Großhirn, Brücke und verlängertem
Mark verbunden
• Infos von mot. Kortex und sensorische Infos
• „Kopie“ von jeder Bewegung
Kleinhirn
Motorik:
• Unbewusste und bewusste Aufrechterhaltung
des Gleichgewichts (Halte‐/Stützmotorik)
• Koordination, Steuerung erlernter Bewegungen (Sport, Musik spielen)
• Korrektur von Bewegungen, Soll‐/Ist‐Wert‐Vergleich
• Störungen: Ataxie (Torkeln, Stand‐/Gangstörungen)
Zwischenhirn
Aufbau
besteht aus Thalamus, Hypothalamus, Subthalamus und Epithalamus (mit
Epiphyse)
• zuständig für Sehen, Hören, Riechen, Oberflächen‐ und Tiefensensibilität
Thalamus:
Schaltstelle zwischen sensorischen und motorischen Funktionen,
Zentrale des vegetativen Nervensystems
Hypothalamus mit Hypophyse:
Zentrale des Hormonsystems; Schaltstelle zu
anderen Gehirnzentren, Kontrolle des pH‐Wertes, Temperatur und Blutdruck
Epiphyse/Zirbeldrüse:
Biologische Uhr (beteiligt am Wach‐/Schlafrhythmus)
Hirnstamm (Truncus Cerebri)
Aufbau
Der Hirnstamm ist unterhalb des Zwischenhirns lokalisiert.
Bereiche des Hirnstamms:
•Mittelhirn (roter Kern, schwarzer Kern)
•Brücke (pons)
•Verlängerte Mark (Medulla oblongata)
•Kerngebiete des extrapyramidalen Systems
Hirnstamm (Truncus Cerebri)
Funktion
•Körperhaltung sichern und anpassen (z.B. Gehen)
über spinale Reflexe und Aktivität von
α‐Motoneuronen undγ‐Motoneuronen
•Reaktion auf optische und akustische Reize
•Verlängerte Mark: Blutzirkulation, Herzschlag, Lunge
Basalganglien
• Subkortikale Kerngebiete im Gehirn (Schleifen)
• Striatum (Nucleus caudatus und Putamen),
Globus pallidus (Pars interna und externa),
Substantia nigra, Nucleus subthalamicus
Basalganglien
Funktion
Erstellung komplexer Bewegungsprogramme
(kognitive Wahrnehmung, Denken, Motivation, Langzeitplanung)
• Kontrolle der Bewegungsmaße und Bewegungsgeschwindigkeit
• wirken hemmend oder erregend auf Motorik ein
• Motorische Steuerung über GABA, Glutamat und Dopamin
Basalganglien
Morbus Parkinson:
• Dopaminmangel im Striatum nach Untergang von Neuronen in der
Substantia nigra
• Symptome: Rigor (erhöhter Muskeltonus), Tremor, Akinesie
(Bewegungsarmut)
Pyramidenbahn und extrapyramidales System
• von motorischen Kortexarealen in das Rückenmark
• Kreuzung der Pyramidenbahn in der Medulla
oblongata; 70‐90 % der Neuriten kreuzen auf die
Gegenseite
• a) direkte Verschaltung aufα‐Motoneurone
b) Umschaltung über Interneurone aufα‐
Motoneurone
Pyramidenbahn
: Feinmotorik der distalen
Extremitäten und Willkürmotorik, isolierte
Bewegungen, „Inhalt der Bewegung“
Extrapyramidale Bahnen:
Ausdrucks‐ und
Reaktionsbewegung, rhythmische Bewegungen (z.B.
Armpendeln), „Form und Qualität der Bewegung“
Limbisches System
- im Bereich der Basalganglien und Thalamus
- Gefühle, Lernen, Gedächtnisbildung
- Emotionen, Erinnerungen, Antrieb
- Ausschüttung von Endorphinen
- „Kontrolleur des Lernerfolgs“
Hippocampus im Temporallappen:
Gedächtnisleistungen, neue Lerninhalte,
• wesentlich für Kurz‐ und Langzeitgedächtnis, Orientierung
Amygdala (Mandelkern):
Wahrnehmung von Emotionen, Angst,
Gefahr
Das Rückenmark (medulla spinalis)
Durchzieht den Wirbelkanal
- Spinalnerven verlassen zwischen jedem Wirbelkörper das
Rückenmark
- Besteht aus Neuronen
- Pyramidenbahnen (absteigende Fasern) < 1 Meter; direkte
• Verbindung vom Cortex zu den Motoneuronen
- Afferente Faser- sensorische Informationen- dorsal in das RM
- Efferente Fasern- ventral das RM- Informationen an die
• Muskeln (motorische Nerven)
- Unterteilung nach Ausgangs- und Zielorgan in sensorische u.
• motorische Nerven
Informationsverarbeitung im Nervensystem
3 Gruppen von Neuronen im RM:
Motoneurone:
leitet Output-Signal des ZNS in die Peripherie
• kommuniziert mit Effektorzellen
(Efferenz)
Informationsverarbeitung im Nervensystem
3 Gruppen von Neuronen im RM:
Sensible Neurone:
• Empfangen Reize aus der Peripherie und leitet Signale von den Sensoren
dorsal weiter ins RM
• Information über externe Stimuli/interne Bedingungen
(Afferenz)
Informationsverarbeitung im Nervensystem
3 Gruppen von Neuronen im RM:
Interneuron (Verschaltung/ Weiterleitung von afferenten- und efferenten
Neuronen):
- im ZNS; haben keine Fortsätze aus dem RM
* Integriert/verarbeitet direkt Informationen
Reflexe (ohne Beteiligung des Gehirns)
Defintion
Ein Reflex ist eine unwillkürliche, rasche und gleichartige Reaktion
eines Organismus auf einen bestimmten Reiz. Reflexe werden
neuronal vermittelt.
Reflexe
• Verschaltung afferenter Informationen über eine- oder nur wenige
Synapsen zu den Effektoren (Muskeln oder Drüsen) ohne den
„Umweg“ über das Gehirn zu nutzen.
• Unter einem Reflex versteht man eine stets gleichbleibende
(stereotype) Reaktion des Organismus auf einen bestimmten Reiz.
Eigenreflex
Propriozeptiver Reflex, Muskeldehnungsreflex
- Organ der Reizentstehung = Organ der reflektorischen Aktivität
- Schneller als Fremdreflex
- Praktisch unermüdbar
- Bekanntester: Patellarsehnenreflex
Patellarsehnenreflex
Direkte sensorisch-motorische Verschaltung=
sensorischer Input führt zu direktem motorischem Output.
z.B. Kniesehnenreflex
Fremdreflex
exterozeptiver Reflex
- Organ der Reizenstehung ≠ Organ der reflektorischen Aktivität
- Reizorgan ≠ Effektororgan
- Langsamer als Eigenreflex (da mehrere Neuronen beteiligt sind)
- Automatische Auslösung (angeboren, z. B. Husten)
- Schutzreflex (Augenlid, etc.)
Nervengewebe
Funktion:
Dient der Aufnahme und Verarbeitung von Reizen, sowie der
Bildung und Leitung von Erregungen.
Nervengewebe
Aufbau
Besteht aus Nervenzelle mit Nervenfaser, sowie einem
eigenen Bindegewebe, der Neuroglia.
Nervengewebe
Neuron & Gliazelle
Bau des Neurons:
Soma (Nervenzellkörper) ‐ Dendriten, „neuronale Antennen“ ‐ Axon (Nervenfortsatz/Nervenfaser für die Erregungsleitung) ‐ Endigungen des Axons bilden mit anderen Neuronen oder Organen Kontaktstellen Synapsen
Nervenzelle
Soma
enthält Zellkern (Nucleus) und einige Zellorganellen
• ca. 0,25 mm groß
• Produktion der für die Funktion der Nervenzelle wichtigen Stoffe
Nervenzelle
Dendriten
• vom Soma ausgehende Auswüchse • 1 Billionen Nervenzellen im Gehirn • Aufnahme von Signalen vorgeschalteter Neuronen oder Sinneszellen • bilden ein verzweigtes Astsystem • leiten Reize ans Soma weiter • bis zu 1000 Dendriten pro Zelle • Dendritenbaum kann mit bis zu 200.000 Fasern anderer Dendriten in Kontakt stehen
Nervenzelle
Axon
• am Axonhügel summieren sich Erregungen auf
• leitet Signale hin zu den Synapsen
• im Soma produzierte Neurotransmitter
• je nach Typ zwischen 1µm bis 1m lang
• (N.ischiadicus)
• Neurotuboli für Versorgung
• 400 mm/Tag
• umhüllt von aufeinanderfolgenden
Mark‐ bzw. Myelinscheiden
• bestehen aus Schwannschen‐Zellen
• lipidreich
• elektrisch isolierend
• Ranvier‘schen Schnürringen
• in regelmäßigen Abständen
• nicht elektrisch isoliert
Nervengewebe
Neuron & Gliazelle
Gliazelle (Stützzelle):
bilden das eigene Binde‐ und
Stützgewebe des Nerven‐
systems
‐ behalten (im Gegensatz zum Neuron) Fähigkeit zur
Zellteilung
‐ Wechselbeziehungen zwischen Neuronen und Gliazellen
Bildung von Gedächtnisspuren
Nervengewebe
Neuron
& Gliazelle
Funktion der Gliazellen:
‐ Isolierfunktion
‐ Stützfunktion
‐ Schutzfunktion
‐ Metabolische Aufgaben
Nervenzelle
Synapsen
- Übergang zwischen zwei Neuronen bzw. zum Erfolgsorgan
- meist chemische Reizübertragung
- bis 10.000 Synapsen pro Neuron
- 1 Billarde im menschlichen Gehirn
Nervenzelle
Synapsen
bestehend aus:
- präsynaptischem Teil (Membran)
- synaptischem Spalt
- subsynaptischem Teil (Membran)
Nervenfasertypen
Leitungsgeschwindigkeit abhängig von • Myelinisierung • Faserdurchmesser • Faserlänge (abb.)
Allgemeine Neurophysiologie
Signalweitergabe in zwei Richtungen
- afferente (sensorische/herbeiführende) Fasern - von der Peripherie zum ZNS
- efferente (motorische/wegführende) Fasern - vom ZNS zur Peripherie
Allgemeine Neurophysiologie
• Weitergabe und Bearbeitung von Informationen
- innerhalb und zwischen verschiedenen Nervenzellen (Neuronen)
- im zentralen Nervensystem (ZNS) als auch Peripherie
Allgemeine Neurophysiologie
• Spinalnerven
- entspringen paarweise aus dem Rückenmark
* gemischte Nerven; Nervenfasern bis zu 1 m lang
Grundlagen des Membranpotentials
Gradienten
• chemisch: Konzentrationsgradienten • elektrisch: Spannungsgradienten • bilden zusammen elektrochemischen Gradienten • semi‐ und selektive Permeabilität • Natrium‐Kalium‐Pumpe • Diffusion • geladene Teilchen (Ionen) werden durch Konzentration und elektr. Spannung angetrieben
Ausbildung eines Diffusions‐ bzw. Membranpotentials
Spannung zwischen Zellinnerem und –äußerem
• bestimmtes Ion über Membran ungleich verteilt
Entstehung des Membranpotentials
Diffusion – passiver Transport
Intrazelluläre Konzentration für Kalium höher, für Natrium um Chlorid niedriger ‐ in Ruhe für Natrium fast undurchlässig, für Kalium permeabel ‐ großmolekulare Anionen, meist Eiweißmoleküle, können nicht durch die Zellwand
Entstehung des Membranpotentials
‐ Innen hohe und Außen niedrige Kaliumkonzentration und
selektiv permeable Membran für Kalium
‐ zunächst keine Potentialdifferenz, da jeweils gleich viele
Anionen und Kationen auf beiden Seiten der Membran
‐ Elektroneutralität
‐ Konzentrationsgradient ist zunächst einzig treibende Kraft
‐ mehr K+ nach außen als nach innen (da selektiv permeabel)
‐ nur K+ kann raus, daher bleibt A‐ zurück
‐ Ladungstrennung
‐ Aufbau von Potentialdifferenz bzw. elektrischer Spannung
zwischen intra‐ und extrazellulärem Raum
‐ dies ist die Kraft für Ionenbewegung, die der
konzentrationsgetriebenen Diffusion entgegenwirkt
‐ Prozess erreicht Gleichgewicht, wenn chemische und
elektrische Triebkraft sich ausgleichen
‐ nach Einstellung des Gleichgewichtes diffundieren pro
Zeiteinheit gleich viele K+ nach innen wie nach außen
Membranpotential
Ionenkonzentration inner‐ und außerhalb der Nervenzelle
ion/intra/extra/Verhältnis/Gleichgewichtspotenzial K+ 120-155 4-5 30:1 -91 mV Na+ 7-11 144 1:12 +60 mV Cl- 4-7 120 1:20 -82 mV ABB
Natrium‐Kalium‐Pumpe
Natrium‐Kalium‐Pumpe – aktiver Transport
ABB
Kreislauf“ der Natrium‐Kalium‐Pumpe
aktiver Transport – ATP‐getrieben
Das Enzym katalysiert unter Hydrolyse von ATP (ATPase) den Transport von
Natrium‐Ionen aus der Zelle und den Transport von Kalium‐Ionen in die Zelle
gegen den chemischen Konzentrationsgradienten und den elektrischen
Ladungsgradienten und dient so seiner Aufrechterhaltung.
ABB
Ruhemembranpotential
zusammen mit elektrochemischen Gradienten und Natrium
‐Kalium
‐
Pumpe baut sich entlang der Membran ein elektrisches Feld auf
• negativer Pol im Zellinneren
• die Potentialdifferenz wird auch Ruhemembranpotential bezeichnet
• Zustand des negativen Potentials in einer unerregten Zelle
• entspricht ca. dem Diffusions
‐(Gleichgewichts)potential von Kalium
• Neuron ca.‐70 mV
• Skelettmuskelzelle ca.‐90 mV
Aktionspotential
• Weiterleitung einer elektrischen Erregung durch Veränderung des
Membranpotentials
• Reiz, der die Zelle über ein Schwellenpotential hinaus depolarisiert
• nach Überschreiten eines Schwellenwertes, kommt es zur
Generierung eines Aktionspotentials
Aktionspotential
• zeitlicher Verlauf • Initationsphase • Depolarisation • Overshoot • Repolarisation • Nachhyperpolarisation • Refraktionszeit • „Alles‐oder‐Nichts‐Gesetz“ GRAFIK
Erregungsweiterleitung
kontinuierliche und saltatorische Weiterleitung
ABB
Erregungweitersleitung
• kontinuierliche Weiterleitung
ABB
Erregungweitersleitung
• saltatorische Weiterleitung
ABB
Erregungsübertragung
Übertragung auf zwei Wegen möglich:
elektrisch:
• Prä
‐ und Postsynapse über Proteine verbunden
• bilden einen „Tunnel“ für Ionenweiterleitung
• prinzipiell wie Erregungsweiterleitung entlang der Zellmembran
Erregungsübertragung
Übertragung auf zwei Wegen möglich:
chemisch:
chemisch:
• Prä
‐ und Postsynapse durch synaptischen Spalt getrennt
• „hohe“ Stromverluste bei direkter Übertragung
• Erregungsübertragung mittels chemischer Botenstoffe
Erregungsübertragung
• motorische Endplatte
• Nervenendverzweigungen
ABB
Erregungsübertragung
ABB
Kopplung von Erregung und Kontraktion
- an motorischer Endplatte
- Ausschüttung Neurotransmitter (Acetylcholin)
- Rezeptoren im Sarkolemm registrieren Konzentartionserhöhung
- Umkehrung des elektrischen Potentials der Muskelzellhülle
Motorische Einheit
ABB
Aufbau Muskelfaser
ABB
Funktion Muskelfaser‐ Gleitfilamenttheorie
ABB
Funktion Muskelfaser
ABB
