neurobiologie Flashcards
Beschreibe das Reiz-Reaktions-Schema anhand eines Beispiels unter Nennung aller
wesentlichen Fachbegriffe (z.B. Effektor…).
Nervensystem (Informationen aus Umgebung aufnehmen, weiterleiten und verarbeiten, entsprechend reagieren)
Sinnesorgane, Nervenzellen, Rückenmark, Gehirn, Muskeln und Drüsen Grundlage für diese Prozesse
Fahrrad Beispiel: Augen (Sinnesorgan) nehmen mit Hilfe von Rezeptorzellen (Sinneszellen) Information durch plötzliche Bewegung des Kindes auf (Reizaufnahme). Reiz wird im Sinnesorgan in elektrische Impulse umgewandelt (=Reizumwandlung) und durch afferente (sensorische) Nervenbahnen an Gehirn (Teil des Zentralnervensystems) weitergeleitet. Dort verarbeitet Gehirn Information (=Impulsverarbeitung) -> so erkennt man Gefahr. Information wird in Reaktion umgesetzt. Antwort-> durch efferente (motorische) Nervenbahnen werden elektrische Impulse an Muskeln (Ausführorgan, Effektor) in Arme weitergeleitet-> reagieren-> Bremsen-> Unfall verhindert
Gib wieder, was der Unterschied zwischen afferenten und efferenten Nervenbahnen ist.
afferente Nervenbahnen= Nerven, die elektrische Impulse vom Sinnesorgan zum Rückenmark leiten
efferente Nervenbahnen= Nerven, die elektrische Impulse vom Rückenmark zum Effektor leiten
Skizziere und benenne eine Nervenzelle!
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Beschrifte folgende Abbildung korrekt!
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Erkläre, wieso Nervenzellen sehr viele Mitochondrien enthalten.
Nervenzellen benötigen sehr viel Energie für die Aufrechthaltung von Membranpotentialen und der Weiterleitung von Nervenimpulsen. Mitochondrien produzieren ATP, welches für die Natrium- Kalium- Pumpe benötigt wird.
Erkläre, warum das Innere einer Nervenzelle im Ruhezustand negativ geladen ist, obwohl
positive Ionen wir Natrium und Kalium vorhanden sind.
Die K* - lonen diffundieren aufgrund eines Konzentrationsgefälles nach außen, A- -lonen bleiben aber innen.
Zu 90 % ist das verantwortlich für das Aufrechterhalten
des Membranpotentials. Die restlichen 10% sind von der
Natrium-Kalium-Pumpe
Beschreibe den Unterschied zwischen Kationen und Anionen und gib jeweils zwei
Beispiele aus der Nervenzelle.
Kationen= positiv geladene lonen (z.B. Kalium und Natrium)
Anionen negativ geladene lonen (z.B. Chlorid und Organische Anionen, A-)
Ein Schüler/ eine Schülerin misst das Membranpotenzial einer Nervenzelle und erhält
den Wert von -65mV. Was bedeutet dieses Ergebnis im Vergleich zum normalen
Ruhepotential einer menschlichen Nervenzelle?
Die Nervenzelle ist leicht hyperpolarisiert, was darauf hindeuten könnte, dass sie gerade in der Refraktärzeit ist (Phase, nachdem
ein Aktionspotential ausgelöst wurde.)
Welche Rolle spielt das Konzentrationsgefälle von NA+ und K+ in der Aufrechterhaltung
des Ruhepotentials?
Das Konzentrationsgefälle würde normalerweise durch Diffusion
durch die Membran ausgeglichen werden. Doch da diese selektiv
permeabel ist, funktioniert das nicht. Man braucht Ionenkanäle
von welchem es am meisten Kalium- Kanäle gibt. Um das Ruhepotential aufrecht zu erhalten, müssen K+ - Ionen nach außen
diffundieren. Dadurch entsteht ein Spannungsunterschied. K+ -Ionen werden wieder nach innen gezogen, aber nur so lange bis der elektrische und der chemische Gradient ausgeglichen sind.
Beschreibe die Schritte der Depolarisation und der Repolarisation, die beim
Aktionspotential auftreten.
Welche Ionen sind hauptsächlich für das Ruhepotential einer Zelle verantwortlich?
Kalium zu 90%
Beschreibe die Funktion der Natrium-Kalium-Pumpe und ihrer Bedeutung!
Durch die negative Ladung und ihre geringe Konzentration
im Inneren diffundieren Na+ - Ionen nach innen, doch werden von
der Natrium- Kalium- Pumpe, welche ATP benötigt, wieder
hinaustransportiert (3Na+ raus, 2 Ka+ rein)
Was ist ein Aktionspotential und wie unterscheidet es sich vom Ruhepotential?
Erkläre, wie das Aktionspotential an einer Nervenzelle ausgelöst wird. Welcher
Schwellenwert muss erreicht werden?
Im Ruhezustand sind die spannungsabhängigen Na+ und Ka+ - Kanäle geschlossen. Durch einen Reiz öffnen sich
die spannungsabhängigen Na+ - Kanäle und das Membranpotential
wird positiver (=Depolarisation). Ab einem Schwellwert (ca. -50mV) wird ein elektrischer Impuls erzeugt= das Aktionspotential
Was versteht man unter Depolarisation und Repolarisation während eines Aktionspotentials?
Depolarisation= Inneres der Zelle wird positiver, nachdem
die spannungsabhängigen Na+ - Ionenkanäle geöffnet wurden und Na+ - Ionen in die Zelle strömen.
Repolarisation= die spannungsabhängigen Ka+ - Ionenkanäle öffnen sich und Ka+ - Ionen diffundieren aus der Zelle. Es ensteht
wieder ein negatives Ruhepotential. Es kann zu einer Hyperpolarisation kommen, weil noch mehr Ka+ - Ionenkanäle geöffnet sind als im
Ruhezustand.
Warum können Nervenzellen während der Refraktärzeit kein neues Aktionspotential
auslösen?
Während der Refraktärzeit sind die Na+ - Kanäle für kurze Zeit
inaktiv. Um ein Aktionspotential auszulösen, müssen über die Na+ - IK Na+ - Ionen diffundieren.
Beschreibe den Unterschied zwischen kontinuierlicher und saltatorischer
Erregungsleitung. Welche Vorteile bietet die saltatorische Leitung in Axonen mit
Myelinscheide?
kontinuierliche Erregungsleitung= durch verschiedene Ladungen
entlang des Axons kommt es zu Ausgleichsströmchen.
Das Aktionspotential wird so mit ca. 3m/s weitergeleitet.
Wirbellose haben keine Myelinscheiden, weshalb diese Art der Weiterleitung
vor allem bei ihnen zu finden ist.
Beschreibe den Unterschied zwischen kontinuierlicher und saltatorischer
Erregungsleitung. Welche Vorteile bietet die saltatorische Leitung in Axonen mit
Myelinscheide?
Welche Rolle spielen die Ranvier’schen Schnürringe bei der saltatorischen
Erregungsleitung?
Warum ist die Geschwindigkeit der Erregungsweiterleitung bei Wirbeltieren höher als bei
wirbellosen Tieren?
saltatorische Erregungsleitung= bei Axonen mit Myelinscheiden, also bei Wirbeltieren, kann das Aktionspotential nur bei den ranvierischen Schnürringen gebildet werden. So “springt” das AP fast ohne Verzögerung von einem Schnürring bis zum nächsten,
was es 120m/s schnell macht.
Wie die Erregungsübertragung an einer chemischen Synapse funktioniert.
Was ist die Rolle von Calcium-Ionen (Ca²⁺) bei der Freisetzung von Neurotransmittern in
der Synapse?
Was passiert, wenn Acetylcholin an die Rezeptoren der postsynaptischen Membran
bindet?
Wenn das AP am Endknöpfchen ankommt, öffnen sich Calcium²+ -
Kanäle und es kommt zu einem Ca²+ - Einstrom in die Zelle.
Durch die hohe Konzentration von C²+ werden die synaptischen
Bläschen dazu angeregt, mit der präsynaptischen Membran zu
verschmelzen. So wird ein Neurotransmitter (=Botenstoff) in den synaptischen Spalt freigesetzt (z.B. Acetylcholin)
Dieses bindet in der postsynaptischen Membran an passende Rezeptoren, welche daraufhin Ionenkanäle öffnen.
Viele Na+ - Ionen strömen in die nachgeschaltene Zelle, doch
nur wenige K+ - Ionen hinaus. Ein Aktionspotential entsteht.
Nenne zwei Neurotransmitter und beschreibe ihre Wirkung auf das Nervensystem.
Glutamat= erregend, steigert Aktivität im ZNS
GABA= hemmend, reduziert neuronale Aktivität
Was versteht man unter einer „erregenden“ und einer „hemmenden“ Synapse? Gib
jeweils ein Beispiel für einen Neurotransmitter, der erregend bzw. hemmend wirkt.
erregende Synapse (z.B. Glutamat) = steigert Wahrscheinlichkeit,
dass ein Aktionspotential ausgelöst wird.
hemmende Synapse (z.B. GABA) = verringert Wahrscheinlichkeit -//-
Welche Rolle spielt das Enzym Cholinesterase im synaptischen Spalt? Was passiert,
wenn dieses Enzym nicht mehr funktioniert?
Cholinesterase spaltet Acetylcholin und beendet so die
Wirkung. Wenn es Cholinesterase nicht geben würde, wäre die
postsynaptische Zelle in Dauererregung. Acetylcholin wird “recycelt”.
Beschreibe die Wirkung von Lokalanästhetika auf die Erregungsleitung von Nervenzellen.
Warum können sie Schmerzen blockieren?
Lokalanasthätika blockieren Natriumkanäle und verhindern so
das Entstehen und Weiterleiten von einem AP, wodurch Schmerz
blockiert wird.
Beschrifte folgende Abbildung korrekt!
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