Sitzung 6: Neurone, neuronale Kommunikation & Transmitter Flashcards
Die menschliche Zelle
- Menschliches Zellen sind rund, außerhalb der Zelle gibt es eine semipermeable Membran
- In der Zelle: Mitochondrien (= Kraftwerke der Zelle), Zellkern (hat noch eine extra Membran Wenn der Zellkern nicht geschützt ist, kann das Erbgut beschädigt werden)
- Menschliche Zellen sind aus Zellmembran (Plasmamembran), Zellflüssigkeit (Zytoplasma) und Zellkern (Nukleus) aufgebaut. Zytoplasma und Nukleus bilden zusammen den Zellinhalt (Protoplasma). Die Zellflüssigkeit enthält zahlreiche Organellen.
- Energielieferant: die einfachen Zucker sind die wichtigen Energielieferanten der Zelle, die Polysaccharide dienen als Energiespeicher (Glykogen, Stärke) und als Stützsubstanz (Zellulose)
Enzyme - Definition
Sind Proteine, die als Biokatalysatoren nahezu alle chemischen Reaktionen in den Körperzellen beschleunigen, Jede Zelle enthält i.d.R. viele hundert Enzyme, von denen die meisten in den Wänden der Mitochondrien liegen
Adenosintriphosphat (ATP)
- Der große relevante Energielieferant
- Strukturformel: Moleküle haben bestimmte Ladungs- und Affinitäts-Eigenschaften (= Ladungsmuster)
- Die Bausteine des ATP-Moleküls sind:
a) Adenin
b) Ribose
c) Phosphorsäure wird abgespalten, um Energie freizusetzen - In den Mitochondrien wir aus dem Adenosindiphosphat wieder ein Adenosintriphosphat hergestellt das kostet Energie (Sauerstoff und Zucker)
ATP war ihm wichtig!
Die Zellmembran
- Hauptbestandteil:
a) Phospholipide, die aufgrund ihre hydrophil/hydrophoben Konfiguration im Wasser Doppelschichten bilden (siehe Abbildung)
b) Große Proteine: die Poren und Kanäle bilden, als Träger- und Transportmoleküle wirken, sich am Stoffwechsel der Zelle beteiligen und zur Festigkeit der Membran beitragen - Aufbau: Siehe Lernzettel s. 3
Ionenkanäle
passiver Stofftransport in die Zelle erfolgt entweder durch Diffusion durch die Phospholipid Schicht der Zellmembran oder mit Hilfe von Carriermolekülen und Transporteinen mit Poren (Kanäle). Konzentrationsdifferenzen impermeabler Moleküle führen zu osmotischen Wasserbewegungen
Kalium-Natrium-Pumpe
Gegen den Kozentrationsgradienten müssen Stoffe unter Energieaufwand in die und aus der Zelle gebracht werden. Die wichtige „Pumpe“ dafür ist die Natrium-Kalium-Pumpe, die ATP als Energiequelle nutzt.
2.3.1 was sind Neurone?
Nervenzellen: im pheripheren und zentralen NS bilden sie die wichtigste Grundeinheit und sind die funktionale wichtigsten Zellen
2.3.1 Wie sind Neurone aufgebaut?
- Zellkörper: auch Soma genannt, aus ihm gehen Fortsätze (Axone o. auch Neuriten) und Dendriten ab. Die Einteilung der Fortsätze in Dendriten und Axone folgt nach funktionellen Gesichtspunkten. Am Soma enden auch Axone anderer Neuronen
- Axone: verbinden die Neuronenzelle mit anderen Zellen
- Dendriten: an ihnen enden die Axone anderer Neuronen
Axone und Dendriten zweigen sich in viele Äste auf, Ihre Länge kann stark variieren - Kollaterale: Verzweigungen der Axone nennt man Kollaterale.
- Formvielfalt: Der Neuronen aufgrund der unterschiedlichen Ausprägung der Dendriten
2.3.1 Verbindungsstellen von Neuronen
- Synapsen: Verbindungsstelle einer axonalen Endigung mit einer anderen Nerven-, Muskel-, oder Drüsenzelle wird Synapse genannt
- Arten von Synapsen:
a) Axosomatische Synapse: ein Axon endet auf dem Soma eines anderen Neurons
b) Axodendritische Synapse: Synapse zwischen Axon und Dendrit
c) Axoaxonische Synapse: Synapse zwischen zwei Axonen
d) Neuromuskuläre Endplatte: Axon endet auf einer Skelettmuskelfaser
2.3.2 Neuroglia
- Definition: Neuroglia oder Gliazellen sind das spezifische Stützgewebe der Nervenzellen und somit der zweite wichtigste Zelltyp des Nervensystems
- Anzahl: sind zahlreicher als Neuronen, aber im Durchmesser kleiner, sodass Neuronen und Gliazellen je knapp 50% des Volumens von Gehirn und Rückenmark ausmachen. Die restlichen 10-20% des Hirnvolumens wird von extrazellulären Spalträumen und Blutgefäßen ausgefüllt
2.3.2 Arten von Gliazellen und ihre Aufgaben
- Generelle Aufgabe von Gliazellen:
a) Stützfunktion (Gliazellen= Bindegeweben des Nervensystems)
b) Sind bei der Ernährung der Neuronen beteiligt - Arten:
a) Oligodendroglia: bilden die Myelinscheide der zentralen und pheripheren Nervenfasern aus
b) Astroglia (Asterozyten): bilden ein Auffangbecken o. Reservoir für Kaliumionen die aus den Neuronen bei den Erregungsprozessen in das Interstitium freigesetzt werden & Bilden die Blut-Hirn-Schranke aus. Außerdem nehmen die möglicherweise Einfluss auf die aktive Verarbeitung von Informationen in Gehirn
2.3.2 Wachstum von Gliazellen
- Zellteilung: besitzen zeitlebens die Fähigkeit zur Zellteilung Daher dienen sie auch zum Ausfüllen neuronaler Zelldefekte
- Glianarben: Gliazellenvermehrung zum Zweck des Ausfüllens neuronaler Zelldefekte können ausgangpunkt für Krampfentladungen im Gehirn sein (können z.B.: epileptische Anfälle herbeiführen)
2.3.2 Blut-Hirn-Schranke
- Asterozyten: lagern die Endfüßchen ihrer Fortsätze eng an die Blutkapillare des Gehirns an bilden so ein Diffusionshindernis für große Moleküle diese Diffusionsbariere wird auch Blut-Hirn-Schranke genannt
- Aufgabe: Die Blut-Hirn-Schranke hat protektive Funktionen, behindert aber auch bestimmte Pharmaka
2.3.2 Intersitium
- Definition: Spalt zwischen Neuronen- und Gliazellen (durchschnittlich 20nm breite), welche miteinander verbunden sind und mit Flüssigkeit gefüllt sind. Interstitium = flüssigkeitsgefüllte extrazelluläre Spalträume
- Ventrikeln: große Hohlräume des Interstitium in denen die Zerebrospinalflüssigkeit enthalten ist
- Aufgabe: jeglicher Stoffaustausch der Neuronen erfolgt in und aus dem Interstitium und nicht direkt von einen Neuron über das andere (oder zu eienr Gliazelle)
2.3.2 Blutgefäße des Nervensystems
- Dichtes Kapillarnetz: versorgt Neuronen und Gliazellen mit Blut
- Trennung: Alle Kapillare und Zellen sind durch das Interstitium getrennt kein direkter Kontakt von Kapillarwand und Neuronen Alle Nähr- und Abfallstoffe müssen die Kapillarwand, die Blut-Hirn-Schranke und das Interstitium durchqueren und zum Neuron zu gelangen
- Metabolismus: Erhöhte Aktivität eines Neuronenverbands (z.B.: beim Denken) steigt die Stoffwechselaktivität dder beteiligten Neuronen, die dann vermehrt Zwischen- und Endprodukte ( = Metabolie z.B.: CO2) freisetzen Metabolie wirken erweiternd auf die Hirngefäße dies vermehrt die Durchblutung, welche in bildgebenden Verfahren sichtbar gemacht werden kann und als indirektes Maß für Hirnaktivität gilt
2.3.2 Gliazellen und Verhalten
- Elektrisch negative Potenziale: zeigen an, dass viele Neurone der Hirnrinde gleichzeitig depolarisieren und somit die Entladungswahrscheinlichkeit des Hirnareals steigern
- Positivierung: bedeutet meist, dass die Erregbarkeit der kortikalen Neuronen herabgesetzt ist
- Langsame Gehirnpotenziale: Gliazellen tragen zu ihnen bei Depolarisation der Gliamembran führt zu steigenden Stoffwechseln und zur Verfügbarkeit von Glukose und Transmittersubstanzen an den benachbarten Neuronen Aufmerksamkeit und Verhaltensmobilisierung wird daher von Gliazellen mitbestimmt
2.3.3 ZNS & peripheres NS
- ZNS: Gehirn und Rückenmark
- Peripheres Nervensystem: Alles übrige nervöses Gewebe Ursprung in Rückenmark und Hirnstamm
2.3.3 Aufbau der Nervenfasern im peripheren Nervensystem
- Schwann-Zellen: jedes Nervenaxon wird schlauchartig von speziellen Gliazellen (den Schwann-Zellen) umhüllt
- Nervenfasern: Nervenaxon + Schwann-Zelle
- Mehrfachumwicklung: Bei etwas 1/3 der Nervenfasern wickelt sich die Schwann-Zelle mehrfach um das Axon herum dadurch wird zwischen Axon und Schwann-Zelle eine weitere Hülle aus Myelin (einem Fett- und Eiweißgemisch, auch Markscheide genannt) gebildet Diese Nervenfasern werden als myelinisierte/ markhaltige Nervenfasern bezeichnet
2.3.3 Ranvier-Schnürringe
Stellen einer myelinisierten Nervenfaser, an denen das Myelin die Nervenfaser nicht umgibt. Ranvier-Schnürringe haben regelmäßige Abstände von 1-2 mm
2.3.3 Funktionelle Unterschiede zwischen markhalitgen und marklosen Nervenfasern
- Leitungsgeschwindigkeit: der nervösen Erregung (Aktionspotenziale) myelinisierte Nervenfaser haben eine höhere Leitungsgeschwindigkeit als nicht myelinisierte
- Durchmesser: innerhalb jeder Gruppe von Nervenfaser gilt je größer der Durchmesser desto höher die Leitungsgeschwindigkeit
(Hier noch Tabelle 2.1 anschauen)
2.3.3 Afferenzen: Definition, Aufgabe und Arten
- Definition: Die Nervenfasern der Sinnesrezeptoren (Sensoren) nennt man afferente Nervenfasern oder Afferenzen
- Aufgabe: Übermittlung der Meldungen der Sinnesrezeptoren über Veränderungen in der Umwelt und im Organismus an die Nervenfasern
- Arten:
a) Viszeral: Afferenzen aus den Eingeweiden
b) Somatisch: Alle anderen Afferenzen des Organismus von den Muskeln, Gelenken und der Haut
c) Sensorisch: Afferenzen auf den speziellen Sinnesorganen (z.B.: Auge, Ohr) nennt man in ihrer Gesamtheit sensorische Afferenzen
d) sensibel: Somatische, viszerale und sensorische Afferenzen werden als sensible Afferenzen zusammengefasst
2.3.3 Efferenzen: Definition und Arten
- Definition: Efferente Nervenfasern, die Infos aus dem ZNS in die Peripherie übermitteln
- Arten:
a) Motorische: Efferenzen, zu den Skelettmuskeln
b) Vegetative: Alle übrigen Efferenzen gehören zu dem vegetativen oder autonomen Nervensystem und werden vegetative Efferenzen genannt. Sie versorgen die glatte Muskulatur in den Eingeweiden und den Gefäßwänden, die Herzmuskulatur und alle Drüsen des Körpers
2.3.3 Begriffe Efferent und afferenz
Werden auch im allg. Sinne von hinzuführend (afferent) bzw. wegführend bezeichnet (efferent)
Afferenzen ung Efferenzen erklären könnten ist wichtig!
2.3.3 Stoffwechseltransport in den Axonen entlang der Mikrotubuli des Zytoskellets: Zytoskelett & Mirkotubuli
- Zytoskelett: Alle Zellen (auch Neuronen) werden von einem gerüstartigen Maschenwerk durchzogen, welches Zytoskelett heißt
- Mikrotubuli: Hauptbestandteil des Zytoskeletts sind Röhrchen von ca. 25nm Durchmesser, die aus Molekülen des Eiweißes Tubulin bestehen und Mirkotubuli genannt werden
- Aufgabe der Mirkotubuli: sie binden eine Art Förderband an dem entlang zu transportierende Stoffe innerhalb der Zellen verschoben werden