Tierphys Flashcards
Welches sind die zellulären Komponenten des Nervensystems und wie sind sie unterteilt?
-Neuronen: Sensorische Neuronen, Interneuronen, Motoneuronen
-Gliazellen:
Zentral: Astrozyten, Oligodendrocyten, Mikroglia
Peripher: Schwann Zellen
Worin liegt die treibende Kraft des Ruhemembranpotentials?
Elektroosmotische Kraft von Kalium Ionen (+ deren Aufrechterhaltung durch Na/Ka Pumpe)
Was beschreibt die Nernst-Gleichung?
Das elektrochemische Gleichgewichtspotential für Ionen
Welches Potential erzeugt ein einwertiges Kation mit 10/1 Innen/Außen?
Ein einwertiges Kation mit 10 Innen / 1 Außen bei 37 Grad erzeugt -61 mV Innen
Bei 37 Grad (log10=1)
Was bewirken die Zeit-/ Längskonstanten der Zellmembran?
Zeit-K. [ms]: Tiefpasswirkung verstärkt die zeitliche Summation
Längs-K. [mm]: Beeinflusst die passive Entfernungsausbreitung
Zusammen bestimmen sie die passiven Übertragungseigenschaften von Neuronen, d.h. die zeitliche und räumliche Summation elektrischer Signale
Welches sind die Phasen eines Aktionspotentials - welche Ionenströme liegen diesen zugrunde?
Phasen: Depolarisation, Overshoot, Repolarisation, Hyperpolarisation
Ionenströme: Natrium Einstrom und verzögerter Kalium Ausstrom über spannungsgesteuerte Ionenkanäle
Was bedingt die absolute / relative Refraktärphase?
Absolut: die komplette Inaktivierung der spannungsgesteuerten Na+ Kanäle
Relativ: die nur teilweise Aktivierbarkeit der spannungsgesteuerten Na+ Kanäle
Wie funktionieren einen elektrische/chemische Synapse?
Elektrisch: Ladungsverschiebung über Gap-junctions (bidirektional)
Chemisch: AP, Calcium-Einstrom, Exocytose von Neurotransmitter, Bindung an postsynaptische Rezeptoren, Ionenkanäle, Postsynaptisches Potential (unidirektional)
Was ist ein EPSP / IPSP?
EPSP: Exzitatorisches postsynaptisches Potential (Erhöhung Na+ und K+ Leitfähigkeit)
-> exzitatorische Synapse
IPSP: Inhibitorisches postsynaptisches Potential (Erhöhung Cl- und K+ Leitfähigkeit)
-> inhibitorische Synapse
Was versteht man unter konvergenter/ divergenter Verschaltung?
Konvergent: viele präsynaptische Neuronen auf ein postsynaptisches Neuron
->Funktion: Verbesserung des Signal/Rausch Verhältnisses
Divergent: ein präsynaptisches Neuron auf viele postsynaptische Neuronen
->Funktion: z.B. parallele Informationsverarbeitung, Redundanz von Informationskanälen
Wie ist der Adäquate Reiz definiert?
Reiz-Energieform, an die die Sinneszelle angepasst ist und bereits bei extrem niedriger Reizamplitude reagiert
Was ist eine primäre/sekundäre Sinneszelle?
Primäre SZ: Sinneszelle (Neuron) mit eigenem Axon (Geruchsrezeptorzelle)
Sekundäre SZ: i.d. Regel umgewandelte Epithelzelle ohne Axon (Haarsinneszellen, Geschmacksrezeptorzelle)
Was ist eine Sinnesnervenzelle?
Sinneszelle (neuronal) mit eigenem Axon + in Tiefe verlagertem Soma (Hautrezeptoren, z.B Druck, Tast, Thermo, Schmerz)
Was versteht man unter Transduktion / Transformation?
Transduktion: Umwandlung der Reizenergie in Rezeptorpotentialamplitude (Intensität wird über die Amplitude kodiert = amplitudenmoduliert)
Transformation: Umwandlung des Rezeptorpotentials in eine Sequenz (Frequenz) von Aktionspotentialen (über die AP Frequenz kodiert = frequenzmoduliert)
Wie reagiert eine phasische (D-Typ) / tonische (P-Typ) Rezeptorzelle?
Phasisch: reagiert nur auf Reizänderung bzw. Reizänderungsgeschwindigkeit = D-Typ für Differentialrezeptor (schnell adaptierend)
Tonisch: reagiert über die gesamte Reizdauer mit reizproportionaler Amplitude bzw. AP-Frequenz = P-Typ für Proportionalrezeptor (langsam adaptierend)
Warum besitzen Exterorrezeptoren i.d. Regel logarithmische Kennlinien?
Um einen größeren Intensitätsbereich abzudecken, bzw. zur Vergrößerung des Dynamikbereiches der Rezeptorzelle
Was versteht man unter der Reizänderungsschwelle, und in welcher Beziehung steht sie zur Ausgangsintensität?
Reizänderungsschwelle = die Intensitätsänderung, die bei einer gegebenen Ausgangsintensität gerade eben wahrgenommen wird
Die Reizänderungsschwelle ist immer ein konstanter Bruchteil der Ausgangsintensität (Weber’sches Gesetz)
Woraus besteht der dioptrische Apparat des Säugerauges?
Kornea, Augenkammer (vordere + hintere), Irisblende, Linse, Glaskörper
Funktion: System von Sammellinsen erzeugt ein verkleinertes Bild auf der Retina
Beschreiben Sie den Transduktionsprozess in Photorezeptoren von Säugern
Rhopsin + Licht -> Metarhodopsin II -> 11-cis zu all-trans Retinal Abspaltung -> Transducin (G-Protein) -> Phosphodiesterase -> cGMP - 5’GMP - GDP - GTP -> Schließung des Na+ Kanals -> Hyperpolarisation -> Verminderung der Transmitterfreisetzung
Was ist der Dunkelstrom an den Wirbeltier-Photorezeptoren?
Der Dunkelstrom ist der permanente Einstrom (Depolarisation) der Photorezeptoren durch die im Dunkeln (über cGMP) geöffneten Natriumkanäle inkl. Rücktransport nach Außen über die Natrium-Kalium-ATPase
Welches sind die zellulären Komponenten der Säugetierretina?
Photorezeptorzellen (Stäbchen, Zapfen), Horizontalzellen, Bipolarzellen, Amakrinzellen, Ganglienzellen, Müller’sche Stützzellen
Welche Funktion haben Basalzellen im Riechepithel von Wirbeltieren?
Sie ersetzen zeitlebens abgestorbene primäre olfaktorische Rezeptorzellen, deren Axone regenerieren und wieder in die Gomeruli des Bulbus olfactorius einwachsen
Wie erfolgt die olfaktorische Transduktion?
Bindung an olfaktorische Rezeptorproteine in den Cilien der olfaktorischen Rezeptorzellen (7 TMD Rezeptoren), G-Protein, Adenylatcyclase, cAMP, Aktivierung von Kationenkanälen, Einstrom von Natrium und Calcium, Depolarisation, AP
Was sind olfaktorische Glomeruli?
Gomeruli sind kugelförmige Synapsenregionen in den primären olfaktorischen Zentren (Bulbus olfactorius bei Säugern, Antennallobus bei Insekten), in denen Axone olfaktorischer Rezeptorzellen auf olfaktorische Interneuronen konvergent verschaltet werden. Glomeruli bilden Funktionseinheiten bei der Duftverarbeitung. Jeder Duft erzeugt ein spezifisches räumlichen Aktivierungsmuster von Glomeruli (Kombinatorik)
Wie werden Zucker und Kochsalz gustatorisch transduziert?
Zucker: Zuckerrezeptor, G-Protein, Adenylcyclase, Proteinkinase, Phosphorylierung des Kalium Kanals, Inhibition des Kalium Ausstroms -> Depolarisation
NaCl: Natrium Einstrom durch Amilorid Kanal, Depolarisation
Was ist das Ortsprinzip der Frequenabbildung in der Cochlea?
Mechanische Eigenschaften der Wanderwelle und der Basilarmembran führen dazu, dass Höhe Frequenzen am Eingang (nahe ovales Fenster), tiefe Frequenzen tiefer im Inneren der Cochlea (nahe Helikotrema) ihr Amplitudenmaximum haben, dort verstärkt werden durch Lokalresonanz in äußeren Haarzellen und schließlich von inneren Haarzellen rezipiert (d.h. transduziert) werden
Wie erfolgt die akustische Transduktion an den inneren Haarsinneszellen?
Durch Tip-Links und mechanisch gesteuerte Ionenkanäle der Cilien erfolgt Einstrom von vor allem Kalium (statt Natrium) aufgrund der besonderen Zusammensetzung der Endolymphe und des hohen cochleären Bestandspotentials. Die resultierende Depolarisation verursacht Freisetzung von Neurotransmitter an den Haarsinneszellen (=sekundäre Sinneszelle)
Welches sind die für das Richtungshören wichtigen Schallparameter?
Intensitäts- und Laufzeitdifferenz
Welche Wellenlänge hat ein Ton bei einer Frequenz von 100 Hz (in Luft?)
Bei einer Schallausbreitungsgeschwindigkeit von 343 m/s (25Grad): 3,43 m
Welchen Nutzen ziehen Fledermäuse bei der Beuteortung aus dem Doppler-Effekt?
Ermittlung der relativen Fluggeschwindigkeit sowie Begegnung der Beute (z.B. Flügelflattern)
Wie funktioniert die elektromechanische Kopplung?
Transmitter (Ach) - Rezeptor - EPSP (exzitatorisches postsynaptisches Potential) - Muskel AP - T-Tubuli - Öffnung der Ryanodin-Calcium-Kanäle im Sarkoplamatischen Retikulum - Erhöhung von intrazellulärem Calcium
Was ist die Rolle von Calcium im molekularen Mechanismus der Kontraktion?
Triggerung der Interaktion Myosin/ Aktion durch Anlagerung an Troponin und Konformationsänderung Tropomysin/ f-Aktin
-> Freigabe der Myosin-Bindungsstelle am f-Aktin
Welches Kreislaufsystem besitzen Insekten, welches Säugetiere?
Insekten: offenes Kreislaufsystem mit dorsalem röhrenförmigen Herz mit Ostien
Vertebraten: geschlossenes Kreislaufsystem mit ventralem 4-kammerigem Herz
Woraus besteht das Erregungsleitungssystem des Sängerherzens, welche Funktion hat es?
Komponenten: Sinusknoten (primärere Schrittmacher), AV Knoten, His Bündel, Purkinje-Fasern, Arbeitmyokard (lange AP Dauer!)
Funktion: Koordinierte räumlich/zeitliche Kontraktionsabfolge des Myokards
Was ist ein Schrittmacherpotential?
Die “automatische” Depolarisation mittels hyperpolarisationsaktivierter Kationenkanäle, wodurch rhythmisch und autonom Aktionspotentiale ausgelöst werden
Welches sind die Transmittersysteme im vegetativen Nervensystem von Vertebraten?
Sympathikus: präganglionär Acetylcholin (nikotinerg, ionotrop)
postganglionär Noradrenalin (ionotrop, metabotrop)
Parasympathikus: präganglionär Acetylcholin (nikotinerg, ionotrop)
postganglionär Acetylcholin (muskarinerg, metabotrop)
Wodurch wird die antagonistische Wirkung von Sympathikus und Parasympathikus vermittelt?
Durch spezifische Rezeptoren und deren antagonistisch wirkende second-messenger Kaskaden
Was versteht man unter isometrischer/ isotonischer Kontraktion?
Isometrisch: Erhöhte Muskelspannung (Kraft) bei gleicher Muskellänge = Halten
Isotonisch: gleiche Muskelspannung (Kraft) bei Verkürzung der Muskellänge = Heben
-> meist auxotone Kontraktion durch Skelettelemente + Vordehnung
Nennen Sie drei Mechanismen zur Regulation der Muskelkraft
1) Vordehnung der Muskelfasern
2) Rekrutierung motorischer Einheiten
3) AP Frequenz: Summation, Tetanus -> Summation der intraz. Calciumkonzentration
Beschreiben Sie die sensorischen und neuronalen Komponenten des Patellarsehnenreflexes. Wozu dient diese Reflex?
a) Muskelspindelrezeptoren intrafusaler Muskelfasern - la Afferenzen - alpha Motoneuron + Axon-Kollaterale auf inhibitorisches Interneuron des Flexormotoneurons - motorische Endplatte - Muskelkontraktion des Streckmuskels, Hemmung des Beugers (Antagonistenhemmung)
b) Als Antischwerkraft-Reflex
Wie wirken Peptidhormone/Steroidhormone?
Peptidhormone: Frei im Blutkreislauf, membranständiger Hormonrezeptor, G-Protein, second-messenger, intrazelluläre Wirkung
Steroidhormone: Blutkreislauf (Bindung an Transportprotein), Diffusion über Zellmembran (lipophil), Bindung an intrazellulären Rezeptor, Zellkern, Genexpression, Zellwirkung
Welches sind die übergeordneten Steuerzentren des Hormonsystems bei Vertebraten?
Hypothalamus/Hypophysensystem (Neuro- und Adenohypophyse)
Neurohypophyse = Neurohämalorgan (Speicherung von Neurosekreten)
Adenohypophyse = übergeordnete Hormondrüse (Synthese und Speicherung von Hormonen)
Zählen Sie drei morphologische/physiologische Anpassungen in der Fischkieme auf, die die Sauerstoffaufnahme (=Sauerstoffdiffusionsrate) erhöhen
- unidirektionelle Fließrichtung des Atemmediums (Durchströmungsatmung)
- große respiratorische Oberfläche
- Gegenstromprinzip
