Tierphys

Question 1

Welches sind die zellulären Komponenten des Nervensystems und wie sind sie unterteilt?

Answer 1

-Neuronen: Sensorische Neuronen, Interneuronen, Motoneuronen

-Gliazellen:
Zentral: Astrozyten, Oligodendrocyten, Mikroglia
Peripher: Schwann Zellen

Question 2

Worin liegt die treibende Kraft des Ruhemembranpotentials?

Answer 2

Elektroosmotische Kraft von Kalium Ionen (+ deren Aufrechterhaltung durch Na/Ka Pumpe)

Question 3

Was beschreibt die Nernst-Gleichung?

Answer 3

Das elektrochemische Gleichgewichtspotential für Ionen

Question 4

Welches Potential erzeugt ein einwertiges Kation mit 10/1 Innen/Außen?

Answer 4

Ein einwertiges Kation mit 10 Innen / 1 Außen bei 37 Grad erzeugt -61 mV Innen

Bei 37 Grad (log10=1)

Question 5

Was bewirken die Zeit-/ Längskonstanten der Zellmembran?

Answer 5

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

Question 6

Welches sind die Phasen eines Aktionspotentials - welche Ionenströme liegen diesen zugrunde?

Answer 6

Phasen: Depolarisation, Overshoot, Repolarisation, Hyperpolarisation

Ionenströme: Natrium Einstrom und verzögerter Kalium Ausstrom über spannungsgesteuerte Ionenkanäle

Question 7

Was bedingt die absolute / relative Refraktärphase?

Answer 7

Absolut: die komplette Inaktivierung der spannungsgesteuerten Na+ Kanäle

Relativ: die nur teilweise Aktivierbarkeit der spannungsgesteuerten Na+ Kanäle

Question 8

Wie funktionieren einen elektrische/chemische Synapse?

Answer 8

Elektrisch: Ladungsverschiebung über Gap-junctions (bidirektional)

Chemisch: AP, Calcium-Einstrom, Exocytose von Neurotransmitter, Bindung an postsynaptische Rezeptoren, Ionenkanäle, Postsynaptisches Potential (unidirektional)

Question 9

Was ist ein EPSP / IPSP?

Answer 9

EPSP: Exzitatorisches postsynaptisches Potential (Erhöhung Na+ und K+ Leitfähigkeit)
-> exzitatorische Synapse

IPSP: Inhibitorisches postsynaptisches Potential (Erhöhung Cl- und K+ Leitfähigkeit)
-> inhibitorische Synapse

Question 10

Was versteht man unter konvergenter/ divergenter Verschaltung?

Answer 10

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

Question 11

Wie ist der Adäquate Reiz definiert?

Answer 11

Reiz-Energieform, an die die Sinneszelle angepasst ist und bereits bei extrem niedriger Reizamplitude reagiert

Question 12

Was ist eine primäre/sekundäre Sinneszelle?

Answer 12

Primäre SZ: Sinneszelle (Neuron) mit eigenem Axon (Geruchsrezeptorzelle)

Sekundäre SZ: i.d. Regel umgewandelte Epithelzelle ohne Axon (Haarsinneszellen, Geschmacksrezeptorzelle)

Question 13

Was ist eine Sinnesnervenzelle?

Answer 13

Sinneszelle (neuronal) mit eigenem Axon + in Tiefe verlagertem Soma (Hautrezeptoren, z.B Druck, Tast, Thermo, Schmerz)

Question 14

Was versteht man unter Transduktion / Transformation?

Answer 14

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)

Question 15

Wie reagiert eine phasische (D-Typ) / tonische (P-Typ) Rezeptorzelle?

Answer 15

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)

Question 16

Warum besitzen Exterorrezeptoren i.d. Regel logarithmische Kennlinien?

Answer 16

Um einen größeren Intensitätsbereich abzudecken, bzw. zur Vergrößerung des Dynamikbereiches der Rezeptorzelle

Question 17

Was versteht man unter der Reizänderungsschwelle, und in welcher Beziehung steht sie zur Ausgangsintensität?

Answer 17

Reizänderungsschwelle = die Intensitätsänderung, die bei einer gegebenen Ausgangsintensität gerade eben wahrgenommen wird

Die Reizänderungsschwelle ist immer ein konstanter Bruchteil der Ausgangsintensität (Weber’sches Gesetz)

Question 18

Woraus besteht der dioptrische Apparat des Säugerauges?

Answer 18

Kornea, Augenkammer (vordere + hintere), Irisblende, Linse, Glaskörper

Funktion: System von Sammellinsen erzeugt ein verkleinertes Bild auf der Retina

Question 19

Beschreiben Sie den Transduktionsprozess in Photorezeptoren von Säugern

Answer 19

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

Question 20

Was ist der Dunkelstrom an den Wirbeltier-Photorezeptoren?

Answer 20

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

Question 21

Welches sind die zellulären Komponenten der Säugetierretina?

Answer 21

Photorezeptorzellen (Stäbchen, Zapfen), Horizontalzellen, Bipolarzellen, Amakrinzellen, Ganglienzellen, Müller’sche Stützzellen

Question 22

Welche Funktion haben Basalzellen im Riechepithel von Wirbeltieren?

Answer 22

Sie ersetzen zeitlebens abgestorbene primäre olfaktorische Rezeptorzellen, deren Axone regenerieren und wieder in die Gomeruli des Bulbus olfactorius einwachsen

Question 23

Wie erfolgt die olfaktorische Transduktion?

Answer 23

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

Question 24

Was sind olfaktorische Glomeruli?

Answer 24

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)

Question 25

Wie werden Zucker und Kochsalz gustatorisch transduziert?

Answer 25

Zucker: Zuckerrezeptor, G-Protein, Adenylcyclase, Proteinkinase, Phosphorylierung des Kalium Kanals, Inhibition des Kalium Ausstroms -> Depolarisation

NaCl: Natrium Einstrom durch Amilorid Kanal, Depolarisation

Question 26

Was ist das Ortsprinzip der Frequenabbildung in der Cochlea?

Answer 26

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

Question 27

Wie erfolgt die akustische Transduktion an den inneren Haarsinneszellen?

Answer 27

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)

Question 28

Welches sind die für das Richtungshören wichtigen Schallparameter?

Answer 28

Intensitäts- und Laufzeitdifferenz

Question 29

Welche Wellenlänge hat ein Ton bei einer Frequenz von 100 Hz (in Luft?)

Answer 29

Bei einer Schallausbreitungsgeschwindigkeit von 343 m/s (25Grad): 3,43 m

Question 30

Welchen Nutzen ziehen Fledermäuse bei der Beuteortung aus dem Doppler-Effekt?

Answer 30

Ermittlung der relativen Fluggeschwindigkeit sowie Begegnung der Beute (z.B. Flügelflattern)

Question 31

Wie funktioniert die elektromechanische Kopplung?

Answer 31

Transmitter (Ach) - Rezeptor - EPSP (exzitatorisches postsynaptisches Potential) - Muskel AP - T-Tubuli - Öffnung der Ryanodin-Calcium-Kanäle im Sarkoplamatischen Retikulum - Erhöhung von intrazellulärem Calcium

Question 32

Was ist die Rolle von Calcium im molekularen Mechanismus der Kontraktion?

Answer 32

Triggerung der Interaktion Myosin/ Aktion durch Anlagerung an Troponin und Konformationsänderung Tropomysin/ f-Aktin
-> Freigabe der Myosin-Bindungsstelle am f-Aktin

Question 33

Welches Kreislaufsystem besitzen Insekten, welches Säugetiere?

Answer 33

Insekten: offenes Kreislaufsystem mit dorsalem röhrenförmigen Herz mit Ostien

Vertebraten: geschlossenes Kreislaufsystem mit ventralem 4-kammerigem Herz

Question 34

Woraus besteht das Erregungsleitungssystem des Sängerherzens, welche Funktion hat es?

Answer 34

Komponenten: Sinusknoten (primärere Schrittmacher), AV Knoten, His Bündel, Purkinje-Fasern, Arbeitmyokard (lange AP Dauer!)

Funktion: Koordinierte räumlich/zeitliche Kontraktionsabfolge des Myokards

Question 35

Was ist ein Schrittmacherpotential?

Answer 35

Die “automatische” Depolarisation mittels hyperpolarisationsaktivierter Kationenkanäle, wodurch rhythmisch und autonom Aktionspotentiale ausgelöst werden

Question 36

Welches sind die Transmittersysteme im vegetativen Nervensystem von Vertebraten?

Answer 36

Sympathikus: präganglionär Acetylcholin (nikotinerg, ionotrop)
postganglionär Noradrenalin (ionotrop, metabotrop)

Parasympathikus: präganglionär Acetylcholin (nikotinerg, ionotrop)
postganglionär Acetylcholin (muskarinerg, metabotrop)

Question 37

Wodurch wird die antagonistische Wirkung von Sympathikus und Parasympathikus vermittelt?

Answer 37

Durch spezifische Rezeptoren und deren antagonistisch wirkende second-messenger Kaskaden

Question 38

Was versteht man unter isometrischer/ isotonischer Kontraktion?

Answer 38

Isometrisch: Erhöhte Muskelspannung (Kraft) bei gleicher Muskellänge = Halten

Isotonisch: gleiche Muskelspannung (Kraft) bei Verkürzung der Muskellänge = Heben

-> meist auxotone Kontraktion durch Skelettelemente + Vordehnung

Question 39

Nennen Sie drei Mechanismen zur Regulation der Muskelkraft

Answer 39

1) Vordehnung der Muskelfasern
2) Rekrutierung motorischer Einheiten
3) AP Frequenz: Summation, Tetanus -> Summation der intraz. Calciumkonzentration

Question 40

Beschreiben Sie die sensorischen und neuronalen Komponenten des Patellarsehnenreflexes. Wozu dient diese Reflex?

Answer 40

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

Question 41

Wie wirken Peptidhormone/Steroidhormone?

Answer 41

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

Question 42

Welches sind die übergeordneten Steuerzentren des Hormonsystems bei Vertebraten?

Answer 42

Hypothalamus/Hypophysensystem (Neuro- und Adenohypophyse)
Neurohypophyse = Neurohämalorgan (Speicherung von Neurosekreten)
Adenohypophyse = übergeordnete Hormondrüse (Synthese und Speicherung von Hormonen)

Question 43

Zählen Sie drei morphologische/physiologische Anpassungen in der Fischkieme auf, die die Sauerstoffaufnahme (=Sauerstoffdiffusionsrate) erhöhen

Answer 43

• unidirektionelle Fließrichtung des Atemmediums (Durchströmungsatmung)
• große respiratorische Oberfläche
• Gegenstromprinzip