Tierphysiologie Flashcards
Beschreiben Sie die Funktionen der gamma-Motor-Neurone!
Gamma Motorneurone sind eine spezielle Form von Motorneuronen, welche efferente Signale, also vom Nervensystem weg, hin zur Muskulatur leiten, um diese zu kontrahieren und so verschiedenen Bewegungen einzuleiten.
Beschreiben Sie die Öffnungsmechanismen des NMDA-Kanals
Der NMDA Kanal ist Glutamat gesteuert (Transmitter). Der Kanal ist in der geschlossenen Phase mit einem MG2+ blockiert. Erst bei deutlicher Depolarisierung wird die MG2+ Blockade überwunden und CA2+ strömt in die Zelle ein. Es muss also präsynaptisch Glutamat als Transmitter freigesetzt werden und postsynaptisch muss eine Depolarisierung vorliegen, um das MG2+ zu beseitigen.
Was ist eine Amnesie, welche Hirnschäden verursachen eine Amnesie?
Amnesie ist der Gedächtnisverlust. Oft wird das Kurzzeitgedächtnis geschädigt. Veratnwortlich dafür ist eine Schädigung des Hippocampus (siehe Fall Patient H.M.)
Unterschied von Schmerzen und Tastsinn?
Der Tastsinn ist die Empfindung für Berührung, Druck, Vibration, Temperatur und Schmerz. Diese werden durch Rezeptoren in der Haut aufgenommen. Ein Aktionspotential ist immer gleich stark. Nur die Frequenz entscheidet über die Intensität des Reizes. Ein Schlag kann eine hohe Frequenz von APs erzeugen, was wir als Schmerz empfinden. Auch gibt es für Schmerzen eigene Rezeptoren (Schmerzrezeptoren = Nozizeptoren).
Wofür ist der Snare-Komplex wichtig?!!!
Der Snare-Komplex ist eine Gruppe membranständiger Proteinen, welche in der Zelle die Fusion von Vesikeln mit der Zellmembran koordinieren! Wichtig bei Transmitterfreisetzung in den synaptischen Spalt.
Erklären Sie den Begriff Kennlinie + graphische Darstellung
Aus Hennigs Katalog lernen!
Unterschied zwischen ionotrop und metatrop?
Ionotrope Rezeptoren:
- sind ligandengesteuerte Ionenkanäle, die durch Öffnen direkt und relativ schnell die Ausbildung eines exzitatorischen oder inhibitorischen Potential an der postsynaptischen Membran wirken
Metatrope Rezeptoren:
- ändern ligandengesteuert ihre Konformation und setzten so eine an G-Proteine gekoppelte second messanger Kaskade in Gang
Skizzieren sie die molekularen Mechanismen, die die Eigenschaften des spannungsabhängigen Natriumkanals bestimmen
die mittlere von 5 Untereinheiten ist positiv geladen und bewirkt durch Lageveränderung ein
Öffnen des Kanals in Abhängigkeit der Membranspannung (Zustände offen und geschlossen)
→ die Inaktivierung (dritter möglicher Zustand) erfolgt entsprechend dem Ball and Chain Modell → nach dem Öffnen beginnt eine Kugelstruktur ähnlich einem Stöpsel, den Kanal wieder zu verschließen
Welche Methoden können zur Charakterisierung von Ionenkanälen genutzt werden?
→ pharmakologisch mittelsToxinen
→ molekulare Analyse mittels Röntgen-Kristallografie
→ Untersuchung der Expression bei Gen-Mutation
→ elektrisch mittels Einzelkanalableitung per Mikropipette (patch clamp)
→ im weiteren Sinne auch elektrisch mit intra- oder extrazellulärer Ganzzellableitung (Elektrode,
scharfe Mikroelektrode, Mikropipette) → zeigt jedoch nur Summe der Kanalströme
Welche sind die elektrischen Eigenschaften des Lipid-Bilayers?
→ großer Widerstand
→ Kondensatoreigenschaften → große Kapazität
→ bei Ruhepotential von -70mV große Feldstärke auf kurzer Distanz
→ Membraneigenschaften können als Ersatzschaltbilder abgebildet werden: Hochpass/Tiefpass
Welche Mechanismen terminieren das Aktionspotential?
→ Inaktivierung der Natriumkanäle
→ spannungsabhängiges Öffnen der Kaliumkanäle → zeitverzögertes Gleichrichten
Was ist HERG und wie ergibt sich die klinische Relevanz des Gens?
→ human ether-a-go-go related gene (zuerst an Drosophila entdeckt)
→ Kaliumkanal, ist beim Menschen an Repolarisation des Herzmuskel-Aktionspotential beteiligt
→ bei Fehlfunktion Häufung von Kammerflimmern
→ viele Substanzen können mit HERG interagieren und müssen daraufhin untersucht werden
Wie können elektrische Messungen einzelner Kanäle durchgeführt werden?
→ Einzelkanalableitung per Mikropipette (patch clamp)
→ Messpipette muss dicht anliegen (Giga-Ohm-Seal) → Silikatglas schließt am besten
→ Membran muss sauber sein, Durchführung im Faradayschen Käfig (gegen Rauschen)
Welche Eigenschaften leiten sich aus der Kristallstruktur des bakteriellen Kaliumkanals ab?
→ die Kanalpore bildet einen Selektivitätsfilter, der genau auf die Größe des hydratisierten
Kaliumions abgestimmt ist (keine Interaktion mit kleinerer Natrium-Hydrathülle und zu geringe Abmessungen für größere Ionen)
→ der Kanal beinhaltet drei Kaliumionen, die sich durch Abstoßung gegenseitig hindurchschieben → kurze Verweildauer
→ es handelt sich um eine wässrige Pore → Ionen passieren besser durch wässriges Milieu → 2003 MacKinnon Nobelpreis
Welche Messverfahren für intrazelluläre Potentiale kennen sie?
→ Ganzzellmessung mittels Mikropipette (jedoch mit Dialyse der Zelle)
→ scharfe Mikroelektrode (wird in die Membran gerammt)
Worauf bezieht sich der Name Patch Clamp?
→ Einzelkanalableitung mittels Mikropipette
→ Ableitung zeigt stochastisches Verhalten (sofern korrekt an nur einem Kanal durchgeführt) → muss dicht anliegen → Giga-Ohm-Seal
→ bei Ganzzellableitungen mittels Mikropipette wird jedoch nicht von patch-clamp gesprochen
Wie ergeben sich die Tiefpass-Antworteigenschaften der Nervenzellmembran?
→ parallel geschaltete kapazative und Widerstandseigenschaften
Wie kann die Aktionspotential-Ausbreitung im Axon beschleunigt werden?
→ geringerer Längswiderstand durch dickere Axone
→ reduzieren der Kapazität durch Isolierung in Form von Myelinsierung (entspricht größerer Entfernung der Kondensatorplatten)
Was besagt Cajals Neuronentheorie?
→ das Gehirn besteht aus diskreten Recheneinheiten (einzeln, autonom, physisch getrennt), die untereinander über chemische Synapsen in Verbindung stehen
→ entspricht Befund der Golgi-Färbung, Nobelpreis 1906 Golgi und Cajal
→ dem entgegen stand die Theorie vom Gehirn als Syncytium (Reticulartheorie), die von einer rein elektrischen Verarbeitung ausgeht
Welche anatomischen Befunde stützen die Neuronentheorie?
→ entspricht Befund der Golgi-Färbung, einer Silbernitratfärbung, die nur 1-2% der Zellen, diese aber vollständig anfärbt → diskrete Einheiten (Neurone) können dargestellt werden
→ Kommunikation über chemische Synapsen durch Sherrington aufgedeckt (Nobelpreis 1932)
→ heute ist die Struktur der Synapse inklusive der präsynaptischen Vesikel (enthalten
Transmitter) elektronenmikroskopisch darstellbar und auch die Struktur und Funktion des an der
Transmitterfreisetzung beteiligten SNARE-Komplexes aufgeklärt
→ tatsächlich können im Nervensystem aber auch elektrische Synapsen gefunden werden
Wie ergibt sich die scharf aufsteigende Flanke der Aktionspotentiale?
→ öffnen des spannungsabhängigen Natriumkanals bewirkt schnellen Einstrom von Natrium, getrieben durch Elektrostatik und Konzentrationsgradienten
→ positive Rückkopplung → weitere Depolarisation nach Einsetzen des Aktionspotentials
Mit welchem elektrischen Schaltbild kann man die elektrischen Eigenschaften von Neuronen darstellen?
→ Tiefpass mit parallel geschalteten kapazitiven und Widerstandseigenschaften
