Vl 14 Neuronale Signaltransduktion I: Neuronen und Synapsen Flashcards
Wie ist ein Neuron aufgebaut? Ergänze die Beschriftung.
Welcher Bestandteil ist zur Signalweiterleitung zwingend erforderlich? Wo wird dieser gebildet?
Myelinscheiden, diese werden durch Schwannsche Zellen (im peripheren NS) oder durch Oligodendrocyten (im ZNS) erzeugt.
Aus wievielen Neuronen und Synapsen besteht das menschliche Gehirn ungefähr?
10 ^11 Neuronen
10^14 Synapsen
Wo sitzen die sogenannten Dornfortsätze? Woraus bestehen sie? Welche Art von Rezeptoren enthalten sie?
An den Dendriten
Spines (Dornfortsätze) entstehen aus F-Aktin und enthalten viele Glutamat-Rezeptoren.
Chemische Synapsen fungieren als Signalwandler. Sie wandeln einen elektrischen Reiz in ein chemisches Signal um, welches wieder ein elektrisches Signal wird.
Wie läuft dieser Vorgang ab?
- Aktionspotential an der Präsynapse bewirkt die Öffnung spannungsgesteuerter Calciumkanäle
- Vesikelfusion mit der Präsynaptischen Membran
- Neurotransmitter werden ausgeschüttet und in der Postsynapse von Rezeptoren aufgenommen
- Vesikel wird wieder aufgenommen (Recycling)
Der Cyclus der Freisetzung der Neurotransmitter und des Recyclings der Vesikel dauert ca 60 Sekunden.
Wie werden Neurotransmitter im Vesikel importiert und aus der Präsynapse freigesetzt?
Was ermöglicht die Endocytose des Vesikels beim Recycling?
- Unter ATP Verbrauch wird im Vesikel ein Protonengradient aufgebaut.
2.Mit H+/Neurotransmitter-Antiporter Import von Neurotransmitter - Bewegung zur aktiven Zone
- Durch das Aktionspotenzial werden spannungsgesteuerte Ca-Kanäle geöffnet und Calcium strömt in die Präsynapse.
- Vesikel docken an Plasmamembran an durch Calcium sensitive Proteine (Synaptotagmin).
- Durch eine erhöhte cytosolische Calciumkonzentration wird die Exozytose getriggered. Der Calciumsensor ist Synaptotagmin und gibt den Fusionsprozess frei.
- Recycling: Endozytose via Dynamin (GTPase) und Clathrin-umhüllte Vesikel.
Eine Klasse von Neurotransmittern sind die Katecholamine Dopamin, Adrenalin und Noradrenalin. Zeige deren Bildung aus der Aminosäure Tyrosin.
Im ZNS von Säugetieren gibt es über 30 verschiedene Neurotransmitter.
Einige Bespiele sind:
-ATP, Adenosin
-Acetylcholin und Katecholamine
-Neuropeptide (neuroaktive Peptide)
Manche Aminosäuren und deren Derivate wirken auch als Neurotransmitter. Welche sind das?
- Glutamat
- Glycin
- GABA (Gamma-Aminobuttersäure, aus Glutamat)
- Histamin (aus Histidin)
- Serotonin (=5-Hydroxytryptamin, aus Tryptophan)
Neuropeptide werden aus Vorläuferproteinen gebildet und binden fast alle an GPCRs. Ihre Wirkdauer ist meist länger anhaltend, sie modulieren die C-Zellen° im Gehirn und auch in der Peripherie. Sie sind für feine Signalmodulationen zuständig und steuern Lernprozesse, Gedächtnisleistungen und komplexes Verhalten.
Nenne Beispiele für Neuropeptide.
*C-Zellen: Zellen die Calcitonin bilden
siehe karte
Was sind die Unterschiede zwischen klassischen Neurotransmittern und Neuropeptiden?
Neurotransmitter:
* schnelles synaptisches Tranmissionssystem
* 0,5M bis 1M
* effiziente Re-Uptake-Prozesse
* postsynaptische Membran hat ionotrope Rezeptoren (Ionenkanäle)
* geringere Affinität (10-100µM) im Vergleich zu GPCRs bei Neuropeptid-Transmission
Neuropetide:
* -Neuropeptid-Transmission mit veränderter Vesikelstruktur: Dense-Core-Vesikeln
* -Konzentration: 1- 10 mM (max 50mM)
* -kontinurierlicher sekretatorischer Prozess
* -metabotrope Reezeptoren (GPCRs) mit Affinität von 1-10nM
* -dadurch können Neuropeptide über deutlich größere Distanzen wirken
Gap Junctions wirken als elektrische Synapsen. Die Signalübertragung verläuft Verzögerungsfrei aber ist weniger flexibel. Sie wirken bei elektrisch gekoppelten Zellen z.B. im Herzen, in der glatten Muskulatur oder im Nervensystem.
Wie sind Gap Junctions aufgebaut?
Wie werden sie reguliert?
Aufbau: 1Gap Junction= 2 Connexone (Halbkanal), 1 Connexon=6Connexine
* Gap Junctions werden bei stark erhöhten Ca-Konzentrationen (>50µM) oder bei niedrigen pH geschlossen, da dies auf eine Zellschädigung hindeutet. (Isolierung um Schaden auf eine einzelne Zelle zu beschränken.)
* Einige Gap junctions sind spannungsabhängig
* Signalleitung kann durch Phosphorylierung von Connexinen moduliert werden, im cytosolischen Bereich.
Was sind die Unterschiede zwischen elektrischen und chemischen Synapsen in Bezug auf:
-Entfernung
-Übertragung,Verzögerung, Übertragungsrichtung, Kontinuität der Übertragung
-Ultrastruktur
-Modulation des Signals?
Gap Junction vs Neurotransmitter
