ZNS-Glia Flashcards
Warum ist das Gehirn metabolische fragil?
- keine Glykogenreserven
- keine O2-Reserven
- nur 2% der Körpermasse, aber:
- 15% des Herzminutenvolumens
- 20% des gesamten O2-Verbrauchs
- 50% des Glukoseverbrauchs
- 50% der Energie im Hirn wird durch Erhaltung der großen Ionengradienten verbraucht (Na-K-Pumpe)
- Bewusstseinsverlust ca 10s nach Unterbrechung der Blutzufuhr
- irreversible Schäden nach ca. 5 Minuten
Wozu dient der Liquor am Gehirn?
Liquor fungiert als reinigendes Reservoir für die extrazelluläre Flüssigkeit im Hirn
Gewichtsreduktion durch Auftrieb des Hirns (von 1400 auf weniger als 50g)
—> Mechanischer Schutz des ZNS, Stoßabsorption
Woher kommt der Liquor?
Bildung des Liquors in Plexus choroideus in den Ventrikeln (Ependymzellen)
Wohin geht der Liquor?
Drainage in die saggitalen Venen über die Arachnoidalzotten und in Spinalvenen
Wie kommunizieren die Hirnventrikel untereinander?
Laterale Ventrikel kommunizieren mit dem 3. Ventrikel über die Foramina Monroi, der 3. Ventrikel ist über den Aquaeductus Sylvii (mesencephali) mit dem 4. Ventrikel verbunden.
Über das Foramen magendii und die beiden Foraminae Luschkae gelangt der Liquor in den Subarachnoidalraum.
Wie viel Liquor finden wir im inneren und äußeren Liquorraum?
- 30 ml innen
- 120 ml außen
Worüber wird der äußere Liquorraum drainiert?
Der äußere Liquorraum wird drainiert über die Pacchioni-Granulationen in den venösen Sinus der Dura mater
Wo befindet sich der äußere Liquorraum?
Befindet sich zwischen den beiden „weichen“ Hirnhäuten (Pia mater und Arachnoidea) und zirkuliert dort.
Was ist die sog. Glia limitans?
Die Pia mater bedeckt das Hirn und wird vom Hirn durch eine Reihe von Astrozyten abgegrenzt (Glia limitans), die aber KEINE Diffusionsbarriere darstellt, sondern den Austausch mit der extrazellulären Flüssigkeit im Hirn erlaubt.
Was ist die sog. Blut-Liquor-Schranke?
Die Zellen der Arachnoidea (Ependymzellen) sind über Tight junctions mechanisch eng miteinander verbunden und grenzen Liquor und Blut, in den oberhalb liegenden Sinus durae matris, voneinander ab (Blut-Liquor-Schranke)
Wie funktioniert die Absorption des Liquors?
Absorption startet bei einem Druck von ca. 7 cm H2O und steigert sich druckabhängig. Bei Dysfunktion dieser Absorption resultiert Hirndruck, da die Bildung nicht reguliert wird!
Liquor: 0,35 ml/min —> 500 ml/Tag, 150 ml Bestand, also 3x/Tag ausgetauscht
Intrazerebraler Druck ist 10 cm H2O, also größer als in den Venen
Welche Stoffe müssen bspw. Durch die Blut-Liquor-Schranke transportiert werden, weil diese zu dicht ist?
Die von den Ependymzellen gebildete Schranke ist so dicht, dass Vitamine und Spurenelemente, die benötigt werden, transportiert werden müssen.
Beschreibe die Liquorbildung durch die Ependymzellen!
- Natrium wird apikal (Liquor) aktiv herausgepumpt, niedrige intrazelluläre Na-Konzentration treibt basalen Na-Einstrom
- intrazelluläre Chloridakkumulation über basale Seite (extrazellulärer Raum um Kapillare) treibt Sekretion auf apikaler Seite
- Bikarbonatsekretion apikal durch Bikarbonataufnahme an basolateraler Seite
- Chloridkanal lässt Chlorid und Bikarbonat permeieren
- K-Absorption aus dem Liquor (K-Konzentration im Liquor niedriger als im Plasma und auch konstanter)
Was würde bei einer Na-K-Pumpenblockade mit dem Liquor passieren?
Die Liquorbildung wäre gestoppt
Wo ist die Na-K-Pumpe an den Ependymzellen lokalisiert?
Die Na-K-Pumpe ist apikal auf der Liquorseite lokalisiert
Welchen Einfluss hat die Carboanhydrase (CA) auf die Liquorbildung?
Die Hemmung der Carboanhydrase schwächt die Liquorbildung ab, da CA zur Bildung von H+ und HCO3- benötigt wird.
(Kein Austausch mehr mit Chlorid - kein Cl- Einstrom und kein Austausch mit Natrium - kein Na+ Einstrom mehr)
Nenne die wichtigsten Pumpen die an der Liquorbildung durch Ependymzellen beteiligt sind!
- Na-K-ATPase apikal
- Na-H-Austauscher basal
- Cl-HCO3- Austauscher basal
(2. und 3. dienen der NaCl-Aufnahme!!)
- Cl- Sekretion (K-Cl-Symport, Cl-HCO3-Symport) apikal
- Bikarbonataufnahme basal
- Bikarbonatsekretion apikal
- Aquaporine für H2O apikal
- K-Absorption auf dem Liquor (Na-K-ATPase, Na-K-Cl2-Symporter)
Wie unterscheidet sich die Liquorzusammensetzung vom Blutplasma?
K-Konzentration
- Plasma: 4,7 mM
- Liquor: 2,9 mM
Aminosäuren
- Plasma: 2,6 mM
- Liquor: 0,7 mM
Proteine
- Plasma: 70 mg/L
- Liquor: 0,003 g/L
LIQUOR IST KEIN ULTRAFILTRAT DES PLASMAS!
Warum haben wir im Liquor eine geringere K-, Aminosäuren- und Proteinkonzentration als im Blutplasma?
Schutz der Neurone vor Schwankungen des umgebenden Milieus
- Aminosäurekonzentrationen ändern sich bei Mahlzeiten
—> Aminosäuren als Neurotransmitter! - Anstieg der Kalium-Konzentration im Blut bei körperlicher Aktivität
—> Depolarisation in Ruhe und evtl. Spontanaktivität - Protonenkonzentration variabel bei körperlicher Aktivität
—> pH-Wert Änderung beeinträchtigt neuromantisch Funktion
Welche Ausnahmen gibt es für die Blut-Hirn-Schranke am Kapillarendothel?
Ausnahmen: Plexus choroideus und circumventrikuläre Organe mit fenestriertem Endothel in Kapillaren
- am Plexus choroideus wird die Schranke von Ependymzellen des Plexus gebildet
- sonst: Schrankenkontrolle durch spezialisierte Epithelzellen
- Neurone innerhalb dieser Organe haben direkten Kontakt zum Blut
—> Chemorezeption, Hormonwirkung und -Sekretion, Osmolalitätsmessung, usw.
Ist die Blut-Hirn-Schranke oder die Blut-Liquor-Schranke dichter?
Insgesamt ist die Blut-Hirn-Schranke dichter als die Blut-Liquor-Schranke
Die Blut-Hirn-Schranke wird gebildet vom Kapillarendothel
Die Blut-Liquor-Schranke wird von den Ependymzellen bzw. Epithelzellen gebildet.
Welche zirkumventrikulären Organe gibt es?
Hypophyse: Melatoninsekretion
OVLT (Organum vasculosum der Lamina terminalis): Messung der Plasmaosmolarität und Signale zur Temperatursteuerung
Hypophysenhinterlappen: Hormonsekretion (Oxytozin, ADH), Aufnahme ins Blut
Eminentia mediana: Hypophysenstiel, Aufnahme der Releasing-Hormone aus dem Hypothalamus ins Blut und Übertragung zum HVL
Area postrema: Brechzentrum, Chemorezeptoren, Toxindeketion im Plasma
Warum gibt es im Kapillarendothel viele Mitochondrien?
Hohe Dichte an Mitochondrien ist Ausdruck der Transportaktivität (Na-K-Pumpe)
Wenn Tight Junctions den parazellulären Weg verschließen, bleibt nur der transzelluläre Weg, der genau kontrolliert werden kann
Hirnendothel: keine Transzytose, dicke Basalmembran, umgeben von Astrozyten mit ihren Fortsätzen
Wann sind Stoffe gut liquorgängig (Permeation über Blut-Hirn-Schranke)?
Stoffe sind gut liquorgängig, wenn sie
- lipidlöslich
- ungeladen
- nicht Proteingebunden sind
Bsp. O2, CO2, H2O (Aquaporine)
Oder Ethanol, Coffein, Nikotin, Heroin, Methadon
Metabolische Schranke durch abbauende Enzyme: Peptidasen, saure Hydrolasen, Monoaminooxidase (Abbau von Dopamin, Noradrenalin)
Transporter für wichtige Stoffe: Glucose, Aminosäuren (neutraler Aminosäuretransporter: L-Dopa)
Welche Funktionen haben Gliazellen?
- Energiebereitstellung (Laktat)
- Regulation der extrazellulären Kaliumkonzentration
- Aufnahme der Neurotransmitter und Bereitstellung (Vorstufen)
- Trophische Funktion
- Regulation der Durchblutung
- Bildung der Myelinscheiden
- Produktion des Liquors (Epithelzellen des Plexus)
Was für eine lebenswichtige Funktion haben die Astrozyten, neben der Ummantelung der Kapillaren im Gehirn?
Astrozyten fungieren auch als Glykogenspeicher und können es metabolisieren
ABER NUR FÜR 5-10 Minuten!!!!!!
Wie wirkt sich neuronale Aktivität auf die extrazelluläre K-Konzentration aus?
Neuronale Aktivität erhöht die extrazelluläre K-Konzentration
