Alternativer Bildtext:

Querverbindung auf der Ebene der Sehzellen -dienen zur Kontrastverstärkung (laterale Inhibition) STÄBCHEN - spezialisierte Sinneszellen (Fotorezeptoren) in der Netzhaut - dienen dem skoptischen Sehen bei geringer Helligkeit & Nachtsehen → ermöglichen die Hell-bunkel-Wahrnehmung Aufbau: synaptische Endigungen J ZAPFEN Vesikel Zellkern synaptische Endigungen Innenglied Vesikel THE Zellkern Mitochondrien THE Dictyosomen Innenglied spezialisierte Sinneszellen (Fotorezeptoren) in der Netzhaut - dienen dem photopischen Sehen bei Tageslicht → ermöglichen die Farbwahrnehmung Aufbau: m www Kanal Dictyosomen WWW Disks Mitochondrien Außenglied JOO Disks Außenglied STÄBCHEN & ZAPFEN IM VERGLEICH Vorkommen Anzahl Form Funktion Rezeptortypen höchste Lichtempfindlichkeit geringe Lichtintensität Sehfarbstoffe -Rhodopsin hohe Lichtintensität Stäbchen - Netzhaut - in der Peripherie / im Bereich um den gelben Fleck Wellenlängenbereich 400-700nm Regenerationszeit - ca. 100-125 Millionen - länglich - Sehen bei Dämmerung & Dunkelheit - nur ein Typus von Stäbchen - ca. bei 500nm reagieren auf Leichte Lichtreize → ein Photon genügt für eine Reaktion - - völlig ausgebleicht/ geblendet - nehmen keine Lichtrei - ze war sind Tagblind" (1) - Netzhaut - vor allem im gelben Fleck (der Sehgrube) - - etwa 5-7 Millionen Zapfen - im Vergleich kürzer - Farbensehen bzw. Se- hen am Tag Blaurezeptoren (13-Zapfen) - Grünrezeptoren (G-zapfen) - Rotrezeptoren (R-Zapfen) - drei verschiedene Photopsine - B-Zapfen: 400-530nm G-Zapfen: 480-630nm -R-Zapfen: 470-700nm - - B-Zapfen: 420 nm - G-Zapfen: -R-Zapfen: 530 nm 560 nm - werden bei geringen Lichteinfall nicht ange- regt - sind Nachtblind" 11 - reagieren auf Licht- reize → es werden mind. 100 Photonen für eine Reaktion benötigt regenerieren zeitver- regenerieren schneller - in 5 min setzt zu Zapfen - 30 min bis zur völligen - nur bis Dämmerungs- Nachtsichtfähigkeit niveau Neurobio- logie AUFBAU Cytoplasma FUNKTION Aufbau eines neurons Zellkern Soma Soma: - Reizverarbeitung - Stoffwechsel Zellmembran Dendrit - Axonhügel Axonhügel: - Verrechnung von Erregungen - Entstehung v. Aktionspotential : Ranvierscher Schnürring Myelinscheide Dendriten : -Reizaufnahme & weiterleitung zum Axonhügel - bis zu 10.000 bendriten pro Neuron R399 Axon Schwannsche Zelle Schwannsche Zelle: - produziert Isolierschicht: Myelinschelde - versorgende & schützende Funktion - erhöht die Leitgeschwindigkeit d. Nervenimpulse synaptische Endknöpfchen Ranvierscher Schnürring: -Ort der Erregungsübertragung zwischen Schwannschen Zellen Grundlagen des Nervensystems AUFBAU DES NERVENSYSTEM zentrales Nervensystem (ZNS) Gehirn & Rückenmark sensorische Neuronen Reize aus Umwelt zum ZNS Reiz Nervensystem Gesamtheit aller Nervensystem somatisches NS willkürlich, Aufnahme von Reizen über Sinnesorgane Endhandlung/ Reaktion motorische Neuronen REIZ-REAKTIONS-SCHEMA Informationen vom ZNS zum Organ Rezeptor, z.B. Auge (Reizaufnahme über Sinneszellen) Erfolgsorgan, Z.B. Muskel peripheres Nervensystem (PNS) 12 Hirnnerven, 2.31 Spinalnerven, enterisches NS (im barm) Į vegetatives NS autonom, lebenswichtige Funktionen, automatisch (= kein Wille) afferente Neuronen Parasympathikus Koordination in Ruhephasen afferente Bahnen efferente Bahnen efferente Neuronen Sympathikus Koordination bei plötzlicher Gefahr ZNS (Rückenmark/ Gehirn) afferente Nervenbahnen: - Nervenbahnen, die von der Peripherie über das Rückenmark ins Gehirn verlaufen - übermitteln sensorische Informationen efferente Nervenbahnen: - Nervenbahnen, die Erregungen vom zentralen Nervensystem an die Gliedmaßen, Muskeln & Organe (= Peripherie) weiter leitet 70 mV 1 Membran-, Ruhe- & Aktionspotentiale K+- Kanal 2 Natrium-Ionen (Na+) Kalium-Ionen (K+) Na+/K+- Pumpe geschlossener Nat- Kanal RUHEPOTENTIAL 5 Na+ - Leck- strom Chlorid-lonen (CL-) Eiweiß- Anionen (A) extrazulläre Flüssigkeit/ Außenmilieu Zellmembran Zellinneres/ Cytoplasma MEMBRANPOTENTIAL bas Membran potential beschreibt die Spannung, die sich zwischen Innen- & Außenseite einer semipermeablen Membran bildet. Entstehung: - Membran trennt zwei Flüssigkeitsräume mit unterschiedlicher Konzentrationen voneinander ab: → im Zellinnenraum: große, negativ geladene Anionen (A) & positiv geladene Kaliumionen (K+) → außerhalb der Zelle: vor allem positive Natrium- (Na+) & negative Chloridionen (CL-) pas Ruhepotential bezeichnet das Membranpotential einer erregbaren Zelle im Ruhezustand - Spannung zwischen - 80mV & -70mV - notwendig für ein Aktionspotential - wird aufrecht erhalten durch... den elektrischen Gradient ... den chemischen Gradient (Konzentrationsgradient) die selektive permeabilität der Membran die Natrium- kalium-Pumpe NATRIUM-KALIUM-PUMPE - Na+Leckströme der lonenkanäle würden auf Dauer zu La- dungsausgleich fuhren & es gäbe kein Ruhepotential → benötigt Natrium - Kalium - Pumpe (Nak Pumpe) Na k Pumpe hält Membranpotential bzw. lonenkonzentration unter Energieverbrauch aufrecht: -pumpt 3 Nat-lonen heraus & 2 K+-lonen in die Zelle hinein -spaltet für jeden Transportvorgang ATP → ADP + P (liefert Energie) - Transport kann entgegen eines Konzentrationsgefälle ablaufen AKTIONSPOTENTIALE Membranpotential [mV] 40 20 O -20 -40 -60 -80 I absolute relative Refraktärzeit Refraktärzeit 1 T 2 3 2 4 3 1. Ruhepotential -Membranpotential von ca. -70mV - wird durch Natrium- Kalium - Pumpe gewährleistet - Natriumionenkanäle & Kaliumionenka- näle sind geschlossen 2. Depolarisation /,,Overshoot" - Änderung des Membranpotentials über benachbarte Membranabschnitte -spannungsabhängige Nat-Kanäle werden geöffnet -K+-Kanäle bleiben geschlossen - Na+ - lonen strömen in die Zelle & Membran depolarisiert -Reiz muss Schwellenwert von -50mV überschreiten (Alles-oder-Nichts-Gesetz) - Membranpotential steigt auf 30mV an Schwelle Zeit [ms] AUFBAU Zwischenhirn Großhirn Thalamus Hypothalamus Hypophyse Das Gehirn Balken Rückenmark "B" Mittelhirn Brücke Nachhirn Kleinhirn Stammhirn FUNKTIONEN DER GEHIRNAREALE Großhirn: - ist in 2 Hemisphären geteilt - Großhirnrinde (Cortex) ist zuständig für die Speicherung von Infor- mationen - Planung & Koordination von Bewegungsabläufen - kognitive Leistungen wie benken, Lernen & Gedächtnis - Wahrnehmung von Sinnesreizen: Sehrinde, Hörrinde, ... Thalamus: - filtert Sinneseindrücke & ordnet sie den entsprechenden Bereichen des Großhirn zu Hypothalamus: - kontrolliert das vegetative Nervensystem (Wasserhaushalt, Hun- gergefühl, Schlaf-Wach-Rythmus, ...) - steuert Hypophyse & dadurch das hormonelle System Hypophyse: speichert & erstellt Hormone, die u.a. Wachstum beeinflussen Kleinhirn: - Koordinationszentrum für Bewegungsabläufe, Gleichgewicht - hat erlernte Bewegungsprogramme Nachhirn: - steuert lebenswichtige Funktionen wie Atmung & Reflexe Brücke: - ,,Schaltzentrale" zwischen Groß- & Kleinhirn Mittelhirn: - Steuerung reflexartiger Bewegungen - Austauch von sensorischen & motorischen Informationen bildgebende Verfahren COMPUTERTOMOGRAPHIE -CT - verwendet Röntgenstrahlen, die abhängig von der Gewebedichte unterschiedliche Mengen der Strahlen absorbieren - Computer errechnet ein dreidimensionales Bild MAGNETRESONANZTOMOGRAPHIE - MRT - Verwendung eines starken Magnetfelds & Radiowellen - bestimmte Atomkerne reagieren auf dieses Magnetfeld - es entstehen Signale, die sich je nach Gewebezusammensetzung unterscheiden FUNKTIONELLE MAGENTRESONANZTOMOGRAPHIE - FMRT -an Sauerstoff gebundenes Hämoglobin hat magnetische Eigen- schaften - man kann ermitteln, in welchen Bereichen viel Sauerstoff ge- braucht POSITRONEN-EMISSIONS-TOMOGRAPHIE -PET-Scan - Glucose mit instabilen radioaktiven Isotopen markiert, dass bei Zerfall messbare Gamma-Strahlung abgibt - aktive Zellen haben einen hohen Glucosebedarf Das Gedächtnis ULTRAKURZZEITGEDÄCHTNIS - alle über die Sinnesorgane aufgenommenen Informationen wer- den für max. 2 Sek. gespeichert - Großteil der Informationen geht verloren KURZZEITGEDÄCHTNIS - aktives Bewusstsein übernimmt aus Ultrakurzzeitgedächtnis nur wenige Informationen - Kapazität & Speicherdauer (10-45 Sek.) sind eng begrenzt - involvierte Gehirnareale: Gyrus cinguli, Hippocampus ARBEITSGEDÄCHTNIS - Informationen aus dem Kurzzeitgedächtnis für eine gewisse Zeit erhalten & bearbeitet - Verarbeitung komplexe kognitive Aufgaben wie Sprachverständnis, Lesen & Logisches Denken - involvierte Gehirnareale: Hypocampus, Großhirnrinde, Nucleus accumbens LANGZEITGEDÄCHTNIS Speicher für Informationen, die durch wiederkehrende Reize hervorgehoben & befestigt wurden - sehr große Speicherdauer - Speicherdauer: Jahre oder sogar Lebenslang Langzeitpotenzierung - Langzeitpotenzierung (LTP) = über mehrere Stunden oder Tage an- dauernde Reaktionen auf vermehrte Bildung von AP's - häufig an Glutamatergen Synapsen im Hippocampus: • Calcium-lonen (Ca²+) • Magnesium - lonen (Mg 2+) Nat-Kanal spannungs- abhängige Ca²+ - Kanal NMDA- Rezeptor A= Aktionspotential Vesikel mit Glutamat 3 2 3 EPSP Enzymaktivierung: Calmodulin -(Ca²+-bindendes Protein) Calmodulin Kina- Proteinkinase C Tyrosinkinase se II (CaMKI) (PKC) Natrium-Ionen (Na+) Kalium-Ionen (K+) Nat-Kanal spannungs- abhängige Ca²+ - Kanal 2 AMPA- Rezeptor retrograder Messenger in der Präsynapse Second messenger: (z. B. Stickstoff- & Kohlenstoffmonoxid,...) 5 7 6 Aktivierung von Transkriptionsfaktoren & Genexpression