Neurobiologie

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nach außen (3lonen) gleichzeitig →K+ nach innen (2 lonen) => aktiver lonentransport, unter ATP Verbrauch AKTIONSPOTENTIAL Spannungsänderung am Axon →→ Weiterleitung von Informationen in Form von elektr. Impulsen Ruhepotential: lovenkanäle geschlossen, -70mV Refraktärphase: für neuen Reiz nicht erregbar, kein neues AP RP bridut beim Tod Energiebereitstellung fellt Depolarisation : Spannungssteigerung bis auf max. 30mV durch öffnen Na* -kanāle u. wenige k* -Kanäle -somv Schwellenwert überschritten Repolarisation: schließen von Na*-Kanäle, Öffnen von K+-kanāle (zeitl. versetzt) Hyperpolarisation viele K*-loven aus Zelle, als nötig →→Wert sinkt unter RP Natrium-Kalium Pumpe ursprüngl. lonenverteilung muss erst erreicht werden Intrazellularraum (-70 mV) Na CI Membranspannung in mV 20 0- - 20 - 40- K K-lonen Ausgleichsstrom Na-Ionen Ausgleichsstrom 60 Zellmembran Kalium-Natrium-Ionenpumpe →Aufrecuterhaltung 0 Na Ruhepotential Depolarisation Repolarisation Extrazellularraum Reiz Na CI Na Hyperpolarisation 2 (Schwellenwert erreicht) Ruhepotential -Aktionspotential 1 3 Zeit in Millisekunden Na Na lonenleitfähigkeit (rel. Einheiten) AP erreicht Endknöpfchen → Spannungsänderung AP wandert durch Axon zum Endknopfchen kontinuierlich: marklosen Axon (keine Myelinscheiden) refraktar erregt (AP) RP ++ (Axon • Bewegungsrichtung zum syn. Endknöpfchen →Depolarisation → AP→ Repolarisation → Hyperpolarisation Stelle der Ladungsumkehr verschiebt sich zu Synapsen kin Kreisströmchen (kann kein AP auslösen) Organismenout ERREGUNGSLEITUNG L lonenströmchen reizt Membran 7 durchlässig für Nat AP Vergleich kontinuierlicher E prtartas fortior fond, glastend sautorischer E wir an Farivierschen gering, da Na Plumpe bildAP durch kreisstromchen Beispiel: Stell dir das Axon als Wasserschlauch vor. Das Aktionspotential ist eine festgelegte- Menge Wasser (z.B. zehn Liter), die durch den Schlauch fließt. Bei einem größeren Wasserschlauch (mit einem größeren Durchmesser) fließen die zehn Liter Wasser viel schneller durch als bei einem kleineren Wasserschlauch mit einem kleineren Durchmesser. Je größer als Durchmesser des Wasserschlauchs ist, desto schneller kann das Wasser hindurchfließen. Analog zum Axon bedeutet das, dass mit einem größeren Axondurchmesser ein Aktionspotential schneller durch das Axon weitergeleitet werden kann. Leitungsgeschw. durch größeren Axondurchmesser gesteigert saltatorisch: durch Myelinscheide gelangt AP schneller durch Axon Polarisation an Ranvier'schen Schnürringen, hüpfend, schnell erregt (AP) Amm RP -Myelin scheide Axon Ranvier'sche Schnürting Isolation durch Myelinscheide keine Na Diffusion →kein AP Ausgleichsströmchen wirken depolarisierend Erregung springt synpatisches Endknöpfchen synaptischer Spalt Legende: (a) Na-Na- (g) Ca²-Ionen-Kanäle Na²+-Ionen-Kanäle ERREGUNGSÜBERTRAGUNG Nerven über Kommunikationskontakte/gap junctions verbunden = elektrischen Synapse Ca²+ Ca²+ b) Ca²+ Ca² -Vesikel freigesetzte Transmitter -Spaltprodukte postsynaptische Membran (am Dendriten) Rezeptor der postsynaptischen Membran Enzym spaltet Transmitter Aktionspotential - postsynaptisches Potential, Calcium-kanále öffnen sich → Positivierung →Depolarisation der Membran Struktur mit Signal übertragung =chem. Synapse BAU präsynaptische Endigung des Neurons →Informations übertragung Acetylcholin wird in Acetat und Cholin gespalten ↳zur präsyn. Membran Regeneration Transm. vesikel für nächstes AP → enthält mehrere Hundert syn. Vesikel mit Übertrågersubstanzen - Neurotransmitter synaptischer Spalt (20-40 nm) →Mucopolysaccharide befästigen Endigung Zellmembran andere lonenkanāle als im Axon • mit Neurotransmitter gefüllte Vesikel zur Präsynapse → Verschmelzung • Neurotransmitter in syn. Spalt → diffundieren zur Postsynapse • Neurotransmitter (Ligand) bindet an Kanäle → Öffnung (loneneinstrom) Enzym baut Transmitter ab ankommendes AP im Neurit Ca"-Einstram in Axon - Endknope ↓ synaptische Bläschen (vesikel) verschmelzen. - mit prásynaprischer Membran ✓ -spasstucke wandern in Endkrupfchen Transmitter wird in synaptischen Purück Spalt entleert 12. B. Acetylcholin). V Transmittermolekule besetzen für zynen co Ams Rezeptoren der postsynap tischen Membran ✓ NA²-Einstrom an postsynaptischet Membran ↓ Depolarisation V (Endplatten potential ubuschreiten der AP Trouverweterise Schwellenwerte Informationsübertragung -AP trifft in präsynaptischen Endigung ein Zellmembran depolarisiert -spannungsabhängige Calciumkanale in Membran offnen sich-Konzentration steigt + signal • einige synaptische Vesikel ver- schmelzen mit Zellmembran Santa - verstärkung des Ausgangssignals jeder vesikel enthalt mehrere Tausend Molekile Neurotransmitter) -Transmitter diffundieren zur Membran mit lonenkamilen - öffnett sich nur bei passendem Transmitter ・orning! begrenzt durch Membranenzyme gespalten Erregungsübertragung an Synapsen The informatsOnSTREET thur solange geöffnet, wie Transmitter im syn spalt befindet neneinstrom-Anderung des Membranpotentials Amplitude der Potential anderung ist variabel -hängt von Zaul geöffneteten lonenkanāle postsyn. Potenzial (AP entsteht am Axonnugel) Transmitter an Membran gespalten →synthetisiert, Abbauprodukte recycelt -Bau und Funktion Allgemein Synapsen dienen der Erregungsüber- tragung zw. zwei Nervenzellen - interneurale Synapse -*- zW Nervenzelle und Ellektor Muskel- neuron musku- lare s --- 2w Nervenzelle u Drüsen- zelle = •wirken wie ventile ・lassen E. nur in eine Richtung durch -Neurotransmitter wird -erregende Synapsen EPSP -hemmende Synapsen IPSP idienen der Vorbereitung der Infor mationsverarbeitung Synapsen gifte + Wirkung > Erregungsleitung der Neuronen an vers. Stellen. wird gestört • prásynaptische - postsynaptische concesa konservien früher Botulinumtoxin on Boksenumai cabrecht durch Gift →verhindert Ausschüttung des Neurotrans- mitters Acetylcholin in syn. Spalt ѝ kein ар - Neurotoxine • Lähmung der Muskulatur Alpha-Latrotoxin. →sorgt im prásyn. Endknöpfchen für dauerhafte Offnung der Calciumkanale & fortlaufende Ausschüttung von Neurotrans- mitter → Muskelkrämpfe Stoff Curare Progn Insektizid Parathion LE GOS) → hemmt im syn Spalt Aktivität des Enzyms Acetylcholinesterase- blockiert & Natriumionen strömen in syn. Spalt Idauerhafte Polansation - Muskelkrämpfe Atropin (in Tollkirsche). Na-Kanale →konkurriert mit anderen Transmittern im syn. Spalt & blockiert Rezeptoren der postsyn. Membran kanale bleiben gesoutosgen ✓ Depolansation bleibt aus ins melt sich caminen & Pusille awaiter sich HEER toxin -(Botox) Synapsengifte (Neurotoxine): -Stoffe die in den Ablauf der natürlichen Erregungsübertragung in Synapsen eingreifen -unterscheiden sich in Wirkungsweisen an Synapse > an jedem Ort der Synapse möglich: synaptischen Endknöpfchen, synaptischen Spalt und Postsynapse Beispiele: Wirkungsweise blockiert die Rezeptoren für Acetylcholin der post. synaptischen Membran, ohne die lonenkanale zu öffnen s -Es handelt sich um eine kompetitive Hemmung. Der Tod tritt durch Atemiähmung ein Botulinum-verhindert in der präsynaptischen Zelle die Ver schmelzung der Vesikel mit der präsynaptischen Membran, indem das Torin als Enzym ein Protein spaltet, das zur Verschmelzung der Vesikelmembran mit der präsynaptischen Membran notwendig ist 0,0001 mg Botulinumtoxin können für Menschen tödlich sein. Der Tod erfolgt durch Atemiahmung Anwendung der Medizin natürliches Vorkommen -Pflanzenextrakte, die als zur Ruhigstellung von Muskeln Pfellgift von südamer z. B. bei Augenoperationen kanischen Indianern ver-heute wegen starker Nebenwir wendet werden. kungen kaum noch verwendet Bsp.: -giftig nur bei Injektion. Unter anaeroben Bedin-bei spastischen Lähmungen, gungen vom Bakterium Clostridium botulinum gebildet die meist durch eine zu hohe Muskelspannung oder wech selnde Muskelspannungen bervorgerufen werden unter dem Namen Botox in der Kosmetik zur Faltenglättung -Lebensmittelvergiftung z. B. nach Genuss verdorbener Konserven Schlaffe Lähmung. -Erregungsweiterleitung wird blockiert Juuskelkontraktion. findet nicht statt. · Botulinumtoxin. -blockiert Verschmel- zung der syn Vesikel & prasyn. Membran kein AP Atropin (curare StarTe Lähmung DauereiTegung - +Muskel wird durch- gangig kontrahiert, er ist start · Alpha- Latrotoxin / Scopolam • E60S / Neostigmin Antagonist --Muskelentspanning - plockiert Rezeptoren für Acetylcholin der Postsyn. Membran s lorer kanal bleibt ge- schlossen - Calming / Atemfalming 1-reversible Bindung kompetetiven Hemming Acctylatolan qurteen kam durare verdrängen ter operation yonyoru -wookert (a Kanale im Axion im Frasyn Element - keine Transmiterusschuditing schale lähmung Ⓒ Ordie zurwelche Gifte 1. blackieren die Rezeptat molekule. 2 Almen den Transmitter nach: Mesikalin. LSD 3. beeinflussen Enzyme: 4. hemmen die Trausk hemmende Synapsen EPSP nur Kalium-Kanäle durch Transmitter →Spannung unter RP Postsyn. wird hyperpolarisiert Signal wird umgekeurt → Vesikel schütten Transm. in syn. Spalt erregende Synapse IPSP Signal wird qualitativ identisch weitergegeben Transm. Na* kanale offen Depolarisation postsyn. zelle ist erregt & AP Transmitter: Dopamin Noradrenalin Adrenalin Serotonin wirkt beruhigend an erregenden Syn. + Y * "Das vegetative Nervensystem BLKÁ BABA MÍ) Allg. Gesamtheit der Nerven- & Ganglienzellen, die autonom die Vitalfunktion des menschl. Organismus regeln. was ist das vegetative NS? > autonome Teil des NS >steuert lebenswichtige Organfunktionen des menschl. Organismus wie Atmung, Stoffwechsel, Verdauung & Blutdruck • Aufbau > abhängig vom Verlauf und Funktion der Nervenfasern > besteht aus sympathischen NS / Sympathikus, parasympathischen NS/ Parasympatikus, enterischen NS / Darmnervensystem •Sympathikus - sorgt für erhöhte Aktivität & Leistungssteigerung im Körper - versorgt innere organe, Gefäße, die glatte muskulatur sowie Tränen-, speichel- und Schweißdrüsen. - enterisches NS - besteht aus einem Nervengeflecht (befindet sich. zw. Muskeln in Darmwand) -Nervenfaser arbeiten prinzipiell unabhängig von anderen Nerven, werden stark vom Parasympathikus und sympathikus beeinflusst -steuert Darmfunktion und Verdauung. Bsp:- erhont Bewegung der Darmmuskulatur ∙ernont Durchblutung der Darmwand. -sorgt dafür, dass Darmrohr mehr Flüssigkeit ausscheidet Funktion • sympathikus & Parasympathikus sind Gegenspieler > gewährleisten optimale Funktion der Organe in Abstimmung mit spezifischen Bedürfnissen des Organismus > Zusammenspiel reguliert Herzkranzgefäße, Bronehien sowie die Pupillen funktion > ebenso an Steuerung der männe. Sexual hormone beteiligt > Signal übertragung erfolgt über Neurotransmitter (Acetylcholin u. Noradrenalin) > Sympathikus hat ergotrope wirkung > Parasympathikus hat trophotrope wirkung. -Alambereitschaft *Sympathikus hemmt alle Organe der Verdauung > Parasympathikus hemmt Leistungsbereitschaft ↳viel Essen → müde Schlaf Organe von System "unterwarder Nerven fasem entspringen Rückenmark + verlaufen in Kopf-, Hals- und Brustregion Bsp:-sorgt beim morgendlichen Aufstehen für Blut- druckerhöhung, um Schwindel zu vermeiden -sorgt für Aktivierung der Schweißdrüsen bei Hitze " umgekehrter Nervenimpuls erfolgt (vom Organ zum Gehirn) Kommunikation erfolgt in Torperftour tyerdachung • Parasympathikus.. -sorgt im Körper für Ruhe und Entspannung. Energiespeicherin - stimmt Funktionen der Organe so aufeinander ab, dass der gesamte Körper in Zustand der Erholung. gleiten kann -kommunikation erfolgt in beide Richtungen (von Organ zu Gehirn & von Gelir zu organ). Verdauung → Anregung der Bauchspeicheldrice, Bsp.:- - entspanntes Betrachten der Umwelt -lässt Blutdruck sinken Krankheiten. * Sympathiku: Demmt > Primärerkrankungen treten selten auf • bekanntes Krankheitsbild: Horner - Syndrom → Ausfall des Halssympathikus - Pupille verängt sich → Augenlied nångt herab → Augapfel liegt fiefer > kann ebenso zur Beeinträchtigung der Darmfunktion kommen. > Störungen können Blutregulation (Blutschwankungen), Atmungsregulation (Hyperventilation, Atemnot), Thermoregulation (Schwitzen bzw. Frieren), Innenohr- funktion (Tinnitus, Schwindell, Motorik der Pupille (unscharfes Sehen) und weitere negativ beein- trächtigen Geschuo. Sauer informationss Vergleich Nervensystem und Hormonsystem. Informations elektrische Impulse oder übertragung Neurotransmitter ausgelcar durch Nervensystem Sehr schnell bis schnell (Millisek bis Sekunden). Nervenfaser Hormonsystem langsam bis sehr langsam (Stunden bis Tage) im Körper Hormone chern Substanzen Blatbatin endokrine Drive Neurotransmitter von Pro-Harmare von Drise ausge schieden + treten in die syra pre zu Porn syriajose übertragen Blutlaufbahn ein chemisch synthetisiert teen vergleich Telefon Sender wird Emp. Radio. Heldung geht forges Idirekt verbunden) an alle Gemeinsamkeiten - Stever / Regel prozesse - Hormone (alig.) - regulieren die chem Zusammensetzung des inneren Milieus --regulieren den Organ stoffwechsel und die Energiebalance -neffen dem Körper, mit Belastungssituationen, wie z. B. infektionen. Trauma, emotionalem Stress, Durst, thunger, Blutungen und Temperaturextremen fertigzuwerden • Das menschliche Hormonsystem! (Hormondrüse -Hormone-wirkungen) -fördern Wachstum und Entwicklung. - steuern sowne sowie Reproduktionsvorgange, wie ill-u. Spermienbildung. im - vers des Neugeborenen Refruch nahi hace. indem sie vom Ort ihrer Bildung zum Ort -wirken als ihrer wirkung über das Blutgefäßsystem transportert. werden - Informationsübertrager chem. Botenstoffe, die von Hormondrisen produziert und freigesetzt und über das Blut zu den Zielzellen transportiert werden Aufbau des Hormonsystents -besteht aus verschiedensten Zellen und Drüsen, welche Hormone. als Botenstoffe produzieren und ausscheiden. - wird auch als endokrines System bezeichnet. wird vom Gehirn kontrolliert und besteht aus verschiedenen Körperbereichen, zu denen Zirbeldrüse (Epiphyse), Hirnanhang- drüse (Hypophyse), Schilddrüse (Thyroidea), Nebenschilddrüse (Pasathyreoideae), Bauchspeichelarise (Pankreas), Nebennieren (Grandul de supravenales), weibl. Eierstöcke (Ovaria) u. männe. Hoden (Testes) gehoren -regelt wichtige Körperfunktionen: Atmung, Kreislauf, Stoffwechsel, Korpertemp, wachstum, Fortpflanzung, geschlechtl. Entwicklung. Ernährung, Verhalten, Mineralhaushalt, wasserhaushalt, psychische Verfassung, Altern -- Informationen werden in Form von Hormonen über den Blutkreis- lauf in alle Bereiche des Körpers transportiert - wird zentral gesteuert (wie Nervensystem) Funktionsweise des Hormonsystems: #Hormone werden in Hormondrüsen im Körper hergestellt (pereits über 30 vers Hormone im mensche Körper bekannt) #Hormone werden von endokrinen Orisen in Blutbahn abgegeben. (endokrine Drüsen-Drisen sondern ihre Stoffe nach innen. in Körper-ab) • Hormone werden über Blutbahn durch ganzen Körper transportiert, aber wirken nur bei best. Organen) • dabei "dockt' Hormon an Rezeptoren der Organe. ↳ Schlüssel-Schloss-Prinzip nur Hormone mit passender Form zum Rezeptor können an Organ andocken & durch entsprechendes Hormon wird nur ein best. Organ 'angesprochen' + ganz best. "Reaktion" ausgelöst - wird zentral gesteuert →zentrale Steuereinheit - Hypothalamus, ( Teilbereich des zwischennirns, verbindet NS mit HS) •Himannangarüse -"Absonderung" von Hormone gesteuert - in Lage etwa 10 vers. Hormone herzustellen + in Körper abzu- geben -diese Hormone sorgen bei vers. Hormondrüsen für Hormonpro- duktion und Abgabe in Blutbahn steuert andere Hormondrüsen im Körper -übernimmt zentrale Fict. im HS Bsp.: steuert Stoffwechsel, indem sie Hormon Thyreotropin. freisetzt und Schilddrüse zur Abgabe ins Blut leitet. →> Stoffwechsel wird gefördert -gibt auch Hormone die Prozesse im Körper steuern (unab- hängig vom Hypothalamus) Bsp.: Bauchspeicheldrüse - produziert Insulin Bsp für Hormone im menschl. Körper Hormon Thyroxin •wird in Schilddrüse produziert fordert Stoffwechsel (ethonte Sauerstoffaufnahme in Zelle) -Hormon Insulin • wird in Bauchspeicheldrüse produziert. • regelt Blutzuckerspiegel Hormon Testosteron • wird in Hoden produziert • bewirkt Ausbildung der männe. Geschlechtsmerkmale Das Nervensystem steuert und regelt verschiedene Körpe 1. De Aldung zeig de Schema der Temperaturung, Eroken Sie die entsprechenden Begri des Regalsystems - 2. Eutem Sie anhand des Schemas de Temperaturegelung 3. Feber 09 "C) der Sohwert venta Eufern Sie die Reaktion des Körpers Beispiel 1: Temperatung Soll SPC ●[temperatursentrum Zwischen Schweißdrüse Kerpent SPC Das Nervensystem ist auch an der Regelung und Steuerung des Blutzuckerspiegels beteiligt. Ordnen de entsprechenden Begriffe zu Sie in der Abbildung unten den Zah Ⓒ. Regelgröße @Storgrüße Messfühler @Regters Stellglied Versehen Sie gleder und geben mit @Lenchen Lenken) je nach Wirkung auf den Blutzuckerspiegel 6. Erauten Sie das Regsystem Gehen Sie von Nahrungsaufnahme aus - -110 Continue Nork &-rinde 4 Bwischenhi ⒸHypophyse 4900 Glucose reseptoren Kahan hydrate Bau Zirbeldrüse (Melatonin) Gehim Hypothalamus Thyreoliberin, Somatostatin Gehim Gehim Schilddrise Hypophyse -stewert vers Körperfkt. (Himanhangcuise) -spielt wichtige Rolle bei Kontrolle des Hormonhaushalts Wachstumshormon - bildet Hormone, die Hormondrüsen im Körper regu- (Somatotropin) lieren oder direkt auf best. Organe wirken. Thymus Thymosin, Thymopoetin I u II Funktion -steuert innere unr - reguliert den Schlaf ∙erhont unsere Intuition. - lässt Mensch physisch und psychisch altern Bauchspeicheldrive (produziert Insulin) Regulation des Hoden (Mann) - wichtige "Schaltzentrale" unseres Körpers -koordiniert wasser-, Salzhaushalt und Blutdruck -sorgt für konst. Körpertemp. -regelt Nahrungsaufnahme -verbindet NS mit HS Eierstocke (Frau) (regelt andere Hormondrissen) BSP: FSH & LH-steuern Menstruation - Produktion und Freisetzung der beiden Hormone T3. (Trijodthyronin) und T4 (Tetrajad thyronin/Thyroxin beeinflussen Grundumsatz und regeln viele Fkt. des Korpers - benötigt zur Hormonherstellung lod (befindet sich im Blut) wichtig für Immunsystem. -lympathisches Organ •Vorgängerzellen werden zu T-Lymphozyten ausgebildet immunkompeten & selbst tollerant T-Lymprozyten - weiße Blutzellen (dienen der Immunabwehr) Auteuckerspiegels Nebennieren. 1- Produktion u. Ausschüttung vers lebenswichtiger Hormone produziert Cortisol u - Nebennierenmark exprimiert Adrenalin u. Nor Adrenalin) adrenalin (Stresshormone) steigerung Leistungsbereit - produziert Enzyme (für Verdauung notwendig) und Hormone -Reifung der sekundären Geschlechtsorgane -Produktion von Spermien und Testosteron. -Produktion von Eizellen. Pick verhindert Eisprung Progesteronspiegel noch von weibl. Geschlechtsharmonen - Bsp. Progosteron, Erkrankungen des - Multiple Sklerose Depressionen • Schizophrenie Alzheimer (Demenzerkrankung) Symptome Nervensystems - meist altere Menschen, auch junge - beginnt schleichend, Anfang sehr vergesslich, verlieren später Fähigkeiten -kann zur Persönlichkeitsänderung (Agressivität) führen; oder Tod Ursachen: -beim Abbau eines best. Membranproteins entstehen wasserunlösliche Bruchstücke (B-Amyloid) + große Mengen & Amyloid - Plaques 7 Stoffwechselwird gestort - best. Proteine in Nervenzellen entarten → Stofftransport nicht mehr möglich. Parkinson-Syndrom Symptome - Muskelzittern bzw. -starre Beschwerden beim Gehen - immer langsamer werdende Bewegungs- abläufe ursachen: - degenerative Erkrankung des ZNS -Dopaminmangel Multiple sklerase. -betrifft überwiegend Frauen zw. 20 und 40 -Immunsystem greift körpereigene Zellen an (Myelinscheiden von Neuronen) - Axone sterben ab 3 ganze Nervenzelle stirbt -Ausfallerscheinungen (Doppelbilder, Muskelschwäche, Gefühls taubheit, Sprach- u. Persönlichkeitsstörungen)