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Neurobiologie, Synapsen, Reize, Gehirn

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 Neurobiologie
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-> 14 Punkte: die Nervenzelle, Biomembran, Ruhepotential, Aktionspotential, Synapsen, endo- und exogene Stoffe -> Wirkung auf Synapsen und Gehirnareale, Signaltransduktion, Hormone, Patch-Clamp, Nervensysteme, Reflexe, das Gehirn, Plastizität Gehirn

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Neurobiologie Lernzettel erstellt durch Johanna Bellmann Nur geeignet für private Nutzung. Ein Weiterverkauf ist verboten. Die Nervenzelle: Bau eines Neurons : synapse Mitochondrium SCHWANN'Sche Zelle Zellmembran ULUD Axonverzweigungen (Kollaterale) Axon Milcrotubili Abb. 7.3: Bau einer Nervenzelle Abschnitt Mitchondrium RANVIER'Scher Schnürring Myelinscheide Dendriten Zellkern Zellkern Zellkörper (Soma) Zellplasma Axonhügel Internadium Myelinscheide RANVIER'Scher Schnürring prä-synaptisches Endknöpfchen Bindegewebs- hüllen Neuriten anderer Nervenzellen Abb. 7.4: Bau einer markhaltigen Nervenfaser Nerv (Bündel von Nervenfasern) SCHWANN'sche Zelle Können Erregung und elektrische Signale erzeugen, verarbeiten und weiterleiten. Soma: eigentlicher Zellkörper. Beinhaltet Plasma, Zellkern, Mitochondrien und ein dicht mit Ribosomen besetztes raues Endoplasmatisches Retikulum Dendriten: Informationen von anderen Nervenzellen aufnehmen, u.U Vorverarbeitungen und Weiterleitung an das Soma Oberflächenvergrößerung Axon (Neurit): Informationsweiterleitung vom Soma zum Endknöpfchen Axonhügel: Bildungsstelle Aktionspotentiale SCHWANŃ sche Zelle: Bilden im peripheren Nervensystem die Myelinscheiden der markhaltigen Nervenfasern -> elektrische Isolation Beschleunigen der Weiterleitung entlang des Axons Schutz vor mechanischer Belastung haben nur Wirbeltiere und hüllen mit ihrem Zytoplasma die marklosen Nervenfasern ein Schutz-/ Stütz- und Ernährfunktion Axan Mehrfachumwicklung •Fett-Eiweiß-Gemisch Myelin →markshaltige Nervenfaser Axon halb oder einfache. Anlagerung →marklase Nervenfaser Synaptisches Endknöpfen: Bildet Kontaktstelle aus (Synapse) zu Muskelfasern (neuromotorische Synapse),Drüsen oder anderen Neuronen Lernzettel erstellt durch Johanna Bellmann Nur geeignet für private Nutzung. Ein Weiterverkauf ist verboten. die Biomembran: Axon außen kleine Moleküle große Moleküle und lonen Lipid- doppel- schicht Cyto- plasma innen einfache Diffusion im Neuron Kanalprotein uniport Protein Acetylcholin- bindungsstelle lonenselektive spannungs- Pore abhängiges Protein Lipid- doppelschicht Nat ● offen Membranprotein 1 Schema der Biomembran kanal- vermittelte Diffusion passiver Transport 2 Schematische Darstellung der Transportmechanismen Gesamt- struktur erleichterte Diffusion Lipiddoppel- schicht elektrische Ladungen @@@ elektrische Ladungen Amico- Tor peripheres Protein 4 Spannungsgesteuerter lonenkanal (Modellvorstellung) lonenkanal carrier- vermittelte Diffusion Tor Carrier- protein M Tor kanalpore Scuren Energie geschlossene Konformation 5 Ligandengesteuerter lonenkanal (Modellvorstellung) Na integrales Protein geschlossen aktiver Transport negative Ladungen am Protein Acetylcholin Kohlenhydrat- seitenketten Fette (hydrophob) Phosphatgruppe hydrophil hohe Konzentration C elektrische Ladungen Na* elektrische Ladungen offene Konformation Konzen- trations- gefälle niedrige Konzen- tration Abgrenzung zum extrazellulären Raum immer gleiche Grundstruktur Lipiddoppelschicht → Doppelte Schicht Phospholipidmoleküle Stabilität und Fluidität der Membran Ermöglicht verschiedene Funktionsräume mit unterschiedlichen Konzentrationen t Peripheren Membranproteine → Liegen auf Membranoberfläche (H-Brücken, lonenbindungen) Untergeordnete Rolle bei Erregungsweiterleitung Integrale Membranproteine Steuern den Austausch bestimmter Stoffe in die Zelle oder aus der Zelle heraus Passiv: Eigenbewegung Stoffmoleküle →nur in Richtung Konzentrationsgefälle Uniport - Aktiv: Proteine „Transporter" Direkt verbunden mit energetischer Versorgung Z.B...

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aus energiereichem ATP bspw: Natrium-Kalium-Pumpen Öffnung/ Schließung durch Veränderung der Membranspannung oder durchspezifische chemische Substanzen (Liganden) Möglich in beide Richtungen? Antiport Lernzettel erstellt durch Johanna Bellmann Nur geeignet für private Nutzung. Ein Weiterverkauf ist verboten. Ruhepotential Oszilloskop, zeigt das Membran- potential O Außenmedium (Salzlösung) Zell- membran Bezugs- elektrode lonenverteilung. lonenkonzentration Na+ 150 mmol/l K+ CI- (Na+ OK+ O CI- A- innen Ableit- elektrode O ++++ Riesen- axon 5 mmol/l) 120 mmol/l 15 mmol/l) 150 mmol/l 10 mmol/l 200 mmol/l organische Anionen Spannung zwischen der Außenseite und der Innenseite der Membran: Membranpotential - 40 + Na -90 + mv O ++++ nicht erregtes Axon Kaliumhinter- grundkanal A rel. Permeabilität Na+ CI- - K+ Konzentrationsgefälle, K+1 A-O durchqueren nicht CynovaAs Cunpor 0,04 -4% 0,45 Aufbau Membaranpotential, yon - Membranseite vabozabno Lernzettel erstellt durch Johanna Bellmann Nur geeignet für private Nutzung. Ein Weiterverkauf ist verboten. → Innenseite negativ gegü. der Außenseite geladen polarisierte Membran →Membranprotein → Transportmechanismus benötigt Energie (ATP) Pumpzyklus: Tausch von 3NA+ gegen 2K+ Selective Permeabilität: Membranpotenzial entsteht durch. Konzentrationsunterschied von positiv und negativ geladenen lonen. Unterschiedliche Durchlässigkeit für bestimmte lonen Beide Vorgänge stehen langfristig im Gleichgewicht ,,Kaliumgleichgewichtspotential" diese Spannung nennt sich Ruhepotential In geringem Umfang diffundiert beständig NA+ dem Konzentrationsgefälle folgend in die Nervenzelle (,,Natrium-Leckstrom") Dies würde zu Ausgleich führen: Membranpotential=0 Aufrechterhaltung/Aufbau Ruhepotential: Aktiver Transportmechanismus Na+-K+-Pumpe gleicht lonenleckströme aus ATP ADP • Na+ OK+ Pumpenprotein ℗ innen Na+-K+-Pumpe außen Die Entstehung eines Alationspotentials: +40+ 0 -50 -70 Spannung in mV - 100 2 Aktionspotential + Depolarisation 4 Spitze (Peak) Repolarisation Hyperpola- risation 6 Undershoot Schwellenwert Ruhepotential Zeit in ms + + 8 Aktionspotential sind Schnelle, kurzfristige Veränderung des Membranpotenzialsan Nervenzellen. Sie dienen der Erregungsweiterleitung im Körper. Depolarisation: Überschwelliger Reiz Öffnung spannungsanhängiger Natrium-ionen-Kanäle Aufgrund des Konzentrationsgradienten und des Ladungsgefälles diffundieren Na+- lonen in das Axon Zellinnere ist nun positiv geladen Spannungsumkehr (overshoot) Repolarisation: Rückkehr des Membranpotentials zum Ruhepotential Na+-Kanäle schließen sich (nach 1-2 ms) Positiver Ladungsüberschuss in Zellinneren Öffnung der spannungsgesteuerter K+-Kanäle K+ strömt (auch durch Hintergrunskanäle) aus der Zelle Zellinnere wird negativer (repolarisiert) Hyperpolarisation: Da beide K+-Kanäle offen waren und die spannungsgesteuerten sich nur langsam schließen strömte mehr K+ als „nötig fürs Ruhepotential " aus der Zelle → Alle spannungsabhängigen lonenkanäle sind geschlossen. → Das Ruhepotential stellt sich wieder ein → Natrium-Kalium Pumpe aktiv! Alles-oder-Nichts-Prinzip: Das Aktionspotential hat also immer die gleiche Amplitude ,,An- und Ausschlater" Lernzettel erstellt durch Johanna Bellmann Nur geeignet für private Nutzung. Ein Weiterverkauf ist verboten.

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