Neurobiologie Abitur Zusammenfassung, Zusammenfassungen von Biologie

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Die Nervenzelle sour Die Bestandteile und ihre Funktionen Dendrit ‘Aufnahme von Signalen benachbarter Zellen Weiterleitung zum Soma in Form von elektrotonischen Wellen a Soma Ort der Fotosynthese Axonhllgel__Ursprung” des Axons hier findet die Verrechnung der Signale und die Generation von Aktionspotentialen statt ‘Axon Weiterleitung der Aktionspotentiale bis hin 2u den Endkndpfchen see Hevea) Synapse _Kontaktstelle zwischen 2 Nervenzellen tae Gliazellen Begleitzellen der Nervenzelle (mehrschichtige Membran) Oligodendrozyten —_Hillizellen im ZNS Zentrales Nervensystem, welche fur eine starke Zetlkernals ‘Ausstlpun Isolierung von der extrazelluliren FlUssigkelt sorgen keine upon, lonendurchginge Schwann‘sche Zellen _Hilzellen im PNS Peripheres Nervensystem Zetkern innerhalb der sz Astrozyten verantwortlich fir die Kontakte zwischen Nervenzellen, auflerdem haben sie einen Eintluss auf die Signaldbertragung und Versorgung der Nervenzellen, so wie einen Einfluss auf die Bluthirnschranke: Mikrogllazelien Fresszellen Die Funktion der Gliazellen ist noch stark unerforscht - bekannt ist, dass sie stark isolierend, ernahrend und stitzend sind, Die Sinneszellen © Reize werden durch Rezeptoren/Sensoren wahrgenommen Adiquate Relze © Estindet eine Unterscheidung zwischen primaren und © Temperatur sekundaren Sinneszellen statt 2 tae © Sehat Primire Sinneszellen: © Geruen bilden Aktionspotenziale (digital) © Geschmack © Hauch Sekundire Sinneszellen: © Gleichgewient schiitten Transmitter aus (analog) Das Ruhepoten Zial spannungsaitterenz einer erregbaren Membran im nicht erregten Zustand ‘© esexistiert ein K+-Hintergrundkanal eine Proteinpore, welcher permanent gedffnet ist und fur positiv geladene Teilchen permeabel, also durchiassia ist be sonders fur K+-lonen, 2u 5-6% jedoch auch Na¢-lonen © Kt-lonen strémen nach Augen aufgrund des chemischen Potenzials Konzentrationsgefalle Innen Uberschuss negative Ladung jektrisches AuBen Uberschuss positive Ladung Potenzlat © elektrisches Gefille driickt die K+-lonen nach Innen, das Ruhepotenzial ist erreicht, wenn das chemische Potential = elektrisches Potenzial dieses liegt bel etwa-70mV > gemauso viele K+-lonen strémen an diesem Punkt in die Zelle, wie heraus Das Ruhepotential wird gemessen mit hilfe eines Oszilloskops, einer Glaskapillarelektrode, in einem Riesenaxon des Loligol-Tintentisch, welches einen Durchschnitt von bis zu 1mm hat, so wie einer Vergleichselektrode in der extrazellularen Flussigkeit Hierbel wurde eine Spannung sdifferenz von +70 mV gemessen Das Rezeptorpotential For jeden addquaten Reiz gibt es verschledene Rezeptortypen Fotorezeptoren Mechanorezeptoren Thermorezeptoren > analoges Potenzial Chemorezeptoren Transduktion in ein digitates Signal Ablauf ist von Rezeplor 2u Rezeptor unterschiedlich © es findet immer eine Vertinderung des Ruhepotentials statt id. Depolarisation, aber auch Hyperpotarisation ‘* Schwellenwert muss dberschritten werden Das Aktionspotenzial Depolarization Spannungsgetteverte Ra Kanate werden duch einen depolarserenden Rez gactinet. dau stramen Na © tonen ine Zell went dat on a chesnut Patra RANA et Sehr \wonige ab dem Scrwetenwert alle (oun of no Retur, beim reichen des eaks.a stom scien eh ce Spaneungigesteuaren Nas Kanile dutch anhingenda Molekutreste Repolarisation spannungigesteuerte K+ Kanal weiden genet ate cen seh lnguar und Komen Omen at er ete Hyperpolarisation es stomen mete Kelonen aus det Zelle ates 2um Einstelen des Ruhepotenzis ntwenchg wire pega Ovetot Ruhe potenziat ‘Spannungsgesteverte K--lonenkanae Scien sich, das Ruhepotenial wird dutch oe Natrum-Kalun-Pumpe wieder eingestelit Wirkung wird durch die Kanile der postsynaptischen Membran bestimmt © Natrium und Calcium fulhren id R. zu einer Depolarisation (EPSP exzitatorisches postsynaptisches Potential) © Kalium und Chlorid fahren id R. zu einer Hyperpolarisation (IPSP inhibitorisches postsynaptisches Potential) Neurotransmitter Dopamin Acetylcholin Adrenalin Noradrenalin Serotonin Asparaginsdur Glutaminsure GABA Glycin Merkmale Synthese im Soma; transportiert durch Vesike|; oft regeneriert immer nur ein Neurotransmitter in einer Synapse Freisetzung nach festem Mechanismus in den synaptischen Spalt spezitfische Rezeptoren an der postsynaptischen Membran auslésen einer spezitischen Zellantwort ye © Hemmung durch Antagonisten/ Beginstigung durch Agonisten e ‘© Inaktivierung der Substanz durch spezielle Mechanismen Diffusion, enzymatischer Abbau, Wiederaufnahme... Synapsengifte Belsplete @-Latroxin Botulin Atropin Nikotin Calelumkanile werden indirekt geétinet Unterbindet die Verschmelzung der Membran und Vesikel, wodurch keine Neurotransmitter freigesetzt werden blockiert muscarinische ACh-Rezeptoren {ffnet nikatinogene lonenkanile Neurotransmitterrezeptoren Rezeptorkandile werden nach Agonisten benannt (Beispiel Nikton - nikotinerger ACh-Rezeptor) een G-Protein mit Verstdrkerkaskade ‘* indirektes PSP durch second messenger wie cAMP © oft Hormone; viele weitere ‘© G-Protein binden an ein Enzym, welches fiir die Katalyse des second messenger sorgt G-Protein ohne Verstérkerkaskade ein aktivierter G-Protein-Rezeptor dtinet fonenkanile * gin G-Protein éffnet einen lonenkanal Reflexe Monosynaptisch Reiz — Afferenz — Efferenz +Renshaw Zelle (PSP Ruckversicherung) — Reaktion . iickenmark mise ioiare Sina wervenaeye S281 wintere wate, nur eine Synapse ist beteiligt 2 Nervenzellen Verschaltung ber Ruickenmark in einem Reflexbogen enghawtelle Rezeptorpotenziale werden generiert analoges elektrotonisches Signal am Axonhiigel der sensorischen Nervenzelle wird ein analoges Signal in ein digitales Signal umgewandelt sensorische Nervenzelle ist direkt mit einer motorischen Nervenzelle verknUpft TransmitterauschUttung in Form eines analogen Signals, welches am AxonhUgel wieder In Aktionspotenziale umgewandelt wird Transmitterausschiittung an der motorischen Endplatte — Transmitteraussehdttung Polysynaptisch Zusatzliches Interneuron Eigenreftex monosynaptisch Fremdreflex polysynaptisch gleiches Organ Relzautnahme baw. Beantwortung nicht im selben Schaltung Uber Ruckenmark Organ sehr kurze Beantwortungszeit Iingere Beantwortung Das Nervensystem /egetativ $5 somatisch aferentehinletende Bahnen + Sineszlion Wahrnehmung) enterisch= Verdauungsorgane Vegetatives Nervensystem wird vom Hypothalamus kontrolliert arbeitet autonom ohne wilkiiche Steuerung antagonistische Steuerung durch Sympathikus meist aktivierend und Parasymphatikus meist tegenerierend > wenn der Sympathikus aktiv ist muss der Parasympathikus inaktiv sein und andersherum Sympathikus Gefahr/Aaktivitat Parasympathikus Entspannung Pupillenerweiterung, geweitete Atenwege, ‘verengt diePupillen, verengt die Atemwvege,drosselt den beschleunigter Herzschlag, Hemmung der Verdauung, _Her2schlag.stmuliet die Verdauung, erweitert die Blutgeite Glucosetreisetzung in der Leber, Verengung der Blutgefse, Hormonpraduktion im Nebennierenmark, allgemeine Ethahung des Stoftwechsels Das Gehirn Das Grofhirn Der Neocortex Unterteitung des Grofthims in vier Lappen Zuordnung sensorischer Felder in zwei Hemisphiren autgeteilt verbunden durch den Balken steuern jeweils die gegeniiberliegende Kérperseite Fechts = kreatives und intuitives Denken links = rationales und sprachliches Denken graue Substanz ist ausen Soma mathematisch-logisches welfie Substanz ist innen Axon Denken evolutionar als tetztes entwickelt verarbeitet Afterenzen der Sinnesorgane etwa 2mm dick (Cortex 2500 ¢m2) Aa ae Bales ~ Frontallappen Scheitellappen ‘Schlafentappen Hintethauptslappen audit : Schiéfentappen visuell: Hinterhauptslappen nuaher zane ¢ Motorcortex: Schlsfenlappen serangtes — Arbeit mit Spiegelneuron (Beobachten + Austiihren seRBeNRGURGEA Maen trace Das Zwischenhirn Besteht aus Thalamus und Hypothalamus Thalamus Schaltstation zwischen Ruckenmark und GroBhirn (Filterung und Verarbeltung von Informationen vor der Weiterleitung) Verarbeitung der afferenten Impulse von Sinnesorganen und Kteinhitn Epithatamus enthalt die Epiphyse/Zirbeldrise, eine Hormondriise, die Sexualverhalten, so wie den Wach-Schlaf-Rhythmus reguliert Hypothalamus Steuerzentrale des autonomen vegetativen Nervensystems Austausch mit, anderen Gehimtellen (besonders Grofhirn bei der emotionalen und motivationalen Wertung) Hypophyse erbsengrof, als Hormondrise an der Steuerung zahlreicher hormoneller Vorgange beteiligt sind, verbunden durch den Stiel mit dem Hypothalamus Die Netzhaut Retina Aufbau Bestandteile Fotorezeptoren tichtemptindliche Sinneszellen aupinquea nmangied einige Licht wird erst in ein etektrotonisches Signal umgewandett, dann in ein digitales Zapfen a. 6 Millonen, hohe Lichtintensitat wird bendtigt, hohe Konzentration innerhalb des gelben Flecks, Farbensehen, ‘* 11 Verschattung im gelben Fleck, besonders sscharfes sehen bei Licht, bei Dunkelheit blind © bedingt durch unterschiediche Absorptionsspektren der Fotorezeptoren sind die Fotorezeptoren rotes, blaues oder grines Licht Bipolarzelle sammeln Informationen und leiten diese zu den Ganglienzelten weiter — vertikale Zwischenverschaltung nach links und rechts moglich Horizontalzellen kénnen im Bereich der Synapse zwischen Fotorezeptor und Bipolarzelle eingreifen ‘* id R hemmend, bei Ausfall begiinstigend mentepithel © Stofftransport Retinal Aufbau ‘© Absorption des Restlchts keine Streuung, schirferes Sehen Stibchen 2.120 Milllonen, sehr ichtempfindlich, hohe Konzentration auferhalb des gelben Flecks, Hell-Dunkel-Kontraste Ganglienzelle + Attionspotentiale werden erstmalg gebildet Axone verengen sich zu einem Sehnerv dort wo die Schnerven das Auge verlassen sind keine Fotorezeptoren (binder Fleck) Amakrinzellen kénnen im Bereich der Synapse zwischen Bipolarer Zelle und Ganglienzelle eingreifen Milller’sche Stiitzzellen © verantwortlich fiir das trotzdem gute Sehvermégen © Weiterleitung des Lichts zu Fotorezeptoren trichterférmig & klares Cytoplasma weitere Informationen zum Auge & der Netzhaut © Auge ist invers + Fotorezeptoren betinden sich auf der Licht Abgewandten Seite der Netzhaut © © Rezeptives Feld alle Fotarezeptoren, die auf eine Ganglienzelle verschaltet sind ‘© Netzhaut ist Teil des Gehirns (einziger externer Teil des Gehirns) Fototransduktion dm Dunkein © Rhodopsin R enthalt Retinal in t1-cis-Form © GDP ist am G-Protein Transducin, bestehend aus alpha, beta und gamma Untereinheit, gebunden © Phosphodiesterase ist inaktiv; CGMP-gesteuerte Na*-lonen-Kandle werden dadurch jeweils 3 GMP Molekille gedttnet © Nat Einstrom, K* lonen Ausstrom am Innenglied — Dunkelstrom von -40mY durch Nak-Pumpe autrechterhalten = Glutamat wird am Endknépfchen ausgeschiittet und hemumt dadurch die bipolare Zelle Bei Licht Absorption eines Photons. Retinal in all-trans-form (Beginn der Kaskade) — Konformationsinderung: am Rhodopsin R* ‘© G-Protein Transducin wird am Rhodopsin gebunden — GDP (selten) wird durch GTP (oft vorhanden) ersetzt © Abspaltung einer aktiven alpha-Untereinheit, welche nach dem Schllssel-Schloss-Prinzip an a Phosphodiesterase bindet 8 © GMP wird in GMP umgewandelt — die i Konzentration ¢ des second messengers nimmt ab el — schliefen von cGMP gesteuerten Nat-Kanslen ¢- Repolarisation: im Extremfall bis zu -7OmV {analoges Rezeptorpotenzial — je mehr Licht, dlesto weniger Kanale sind geéfinet und desto geringer ist die Transmitterausschilttung (Glutamat), desto geringer ist die Hemmung der bipolaren Zelle Guanylatcyclase bei Dunkelheit: Aufbau CGMP Phosphodiesterase bei Licht: Abbau «GMP Hell-Dunkel Adaptation crenze der tichtwahmehmung zwischen 0,01 Lux und 100.000 Lux Anatomie Pupillenverkleinerung/Vergroferung Farbstoff Regulation der Lichtempfindlichkeit. Foteret ep tor @ bei Dunkelheit: hohe Produktion an Farbstoffen im Pigmentepithel (Dauer bis zu 25 Minuten) ‘© bei Licht: sehr sehneller Abbau (bis 2u 99%) Verschaltung Verschaltung von Stabchen und Ganglienzellen stutemat, stat Zapfen bei Dunkelheit (bei Licht mehr Zapfen) Horizontalzellen Transmitter GABA, Fotorezeptor hemmt die Foto- suramat uerverrchantung ¢ wrtentartevien rezeptoren in dem Mave, in dem er selber beleuchtet wird (Kontrastverstarkung) biporar tee Gehimnleistung Endorphine und Exorphine Manipulation des Gehirns durch Oligopeptide (Peptidketten aus 15-30 Aminosauren) Neuromodulatoren bee influssen die Generierung von PSP, lésen sie aber id R nicht aus und sind damit keine Neurotransmitter Endorphine sind korpereigene Neuromodulatoren, sie werden bei Extremsport und Geburten ausgeschattet Exorphine schmerzhemmend und losen Glicksgefuhte aus, sie sind daher sehr getahrlich, da sie durch die Stimulation des Belohnungssystems abhingig machen, — 2B. Alkohol, Amphetamine, Nikotin, Heroin, THC, Opiate Drogen, Medikamente und Sucht Medikamente wirken im PNS, Opiate im ZNS heute sind Drogen weniger anerkannt und werden durch den Staat kontrolliert ‘Wirkungswalsen Ethanol hohe Endorphinausschiittung eines Intereurons a Folge: Neuron schiittet weniger GABA aus — mehr Dopamin x Amphetamine verhindern Wiederautnahme von Dopamin — Verl’ingerung der stimulierenden Wirkung durch Blockade der Adenylateyclase @ stndige Uberaktivierung -* Herunterregulierung des Dopamin-Belohnungssystems fuhrt zu einer Drogentoleranz © Menge der Droge muss erhoht werden, um die gleiche Wirkung zu erzielen ‘* psychische und physische Abhingigkeit: bei Drogenkonsum wird ein Ausgleich hergestellt fdr die hemmende Wirkung auf den Stoffwechsel, sinkt die Drogenkonzentration, so sind die Stoffwechselprozesse im Verhaltnis erhéht und es kommt zu Entzugsentscheidungen