Bio 2
ZHAW_BSc_BMLD22_FS23_Biologie 2
ZHAW_BSc_BMLD22_FS23_Biologie 2
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Lernkarten
Mikroglia
- Teil des "Immunsystems" des Gehirns
- Wandern in grossen Mengen in beschädigte oder entzündete Hirnbereiche
Astrozyten
- erhalten Gleichgewicht
- Stoffwechsel zwischen Neuronen und Gliazellen
- Glucoseaufnahme aus den Blutkapillaren
- Glycolyse zur oxidativen Phosphorylierung
- verstoffwechseln Glucse zu Lactat, Neuronen gewinnen Energie aus Lactat
- beeinflussen neuronale Weiterleitung an der Synapse
- Entfernen überrschüssiges Glutamat (Neurotransmitter)
sensorische/ afferente Nerven
- leiten von Rezeptoren der Sinnesorgane/ Organe an Gehirn und Rückenmark oder Nervenzellen des Darms
- Wahrnehmung
- Bewegungskoordination
motorische/ efferente Nerven
- Impuls von Gehirn/ Rückenmark zu Muskel/ Drüsen
- Kontraktion Muskelzellen
- Hormonausschüttung
Interneuronen
- verarbeiten Informationen in lokalen Schaltkreisen
- vermitteln Signale über weite Entfernungen zwischen Körperbereichen
- Vermittlerfunktion
Hirnnerven
- alle Nervenfaserbündel, welche oberhalb des Rückenmarks das ZNS verlassen
- 12 Paare von Hirnneerven
- Abkürrzuung HN oder N. = Nervus
Nervus Vagus
- 10. Hirnnerv (Eingeidenerv)
- Hauptnerv des Parasymathikus
- reguliert Tätigkeit vieler inneren Organe von den Halsorganen bis Brust- und Baucheingeweide
vegetatives Nervensystem
- Synonyme: autonomses/ viszerales Nervensystem
- Steuert lebensnotendige Organfunktionen (Atmung, Kreislauf, Stoffwechsel)
- unbewusst/ unwillkürlich
- untertelung in Parasymathikus, Symathikus und Darmnervensystem
Darmnervensystem (enterisches Nervensystem ENS)
- Komplexes Geflecht aus Nervenzellen innerhalb der Darmwand, das Gastrointestinaltrakt durchzieht
- Zahl der Neuronen entspricht etwa der des Rückenmarks
- Reguliert unabhängig die Bewegung des Darms bei der Verdauung
- Funktion: starken Einfluss auf den Verdauungsprozess
- die Darmmotilität
- den mit Sekretion und Absorption verbundenen Ionentransport
- den gastrointestinalen Blutfluss
Hirnhäute
- strukturierte Bindegewebsschichten, die das gesamte Gehirn umschliessen und sich als Rückenmarkshäute fortsetzen. Gehören zu den Meningen
- Von innen nach aussen:
- Dura mater (harte Hirnhaut)
- Arachnoidea (Spinngewebshaut)
- Zwischen Archnoidea und Pia mater befindet sich der Liquor
- Pia mater (weiche Hirnhaut)
Dura mater
- Die Dura mater ist die Äußerste der drei Hirnhäute und recht straff
- Derbe Schicht aus zwei Blättern, die im Schädel miteinander verwachsen sind
- Kleidet die Schädelhöhle aus und besteht aus zwei Bindegewebsschichten:
- einer niedrigen, inneren Epithelschicht
- einer äusseren Schicht, in der Gefässe verlaufen
- versorgt den Schädelknochen und ist gleichzeitig die
Knochenhaut (Periost) des Schädelknochens.
- versorgt den Schädelknochen und ist gleichzeitig die
Arachnoidea
- Besteht aus Bindegewebe
- gefässlos
- verbindet sich auf der Innenseite über kleine Bälkchen und Häutchen mit der darunter liegenden, inneren Hirnhaut (Pia mater)
- bildet nach aussen (zur Dura mater) eine Abschlussmembran für den Liquor
- Liquor kann diese Grenze nicht passieren
- Bildet zottenartige bindegewebige, gefässlose Auswüchse (Arachnoidalzotten)
- reichen in Dura mater, Venen und Schädelknochen
- resorbiert Liquor aus dem Subarachnoidalraum und gibt ihn ins Blut ab
Pia mater
- Liegt direkt auf dem Gehirn auf und enthält zahlreiche Blutgefässe
- Folgt den Furchen und Vertiefungen des Gross- und Kleinhirns
- Führt die Gefässe und Nerven, die in das Gehirn hineinführen
- Reicht auch in die Hirnkammern hinein
Ablauf der Mineralisation durch Osteoblasten
- Osteoblasten schnüren Vesikel in den Extrazellulärraum ab
- Vesikel enthalten Enzyme (bspw. alkalische Phosphatase), die die lokale Phosphatkonzentration durch Spaltung von Glyzerol 3P
- Kalzium-bindende Moleküle im Vesikel dienen wahrscheinlich als Kristallisationskern
- Bildung erster Hydroxylapatit-Kristalle um die Kristallisationskerne in den Vesikeln
- Eigenständiges Heranwachsen der Kristalle, bis die Vesikelmembran durchstoßen wird
- Freisetzung der Kristalle in den Extrazellulärraum
- Heranwachsen der Kristalle im Extrazellulärraum und Anlagerung an Kollagenfibrillen
Wirkmechanismus über nukleäre Rezeptoren – Typ 2
- Schilddrüsenhormone diffundieren direkt in den Zellkern, wo der Rezeptor bereits an die DNA gebunden ist
Wirkmechanismus über nukleäre Rezeptoren – Typ 1
- Der Rezeptor stellt einen Transkriptionsfaktor dar, welcher eine Liganden (Hormon) Bindungsdomäne und eine DNA Bindungsdomäne aufweist (komplexiert mit einen Hitzeschockprotein
- Typ 1 Rezeptoren (Beispiel: Androgenrezeptor) binden an den Rezeptor und veranlassen dadurch die Freisetzung des Hitzeschockproteins
- Nach Dimerisierung, Translokation in den Nucleus und Bindung von Co-Faktoren kann er die Transkription veranlassen
Proteohormone und Peptidhormone
Aminosäurederivate
- kleine Moleküle, die aus einer einzelnen Aminosäure synthetisiert werden
- Tyrosinabkömmlinge: Adrenalin und Thyroxin
- Thyroxin ist lipidlöslich
- Adrenalin ist wasserlöslich
- Unterschiedliche Transportmechanismen und Lokalisation der Rezeptoren
Steroidhormone
- Aus Cholesterolmolekülen synthetisiert
- Besiepiele: Corticosteroide (Nebenniere) und die
steroidalen Sexualhormone (Gonanden)
Aglanduläre Hormone
- Werden in spezialisierten Einzelzellen gebildet
- Gelangen durch Diffusion im Interstitium zum Erfolgsorgan (parakriner Mechanismus)
- Beispiel: Gastrin
Glanduläre Hormone
- In Drüsen gebildet und an die Blutbahn abgegeben
- Adrenotrope Hormone kontrollieren die Nebenniere (ACTH)
- Periphere Hormone wirken auf andere Organe (Cortisol, Insulin)
Neurosekretorische Hormone
- Ausgeschüttet von neurosekretorischen Zellen (besondere Neuronen) im Hypothalamus
- Gelangen über einen meist kurzen Transportweg zu ihren Zielorganen
- Beispiel: Corticotropes-Releasing Hormon (CRH)
lipidlösliche Hormone
- haben meistens eine Steroidstruktur
- überwinden die Zellmembran und wirken daher direkt am Zellkern über Transkription und Translation auf die Neusynthese von Proteinen
- z.B. Geschlechtshormone, Glukokortikoide, Mineralkortikoide
wasserlösliche Hormone
- Meist Peptide wie z.B. Insulin, ADH (antidiuretisches Hormon), oder kleine Proteine wie Wachstumshormon
- Hormone mit Aminstruktur wie z.B. Adrenalin, Schilddrüsenhormone
- können die Zellwand nicht überwinden; Rezeptoren befinden sich auf der Zellmembran
- Bildung von sekundären Botenstoffen im Zellinneren ( z.B. cAMP)
Hormone und Hormonsystem
- chemische Botenstoffe
- werden in spezialisierten Geweben der Hormondrüsen gebildet
- werden direkt ins Blut oder Gewebsflüssigkeit abgegeben (Transport zum Wirkort)
- Hormone ändern spezifisch die Aktivität ihrer Zielzellen
- Hormonsystem besteht aus einzelnen Organen an festgelegten Orten
- Lösliche Botenstoffe mit Fernwirkung
- Nervensystem: weitreichende Zellen aber kurze Wege für Botenstoffe (Neurotransmitter)
- Hormonsystem: begrenzte Organe aber weitwirkende Botenstoffe (Hormone)
Rezeptor-Tyrosin-Kinase (RTK)
- Die RTK liegt im unaktivierten Zustand als nicht-phosphoryliertes Monomer zum Teil in der Zellmembran
- Die Rezeptoren ragen aus der Zelle heraus, die Peptidmonomere mit den Tyrosingruppen ins Zellinnere hinein
- Bindet ein Ligand an die extrazelluläre Domäne der RTK, dimerisieren zwei RTKs
- Nach der Dimerisierung überträgt jede RTK eine Phosphatgruppe von ATP auf die andere RTK = Autophosphorylierung
- Nach der Autophosphorylierung fungieren die Phosphotyrosine als Bindungs- und Aktivierungsstellen für weitere Proteine, in der Regel für Enzyme
G-Protein gekoppelter Rezeptor (GPCRs)
- Inaktiver Zustand:
- G-Protein ist aus einem Heterotrimer (α-, β- und γ-Untereinheit) aufgebaut und daran gebunden
- GDP ist an die α-Einheit gebunden
- Durch Interaktion des Liganden mit dem GPCR wird in der intrazellulären Domäne des Rezeptors eine Konformationsänderung induziert → Abspaltung der Heterodimeren β- γ-Einheit und Bindung von GTP → Aktivierung des G-Proteins
- Folglich wird durch die aktive α-Untereinheit die Signalkaskade eingeleitet
7TM Rezeptor
- Signaltransduktionswege der 7TM-Rezeptoren laufen über G-Proteine. Daher bezeichnet man sie häufig auch als G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCRs)
- Gehören zu den Membranrezeptoren deren gemeinsames Merkmal die 7-Helix-Bündelstruktur ist
- Hierzu gehören alle G-Protein gekoppelten rezeptoren
- Zur Gruppe der 7-Transmembranhelix-Rezeptoren zählen:
- Lichtrezeptoren
- Geruchsrezeptoren
- Hormonrezeptoren
Prinzip der Signalübertragung
- Signalwahrnehmung durch Interaktion mit Zelloberflächenrezeptor:
- Ausschüttung eines primären Botenstoffs
- Signalmoleküle (Ligand) binden an Rezeptoren in der Zellmembran
- Übertragen der Information an das Zellinnere, dass Molekül gebunden hat
- Verstärkung des Signals durch Aktivierung bestimmter Kaskaden:
- Konformationsänderung wird durch sekundäre Botenstoffe weitervermittelt
- Konzentrationsänderung von sekundären Botenstoffen wie z. B. cAMP, cGMP oder der Ca2+-Ionen tritt ein
- Übertragung des Signals durch Aktivierung von Effektoren:
- Effektoren wirken direkt auf physiologische Reaktion ein
- Pumpen oder Kanäle werden geöffnet, Enzyme oder Transkriptionsfaktoren aktiviert
- Auslösung von Reaktionen:
- Steuerung von Stoffwechselwegen, Genexpression, Durchlässigkeit von Membranen
- Rückkopplungsmechanismen steuern Signalübertragungsvorgang und beenden dann die Signalübertragung.
Natwort auf Langzeitstress
Wirkung von Mineralcorticoiden:
- Zurückhaltung von Natriumionen und Wasser durch die Nieren
- Erhöhung von Blutvolumen und Blutdruck
Wirkung von Glucocorticoiden:
- Abbau von Proteinen und Fetten und deren Umwandlung zu Glucose, was den Blutzuckerspiegel erhöht
- Immunsystem wird möglicherweise gehemmt
Cortisolwerte
- Bestimmung im Blutserum, Speichel und Urin.
- Im Serum ist Cortisol vorwiegend an Plasmaproteine (z.B. Transcortin) gebunden
- Im Speichel und Urin liegt das freie (biologisch aktive) Cortisol vor
- In der Regel führt man ergänzend Funktionstests durch:
- Dexamethason-Suppressionstest
- ACTH-Stimulationstest
- CRH-Test
- Cortisol-Werte sind Zeitabhängig