EF Bio, Prüfung 2
Neurobio, Sinnesphysiologie, Muskulatur
Neurobio, Sinnesphysiologie, Muskulatur
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Anja Wenger
Anja Wenger
Diese Lernkarten bieten einen umfassenden Überblick über die Biologie der Muskulatur und des Sehens, geeignet für fortgeschrittene Lernende. Sie decken Themen wie die Struktur und Funktion von Muskelfasern, die Energiebereitstellung durch ATP, die Rolle von Retinal und Opsin im Sehvorgang sowie die Anatomie des Auges ab. Besonders nützlich für Studierende der Biologie oder Medizin, die sich auf Prüfungen vorbereiten, da sie komplexe Prozesse wie die Sehreizweiterleitung und die motorische Einheit verständlich erklären.
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Lernkarten
Aufbau Zapfen und Stäbchen
- Lichtempfindliche Sehfarbstoffe in Membranen (Disk) eingebettet
- Sehpigmente bestehen aus Retinal (Abkömmling Vitamin A)
- Opsin, Membranprotein (vom Körper selbst hergestellt)
- Lichtrezeptorentypen unterscheiden sich durch unterschidliche Struktur des Opsins
Farbsehen Grundlagen
- Farbstoffe unterscheiden sich im Eiweissanteil des Opsins--> verschiedene Wellenlängen emfindlich
- Absorptionsspektren der Sehpigmente überlappen --> Farbwahrnehmung wegen unterschiedlichen Farbüberlappungen und Erregung zweier oder dreier Zapfen
- --> Farbenblindheit= defekt oder fehlen von Zapfen
Stäbchen
- spezielles Opsin, zusammen mit Retinal Sehpurpur
- Licht
- Rohdopsin von 11-cis-Retinal zum all-trans-retinal = spaltung Retinal und Opsin
- elektrisches Signal (= bleichen des Rohdopsins)
- Voraussetzung Fototransduktion = Lichtreize in elektrische Signale = Aktionspotenziale
- Dunkel --> Enzyme Retinal wider in ursprüngliche Form --> mit Opsin zu Rhodopsin
- helles Licht --> Rhodopsin bleibt gebleicht
Schwarz weiss sehen
- Licht
- Zerfall von Rohdopsin von11-cis-Retinal zu all-trans retinal und Opsin (abgespalten)
- helles Licht --> bleichen des Rohdopsins --> nicht funktionstüchtig da kein Rhodopsin mehr
- dunkel --> all-trans zu 11-cis-Rethinal, das sich wider an Opsin bindet und zu Rohdopsin wird
- usw
Retina Aufbau
- Pigmentschicht
- Photorezeptoren (Zapfen und Stäbchen)
- Neurone
- Norizantalzellen
- Bipolarzelle
- Amakrinzelle
- Ganglienzelle
- Fasern des optischen Nervs
Übertragung Lichtsinneszellen an Ganglienzellen
- Direkt:
- Erregung --> Erregung Bipolar --> Erregung Ganglienzellen
- Indirekt:
- Erregung --> Erregung Horizontalzellen --> Weiterleitung an Nachbar-Lichtsinneszellen
- Amakrine Zellen verschalten Sinneszellen lateral und vertikal
Funktion Retina
- Umwandlungen von Lichtwellen in Nervenimpulse
Kontrastsehen
- Rezeptortyp wird nach Belichtung erregt
- auf Bipolarzellen übertragen
- bei dunkler Farbe --> Hemmung der Benachbarten Zelle durch Bipolarzellen
- je stärkere Erregung, desto grösser Hemmung
- laterale Hemmung durch Horizantalzellen
Korrektur Kurzsichtigkeit
- --> Augapfel zu lang, brennpunkt vor der Retina
- ZusätzlicheKonkav linse ( wie wenn Entspannung Zilliarmuskel)
- brennpunkt weiter hinten da Licht mehr gestreut
Korrektur Weitsichtigkeit
- --> Augapfel zu kurz
- --> Nahe gegenstände unschaft, da Brennpunkt hinter der Netzhaut
- --> Konvex linse für höhere Brechung
Ablauf Sehen sensorisch
- Licht
- Retina --> Nerv
- Chiasma Obticum --> Stang
- Corpus geniculatum laterale (äusserer Kniehöcker) --> Strahlung
Ablauf Sehen motorisch
- Corpus geniculatum laterale (Kniehocker)
- verschaltung in prätektaler Region
- Okulomotoriuskern
- Pupillenverengung --> Ziliarganglion (Ganglion Ciliare) --> Mydriasis/Miosis
- Augenbewegung --> Augenmuskeln--> Augenbewegung
konsensuelle Pupillenreaktion
im Okulomotoriuskern verschaltungen zur Gegenseite
--> auf einem Auge viel Licht --> auch Miosis auf anderem Auge
Reizleitung Auge ''Merkmale''
- in Ruhelage -25 mV- leicht Depolarisiert
- Licht --> mehr Polarisierung --> Hyperpolarisierung -65 mV
- Ausschüttung Botenstoffe = je positiver geladen --> ''je dunkler''
- Licht macht, dass Fotorezeptoren keine Botenstoffe mehr abgeben
- Zellen durch weniger Botenstoffe signalisiert
- nicht Frequenz sondernd Stärke des Spannungsunterschiedes!
Sehreizweiterleitung
- Lichteinfall
- Zerfall von Rohdopsin in Retinal und Opsin
- (aktives Opsin --> Tranaductin --> PDE --> cGMP von Natriumkanälen ablösen)
- Natruim Kanäle schliessen sich
- Stärkere Negative Ladung führt zum Rückbehalten des inhibitorischen Transmitters (Glutamat)
- Bipolarzelle steigert Aktivität
- Leitet Aktionspotenzial an Ganglienzellen weiter, diese sind mit Fasern des Optischen Nervs verbunden
Skelettmuskulatur
Bauelemente, Bau, Erregung
- quergestreift (Fibrillen ausgerichtet)
- vielkernige Muskelfasern (Kerne am Rand)
- Eigenständige Organe aus Muskelfasern, Gefässen, Nerven & Bindegewebshülle
- Jede Muskelfaser mit motorischer Endplatte Verbunden (Kontraktionsbefehl)
glatte Muskulatur
Bauelement, Bau, Erregung
- Spindelförmige Zellen (Kern in der MItte)
- Fibrillen nicht ausgerichtet
- muskelzellen in den Wänden von Organen, oft Längs-, Ringmuskel
- nach Dehnung oder spontan
Herzmuskulatur
Bauelemente, Bau, Erregung
- verzweigte Muskelfasern (Kern in der MItte)
- Fibrillen ausgerichtet --> quergestreift
- Hohlmuskel als Netz aus Muskelfasern mit Blutgefässen und Bindegewebe
- Autonom, Herz bildet Erregung selbst
Aufbau Muskel
- Muskel
- Muskelfaserbündel
- Muskelfaser = Muskelzelle
- Plasmamembran
- Myofibrille
- Z-Scheiben
- zwischen zwei Z Scheiben = Sakromer
- Myosin (= mit Köpfchen, dunkler) und Aktin (= feiner, heller, an Z Scheiben verankert)
Kontraktionsablauf
- Aktionspozenzail kommt auf Muskel an
- Spannungsverteilung auf Muskelmembran
- eindringen durch T-Tubuli zu Sakroplasmatischem Retikulum
- SPR schüttet Calcium (Ca2+) aus
- Ca2+ dockt an Troponin welches am Tropomyosin (bedeckt Andockstelle) angemacht ist an.
- Schiebt es zur seite
- Myosinköpfchen spannen (ATP nötig), docken an (kein ATP) ''spickt zurück'' (kein ATP), löst sich (ATP nötig)
- Myosin zieht Aktin zu sich, der Muskel wird verkürtzt
motorische Einheit
Ein Motoneuron und die dazu verschalteten Muskelfasern die durch dieses Motoneuron versorgt werden.
- --> Neuron und die Anzahl Verschaltungen zur Muskelfaser (Muskelfasern --> mehrere Muskelzellen, mehrere Synapsen)
- kleine m.E: Augenmuskel, 1 Neuron ''versorgt'' 10 Muskelfasern
- grosse m.E: z.B Oberschenkel: 1 Neuronen ''versorgt'' 2000 Muskelfasern
- Kontraktionsstärke je nach anzahl der aktivierten Motorischen Einheiten/Frequenz des Nervenimpulses
- alles oder nichts Prinzip
- 1 Muskel wird von vielen Motorischen Einheiten versorgt
Muskeltonus
- einige Fasern des Muskels ziehen zusammen
- geringe Spannung --> hilft bei Körperhaltung mit
- schwache und unwillkürliche Kontraktionen ; verschidene Motorische Einheiten wechseln sich ab.
Energieberietstellung
Arten
- Keratinphosphat
- Glykolyse
- Zellatmung
Keratinphosphat
- Muskeln liefern in Ruhe mehr ATP als gebraucht wird
- Herstellung Keratinphosphat
- Keratin Kinase überträgt ein P von ATP auf Keratin --> ADP = Keratinphosphat
- gebildet in Leber, Pankreas und Niere, in Muskel bevördert
- Bei Bedarf: Keratinposphat ADP gibt P ab, ADP wird zu ATP
- Kreatinin geht via Harn verloren, Aufnahme von Kreatin durch Nahrung
- --> für ungef. 9-10s
Glykolyse
- wenn Kreatinphosphatvorrat aufgebraucht ist
- Glucoseabbau (Blut oder Leber) --> erzeugen von ATP
- --> für ungef. 30-40s
- entstehen von Benztraubensäure --> Milchsäure--> geht ins Blut
- --> durch Zellatmung abgebaut --> darum ''nacheschnuufe''
Zellatmung
- Mitrochondrien produzieren mit O2 ATP (aus Aminosäuren, Rettsäuren, Brenztraubensäure)
- langsamer als Glykolyse
Aufgabe Muskulatur
- Körperbewegung
- Körperhaltung (aufrecht, stabilisierung in Gelenken)
- Speicherung und Bewegung von Stoffen (Verdauung)
- Wärmeerzeugung (Zittern)
- Energieumsatz
Eigenschaften Muskulatur
- jeder Muskel von Nerv versorgt
- erregbar durch elektrische Rieze
- Kontraktion : Spannung steigt
- dehnbar
- elastisch
- Anz. Muskelfasern bei Gebrut festgelgt
- keine Nacherzeugung bei Zerstörug
- ''mehr Muskeln'' = dickere Muskelfasern durch Eiweissablagerungen (?))
- eine Muskelfaser mehrere Zellkerne
- Muskelfaser 100-1000 Myofibrillen
- Sarkoplasma (Muskelzellplasma)
- Mitrochondrien Energieproduktion
Totenstarre
- kein ATP --> SR durchlässig
- Calcium in Zelle frei --> Tropomyosin weggeschoben
- Andocken der Köpfchen --> kein ATP zum lösen mehr.
- Enzyme lösen Proteine auf ---> Schwabbel
