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Molekulare Pharmakologie und Toxikologie

Molekulare Pharmakologie und Toxikologie

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B. D.
Lernen
B. D.
Diese Lernkarten behandeln auf Universitätsniveau die Biologie von Hormonen und Rezeptoren, mit Fokus auf Proteine, Zellen und deren Wirkungen. Sie decken Themen wie GABA, Glutamat, Acetylcholin und die Steuerung von Hormonausschüttungen ab, einschließlich der Rolle von Agonisten und Antagonisten. Besonders nützlich für Medizinstudenten und Biologen, die sich mit neurobiologischen und endokrinen Prozessen vertraut machen möchten.
Karten
189
Lernende
12
Sprache
Deutsch
Kategorie
Biologie
Stufe
Universität
Erstellt / Aktualisiert
03.04.2014 / 23.07.2017
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Lernkarten

Beschreibung und Funktion PNS (peripheres Nervensystem)

  • Das PNS wird weiter unterteilt in das somatische und das autonome Nervensystem.
  • Das somatische Nervensystem regelt die willkürliche und reflektorische Motorik
  • das autonome (auch vegetative) Nervensystem kontrolliert die Vitalfunktionen wie Herzschlag, Blutdruck, Verdauung und Stoffwechsel

Bestandteile einer Nervenzelle und Funktionen der Bestandteile

  1. Zellkörper (Soma)
  2. Dendriten: leiten Signale zum Zellkörper
  3. Axon (bei Eukaryoten mit Myelinscheide bestehend aus Schwannschen Zellen): Leiten Signale zu ihrer Spitze, also vom Zellkörper weg.
  4. Synapsen: dienen der Übertragung von einer Nervenzelle zur nächsten über die Ausschüttung von Neurotransmittern.
     

Welche funktionelle Typen von Neuronen gibt es?

  • Sensorische Neuronen
  • Interneuronen
  • Motoneuronen

Die Klassen der Neuronen lassen sich weiter morphologisch unterscheiden.

Aktionspotenzial

Die Zelle weist ein Ruhepotenzial von ca. -60 mV bis -100 mV auf. Öffnen sich durch einen Reiz (chemisch oder elektrisch) die Ionenkanäle, so strömen positiv geladene Natriumionen ein und das Membranpotenzial ändert sich. Gleichzeitig schliessen sich die K+ Kanäle und Kalium kann nicht mehr aus der Zelle hinaus diffundieren. Es wird "positiver". Damit ein Aktionspotenzial ausgelöst wird, muss der die Depolarisation ca. +15 bis +20 mV betragen --> Schwellenpotenzial

An ein Neuron sind mehrere Synapsen gekoppelt. Damit ein Aktionspotenzial ausgelöst wird, muss die Summe der aktivierten erregenden gegenüber den aktivierten hemmenden Rezeptoren überwiegen.

Im Neuron gibt es eine sogenannte Triggerzone, an der sich besonders viele Natriumkanäle befinden. Wird der Schwellenwert von -55 mV überschritten so wird die Triggerzone besonders angeregt und explosionsartig öffnen sich die Natriumkanäle. Das Zellpotenzial steigt stark an und in der Aufzeichnung ist ein Spike zu erkennen.

Gleichzeitig, aber langsamer, öffnen sich die Kaliumkanäle und Kalium strömt aus der Zelle hinaus. Somit sinkt das Membranpotenzial wieder ab. Es kann kurzzeitig sogar depolarisieren, also unter die -70 bis -90 mV des Ruhepotenzials sinken.

Für kurze Zeit ist das Axon jetzt nicht mehr erregbar. Man spricht von der Refraktärzeit.

Wie kommt das negative Ruhepotenzial zustande?

  • Die Lipid-Protein Membran trennt das Innere der Zelle vom extrazellulären Raum und ist nicht für alle Ionen gleich durchlässig. Aufgrund von unterschiedlicher Ionenverteilung in beiden Medien entsteht zwischen Innen und Aussen eine Potenzialdifferenz.
    • Die Zellmembran ist für Na+ Ionen praktisch undurchlässig. Es werden spezielle Ionenkanäle für den Transport benötigt.
    • K+ Ionen können hin und her diffundieren.
    • Im Zellinneren sind fast keine Cl- Ionen vorhanden. Diese befinden sich im Zelläusseren.
    • Im Zellinneren befinden sich grosse Anionen, die eine grössere negative Ladung darstellen als die Cl- Ionen ausserhalb der Membran.

Wozu wird ein Aktionspotenzial benötigt?

  • dient der Informationsübertragung von einer Zelle zur nächsten im Organismus
  • Erregung einer Nerven- oder Muskelzelle durch eine Änderung des Membranpotenzials

Wie werden Aktionspotenziale über das Axon weitergeleitet?

Das durch Ioneneinstrom entstandene Aktionspotenzial depolarisiert benachbarte Membranregionen. Dadurch wird an der benachbarten Stelle ein zweites Aktionspotenzial ausgelöst (spannungsabhängige Natriumkanäle öffnen sich). An der Stelle des ersten Aktionspotenzials wird inzwischen K+ ausgeschüttet und so die Membran repolarisiert

Das zweite Aktionspotenzial löst ein drittes aus usw.

Das Aktionspotenzial kann nur in die Richtung des Axons wandern aufgrund der Refraktärphase. Kurz nach Entstehen des Aktionspotenzials kann die Zelle nicht weiter erregt werden somit kann die Erregung nicht rückwärts laufen.

Bei eukaroytischen Zellen ist das Axon mit Schwannschen Schnürzellen umkleidet. Zwischen den Zellen befindet sich ein Zwischenraum, ein sogenannter Schnürring. Das Aktionspotenzial "springt" nun von Schnürring zu Schnürring und kann so viel höhere Geschwindigkeiten erreichen.

Welche Arten von Synapsen gibt es?

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  • Axo-somatishe Synapsen: sie sitzen am Zellkörper (Soma)
  • Axo-dendritische Synapse: sie sitzen am Dendriten
  • Axo-axonische Synapse: sie sitzen am Axon Endknöpfchen

Wie wird der Transmitter im synaptischen Spalt abgegeben?

Das Aktionspotenzial erreicht das Ende des Axons. Dadurch werden spannungsgesteuerte Ca2+ Kanäle geöffnet und Ca2+ strömt in die Zellen hinein Die Konzentration steigt innerhalb von ca. 2ms um mehrere Zehnerpotenzen an (Im Ruhezustand ca. 10^-7M). Ca2+ aktiviert bestimmte Proteine, welche an die Membran des Synapsen-Endknopfes wandern können. Der Keil, der die Vesikel vorher blockiert hat, wird weggestossen und der Vesikel wandert an die Memran. Dort verschmilzt er mit der Membran, die Transmitter werden ausgestossen und wandern über den synaptischen Spalt an die Membran der nachfolgenden Zelle. Dort binden die Neurotransmitter an die Rezeptoren und übertragen so die Information von der einen an die andere Zelle.

Welche Sorten Neurotransmitter gibt es?
 

  • Acetylcholin
  • Aminosäuren (GABA, Glutamat, Glycin)
  • Monoamine (Dopamin, Noradrenalin, Serotonin, Hisatmin)
  • Peptide
  • ATP

Funktionsweise mit Acetylcholin als Neurotransmitter

Acetylcholin ist geladen und hydrophil. Es kann also nicht einfach durch die Membran diffundieren. Acetylcholin ist in den Vesikeln sehr konzentriert vorhanden. Wenn ein Vesikel mit der Membran verschmilzt wird immer ein Überschuss an Acetylcholin freigesetzt. Der Überschuss muss abgebaut werden, da sonst eine Dauererregung stattfinden würde. Er wird in Acetat- und Cholinreste aufgespalten und über Natriumabhängige Pumpen in des Synapsenköpfchen überführt und durch Energieaufwendung wieder zusammengebaut. Energetisch gesehen ist es günstiger wenn Acetylcholin zuerst zerlegt und dann wieder zusammengebaut wird als wenn das grosse Molekül durch die Membran diffundieren müsste.

Unterteilung vegetatives Nervensystem

Das vegetative Nervensystem besteht aus Parasympathikus (beruhigend) und Sympathikus (anregend)

Wie verläuft der Weg vom Gehirn zum Effektororgan (=wo das Signal hin soll)?

Vom Gehirn verläuft ein Nervenstrang zu den Ganglien. Von dort verläuft ein weiterer Nervenstrang zum Zielorgan. Der Nervenstrang vom Gehirn zum Ganglion nennt man präganglionäres Neuron und er ist Teil des ZNS. Die postgangliären Neuronen befinden sich nicht mehr im ZNS sondern gehören zum peripheren Nervensystem.

  • Im somatischen Nervensystem gibt es keine Ganglien. Der Nervenstrang verläuft vom Gehirn direkt zum Zielorgan. Dort befinden sich im Muskel die nikotinischen Acetylcholin Rezeptoren.
  • Im peripheren Nervenssystem gibt es bei den Ganglien den nikotinischen Acetylcholin Rezeptor. An den Zielorganen befinden sich dann adrenerge Noradrenalin und muskarinische Acetylcholin Rezeptoren.

Wie ist der Sympathikus aufgebaut?

  • Die präganglionären Neuronen verlassen das Rückenmark zwischen Brust- und Lendenmark Wirbeln.
  • Als präganglionärer Transmitter dient Acetylcholing. Als postganglionärer Transmitter dient Noradrenalin --> adrenerges System.
  • die Ganglien liegen von den Organen entfernt. Es gibt also lange postganglionäre Neuronen.

 

Wie ist der Parasympathikus aufgebaut?

  • Die parasympathischen Neuronen entspringen dem Stammhirn und dem Kreuzmark.
  • Die Ganglien sind weitläufiger verzweigt als beim Sympathikus, liegen aber näher an den Organen.
  • Als Transmitter dient ausschliesslich Acetylcholin --> cholinerges System

Wirkung vom Sympathikus auf das Auge

Weitung der Pupille

Wirkung vom Sympathikus auf die Speicheldrüsen

zähflüssiger Speichel

Wirkung vom Sympathikus auf Herz und Gefässe

Erhöhung von Herzfrequenz und Schlagvolumen
 

Wirkung vom Sympathikus auf die Lunge

Weitung
 

Wirkung vom Sympathikus auf die Leber

Glycogen- und Fettabbau

Wirkung vom Parasympathikus auf die Augen

Tränenflüssigkeit, Verengung der Pupille

Wirkung vom Parasympathikus auf die Speicheldrüsen

Wässriger Speichel, welcher die Verdauungsprozesse anregt.

Wirkung vom Parasympathikus auf Herz und Gefässe

Verlangsamung von Herzfrequenz und Schlagvolumen

Wirkung vom Parasympathikus auf die Lunge

Verengung, Schleimsekretion

Wirkung vom Parasympathikus auf die Verdauung

Anregung
 

Wirkung vom Parasympathikus auf die Leber

Glycogen- und Fettsynthese

Wirkung vom Sympathikus auf die Verdauuung

Hemmung

Was sind Afferente Bahnen?

Wege, über die Informationen von den Organen (Haut, Gelenke, Skelettmuskeln, Eingeweide) ans ZNS übermittelt werden.

Was sind Efferente Bahnen?

Wege, über die vom ZNS Informationen an die Organe (Skelettmuskeln, Drüsen, glatte Muskulatur, Drüsen) übermittelt werden.

viscerale Afferenzen

von den Eingeweiden zum ZNS

somatische Afferenzen

von der Haut, Gelenke, Skelettmuskeln ins ZNS

motorische Efferenzen

vom ZNS zur Skelettmuskulatur

vegetative Efferenzen

Vom ZNS zu den Drüsen, glatter Muskulatur und zum Herzmuskel

Parasympatomimetika

cholinerge muscariniche Agonisten

cholinerge muskarinische Agonisten

Parasympathomimetika
 

Parasympatholytika
 

anticholinerg = muskarinische Antagonisten

anticholinerg

muskarinische Antagonisten = Parasympatholytika

adrenerg

adrenerge Agonisten = sympatomimetisch

Sympatomimetisch

adrenerge Agonisten

adrenerger Agonist

Sympathomimetika

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