Zellbiologie 2 ZHAW HS14
Zellbiologie Alles
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Cartes-fiches
Hippocampus
Eine der evolutionär ältesten Strukturen des Gehirns
zentrale Schaltstation des limbischen Systems
Überführung von Gedächtnisinhalten aus dem Kurzzeit- ins Langzeitgedächtnis (Pförtner)
Räumliche Orientierung
Zwischenhirn
Zwischenhirn liegt zwischen Grosshirn und Hirnstamm und erfüllt wichtige vegetative Aufgabe, z.B. hälte es balance zwischen Sympathikus und Parasympathikus. Ausserdem verarbeitet es Gefühle wie Trauer und Freude.
Es besteht aus: Thalamus, Hypothalamus, Subthalamus, Metathalaums und Epithalamus.
Thalamus
Thalamus ist vermittler von sensorischer und motorischer Signale zum und vom Grosshirn nachdem er sie zuvor gefiltert hat. (Tor zum Bewusstsein)
Struktur von Nervenzellen
1.Dendriten
2. Zellkörper (Soma)
3. Nervenfaser (Axon)
4. Synapsen
Dendriten
Dendriten sind Wurzelartie verästelungen am Soma (Zellkörper) an welche Axon über Synapsen andocken können und so Reize auf die Zelle übertragen können. Eine Nervenzelle hat mehrere Dendriten. Synapsen anderen Zellen können aber auch direckt an den Zellkörper (Soma) andocken.
Soma (Zellkörper)
Das Soma enthält: Mitochondrien, ER, Gogli-Apparat, Zellkern.
Am Soma "hängen" die baumartig verästelten Dendriten und auch das Axon führt von Soma weg zur nächten Zelle oder zum Muskel. Im Soma wird die das Ruhepotential aufgebaut und bei starker abweichung vom Ruhepotential Signale über das Axon weitergeleitet.
Nervenfaser (Axon)
Das Axon einer Nervenzelle kann bis zu 1m lang werden. Über sie werden die Reize zur nächsten Zelle weitergeleitet. An ihrem Ende sind sie über eine Synapse mit der nächsten Zelle verbunden. Axone sind von einer isolierenden Schicht der Myelinscheid umeben. Diese Myelinscheide besteht aus Schwanschen Zellen die sich um Das Axon wickeln. Sie lassen nur kurze Bereiche frei die sogenannten Ranvierschen Schnürringe.
Synapsen
Die Verbindungstellen zwischen zwei Nervenzellen heissen Synapsen. Eine Synapse besteht aus der präsynaptischen Endigung (synaptisches Endköpfchen und präsynaptische Membran) einer Nervenzelle und der postynaptischen Membran an einem Dendriten oder Soma der nächsten Zelle. Die Informationsübertragung an den Synapsen erfolgt über Neurotransmitter.
Funktion Soma
Genexpression und Proteinproduktion
Aufrechterhaltung des ionischen Gleichgewichtes
Lipid- und Membranproduktion
Integration von Signal und anderen Neuronen
Generieren des Aktionspotenzials am Axonhügel
Funktion Axon
Aufrechterhaltung des Ionischen Gleichgewichtes
Aufrechterhaltung der Struktur
Signalweiterleitung
Axonaler Transport (Retrograd und Anterograd)
Myelinscheide
Besteht aus Schwanschen Zellen (im PNS) oder Oligodendrocaten (im ZNS) und umhüllen Axone.
Nur kleine Freie Stellen (RanvierscheSchnürringe)
Erhöhen geschwindigkeit der Signalweiterleitung und Isolieren Axone
Schwansche Zellen
Kommen nur im peripheren Nervensystem vor!!
Bilden die Myelinscheide und ihre Lücken bilden die Ranvierschen-Schnürringe.
Schützen Axon und erhöhen die geschwindigkeit der Signalweiterleitung.
Eine Schwansche Zelle kann nur ein Axon umhüllen.
Ranviersche-Schnürringe
Lücken zwischen Myelinschweiden
sorgen für erhöhte (schnellere) Signalweiterleitung da bei jedem Ring ein Ionenkanal, der bei übertretten des Schwellenpotentials geöffnet wird und so zu einer zusätlichen depolarisation führt, die sich dann entlang dem Axon vortsetzt!!
Gliazellen
Bedeutende heterogene Gruppe von nichtneuronalen Zelltypen des Nervensystems die Puffer- und Isolationsfunktionen übernehmen.
Sie dienen nicht direkt der Informationweiterleitung (haben keine Axone oder Dendriten und können kein Aktionspotential bilden oder weiterleiten.)
Können sich auch im erwachsenen Nervensystem unter gewissen Umständen noch vermehren.
Eigentlich 10 bis 50 mal mehr Gliazeleln als Nervenzellen im Nervensystem von Wirbeltieren aber viel weniger erforscht.
Werden unterteilt in: Mikroglia und Makroglia, wobei es 3 Arten von Makroglia zellen gibt: Schwansche Zellen (PNS), Oligodendrocyten (ZNS), und die Astrocyten (ZNS)
Mikroglia
Teil des Immunsystems des Gehirns, wandern in grossen Mengen in beschädigte oder entzündete Hirnbereiche.
Sie sind nicht ektodermalen Usprungs, sondern stammen von den Makrophagen ab sind also mesodermal.
Besitzen phagocytotische Aufgaben und werden bei Verletzungen des Nervensystems aktiviert.
Makroglia
Werden unterteilt in Schwan'sche Zellen, (PNS), Oligodendrocyten (ZNS) und Astrocyten (ZNS)
Astrocyten
Kommen nur im ZNS vor !! bilden die Mehrheit der Gliazellen im zentralen Nervensystem
unregelmässige From mit langen Fortsätzen
besitzen reseptoren für Neurotransmitter
wichtige rolle bei der Entwicklung des ZNS
Stellen die eigentliche Blut-Hirn-Schranke her!
Stellen kontakt zwischen Neuronen und Blutbahn her z.B. zur Nährstoff übertragung!
Oligodendrocyten
Kommen nur im ZNS vor !!
Bilden Myelinscheiden um Axone (im ZNS) ! Ein Oligodendrozyt kann mehrere Axone umhüllen.
Schütten Wachstumsblockierende Moleküle aus die in verdacht stehen Regeneration von Nervenzellen im ZNS zu verhindern!
Unterschiedliche Neuronentypen:
motorische Neuronen
sensorische Neuronen
Interneuronen
Motorneuronen
werden auch als efferente Nerven bezeichnet.
Entsenden Axone aus dem NS und bilden Synapsen mit Muskelfasern; sie werden durch höhere motorische Zentren im Gehirn gesteuert! (motorischer Cortex)
Übermitteln die Impulse vom Gehirn und Rückenmark zu den Muskeln und Drüsen und sorgen für die Muskelkontraktion oder lösen die ausschüttung von Hormonen aus
Sensorische Neuronen
auch afferente Nerven genannt.
Sie leiten Informationen von den Rezeptoren der Sinnesorgane oder anderer Organe an das Gehirn und Rückenmark oder die Nervenzellen des Darms weiter. Die übermittelten Informationen dienen der Wahrnehmung und der gesamten Bewegungskoordination.
Interneuronen
Interneuronen bilden die größte Menge an Neuronen im Nervensystem und sind nicht spezifisch sensorisch oder motorisch. Sie verarbeiten Informationen in lokalen (örtlichen) Schaltkreisen, oder vermitteln Signale über weite Entfernungen zwischen verschiedenen Körperbereichen. Sie haben eine Vermittlerfunktion.
Reflexbogen
Als Reflexbogen wird in der Physiologie die kürzeste Verbindung zwischen Rezeptor und Effektor über die Nervenzellen eines bestimmten neuronalen Erregungskreises bezeichnet.
Ruhepotential
Als Ruhemembranpotential, auch knapp Ruhepotential, (RMP bzw. RP) wird das Membranpotential von erregbaren Zellen in Ruhe bezeichnet, so das von nicht erregten Nervenzellen oder Muskelzellen, im Unterschied beispielsweise zu deren Aktionspotential (AP) als einer charakteristischen, vorübergehenden Abweichung vom Ruhepotential bei Erregung
Beträgt bei den meisten Zellen -70mV und kommt zustande über K+ und A- im innern der Zelle und Na+ sowie Cl- aussen.
WIe wird Ruhepotential gehalten?
Unter ATP verbrauch werden 3Na+ nach aussen und nur 2K+ nach innen Transportiert so kann potential von -70mV im innern der Zelle gehalten werden.
Nernst Gleichung
Gleichung zur Berechnung des Potentialunterschiedes, welche sicher NICHT auswendig gelernt wird!!
EPSP
exzitatorisches postsynaptisches Potential
erregendes Signal das durch neurotransmitter und deren befehl zur öffnung der Na+ kanäle in der Folgenden Zelle zu einer depolarisation der folgenden Zelle führt. Ist die depolarisation genügend hoch oder bleibt lange genug bestehen leitet diese Zelle das signal auch wieder weiter. ( wenn Schwellenwert von -50mV im Soma überschritten wird)
IPSP
inhibitorisches postsynaptisches Potenzial
synapse erster Zelle schüttet Neurotransmitter aus, welche die K+ und Cl- Kanäle der folgenden Zelle öffnen. Da K+ Kanäle nur von Innen nach aussen für K+ passierbar und aussen mehr Cl- minus als innen, wird Zelle Hyperpolarisiert und somit eine erregung der Zelle gehemmt, es wird eine Signalweiterleitung verhindert!!
Aktionspotenzial
gesamter Verlauf der Signalweiterleitung (ein aktionspotential entseht nur wenn Schwellenwert überschritten wird!)
langsame Depolarisation bis zum Schwellenpotential
dann überschreiten des Schwelenptentials starker anstieg der Depolarisation bis +30mV
rückkerh in richtung ruhepotential wobei dieses meistens zuerst unterschritten wird (Hyperpolarisation) bis sich das Ruhepotential wieder eingestellt hat.
Refraktärzeit
Zeit die nach einem Aktionspotenzial benötigt wird bis die Zelle bereit ist ein neues signal weiterzuleiten sprich neues Aktionspotenzial zu generieren.
Sprich bis das Axon oder die Kanäle wieder erregbar sind!!
Dauer ist abhängig von Öffnungsdauer der Kanale und auch von Schliessungsdauer der Kanäle.
Alles oder Nichts ( all or nothing)
Entweder wird ein Aktionspotential weitergegeben ( bei überschreiten des Schwellenpotentials) oder es wird gar nichts weiter gegeben etwas dazwischen gibt es nicht !!
Spannungsgesteuerte Ionenkanäle
Öffnen sich auf grund von Spannungsunterschieden sprich bei depolarisation oder Hyperpolarisation.
Sind beteiligt bei der Auslösung des Aktionspotentials (bei überschreitung des Schwellenwertes) und bei der rückkehr ins Ruhepotential
Ligandengesteuerte Ionenkanäle
Werden über Liganden die an Rezeptoren andocken geöffnet. Spielt sich das Ganze im Synpatischen Spalt ab, so sind die die Liganden Neurotransmitter, welche von der vorgängerzelle in den Synaptischen Spalt ausgeschüttet werden.
Natrium-Kalium-Pumpe
Ionenpumpe in der Zellmembran die für die Aufrechterhaltun des Ruhepotentials sorgt.
unter ATP verbrauch werden 3Na+ nach aussen und "nur" 2K+ nach innen transportiert, dadurch kann das Ruhepotential gehalten werden. dies ist nötig, das Na+ auch ohne Pumpen von aussen nach innen diffundiert und ansonsten das Ruhepotential so nicht gehalten werden könnte.
Saltatorische Signalweiterleitug
Durch die Myelinscheiden und den damit verbundenen Ranvierschenschnürringen verstärkte Signalweiterleitung.
Die Myelinscheiden Isolieren das Axon vom rest des gewebes (kein Ionenaustausch o.ä). Bei Ranvier'schen Schnürringen sitzen Na+ Kanäle welche sich bei depolarisation öffnen und Na+ nach innen strömen lassen. Dies führt zu weitere depolarisation am nächsten Ranvier'schen schnürring so das praktisch ohne zeitverlust das signal weitergegeben werden kann.
Präsynaptische Membran
Membran der Zelle von welcher das Signal kommt (vor der Synapse)
Postsynaptische Membran
Membran der Zelle, an welche das Signal weitergeleitet wird (nach der Synapse)
Elektrische Synapsen
Bei elektrischen Synapsen werden die Aktionspotenziale durch Gab Junctions weitergeleitet.
Gab Junctions verbiden die Präsynaptischemembran direkt mit der Postynaptischen Membran, so dass das Potential direkt von einer in die nächste Zelle wandern kann praktisch ohne Zeitverlust. Deshalb sind elektrische Synapsen geeignet um die elektrische aktivität in einer ganzen Gruppe von Nervenzellen zu synchronisieren bzw. schnell über mehrere Zellverbindungen zu übertragen.
Chemische Synpase
Aktionspotential kommt an ende des Axons an.(pryäsynaptische Membran)
Hier öffnen sich Na+ kanäle und sorgen für eine noch stärkere Depolarisation. Diese führt zu einer öffnung der Ebenfalls Spannungsgesteuerten Ca2+ kanälen.
Ca2+ Ionen strömen zum Axonende wo sie die auschüttung von Vesikeln mit Neurotransmittermolekülen in den Synaptischen Spalt auslösen.
Die Neurotransmiter diffundieren durch den Synaptischenspalt zur Postsynaptischen Membran und docken dort an die Na+-Kanäle an, welche sich öffnen.
Ionenkanäle werden geöffnet und ein EPSP oder ein IPSP entseht und wird weitergeleitet.
Freisetzung von NT
Vesikel gefüllt mit NT bewegen sich durch das Axon entglang zum Synapsenkopf. Dort docken sie an Spezielle proteine in der Präsynaptischen Membran.
Kommt nun Ca2+ in den Synapsenkopf, so löst dies eine Verschmelzung des Vesikels mit der Präsynaptischen Membran aus, wodurch die Neurotransmitter in den synaptischen Spalt ausgeschüttet werden.