Nervensystem

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Langue Deutsch
Catégorie Médecine/Pharmacie
Niveau Université
Crée / Actualisé 26.05.2020 / 06.06.2020
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Entwicklung des PNS

Zellen der Neuralleiste verlagern sich nach Schluissung der Neuralrinne ins Mesoderm

- Alle Bestandteile des PNS entstehen aus Neuralleistenzellen

 -> sensible und vegetative Ganglien mit den schwannschen Zelln, Nerbennierenmark, Melanozyten der Haut

Gliazellen

- übernehmen Stützfunkttionen, indem diese Räume zwischen Perikaryon, Dendriten und Axonen und Nervenzellen ausfüllen un damit der Organisation und der räumlichen Trennung der Neurone dienen (Astrozyten)

- stoffwechselaktive Aufgaben (Astrozyten)

- Myleinscheiden (Oligodendrozyten)

- Regenerationsvorgänge (Radiärglia)

- Phagozytose (Mirkoglia)

- Blut-Hirn-Schranke (Astrozyten)

 

Ependymocyten

- Ventrikelwand im ZNS (Gliazellen) -> trennen Liquor vor Hirnzellen

- Neuroepithelzellen 

Gliazellen im PNS

- Schwann'sche Zelle: myelisierende und nicht mylinisierende (Zelle umfasst mehrere Axone - Remak Bündel)

- Mantel oder Satellitenzellen

  •  umgeben das Perikaryon von Nervenzellen vegetativer Ganglien und Spinalganglien
  • zum angrenzenden Bindegewebe durhc Basalmembran getrennt
  • stegen mit Kapillaren in funktionellem Kontakt und übernehmen für die Ganglienzellen stoffwechselaktive Afgaben

proplasmatische Astrozyten

in graue Substanz des ZNS

kurze, verdickte Fortsätze stehen mit Neronen, Synapsen und perivaskulärer Scheiden mit Blutkapillaren in Verbindung

 

Fibrilläre Atrozyten

in weisser Substanz

lange, unverzweigte Fortsätze, legen den NErvenfasern parallel an

Glutamat Inaktivierung und Glutamat Recycling

- Glutatmat wird im synaptischen Spalt durch spezifische Transporter aufgenommen -> INaktivierung

- Im Astrozyt wird Glutamin umgewandelt, gepseichert und wieder an terminale Boutons abgegebn (Recylcling)

Schädigung Regilationsmechanismus der Astorzyten

Ödembildung, da sie die Ionenkonzentaiondes Nervengewebes regulieren, sind ebenso durch Gap-junctions mit anderen Astrozyten elektrische gekoppelt

Radiärglia

bilden während der Entiwkclung für die Neuronenwanderung Leitstrukturen mit ihren Fortsätzen

 

Oligodendrozyten

- neuroektodermale Herkunft (Neuroglia oder Makroglia genannt (zusammenmit Astrozyten)

- bildet Myelin im ZNS

kann mehrere Axone myliniseren

- ist postmitotisch - kann nciht dedifferenzieren (wenn nicht in Kontakt mit Axon -> Apotose)

- hemmt das Axonwachstum  -> daher im ZNS höhrerer Wirbeltiere die Regeneration der Nervenbahnen nciht möglich

Mikroglia/Hrotega Zellen

- mesodermale Ursprung -> wandern während frphen NEtwicklung ins ZNs, bevor Blut-Hirn-Schranke sich bildet

- kleine, meist sternförmige Zellen in der Nähe von Gefässen

ortsständige immunkompetente Zellen im ZNS -> können Sauerstoffradikael und Stickoxide freisetzen, Zytokine sezenieren und Antigene präsentieren

Herkungt der Schwann'sche Zelle

entstammen aus der Neuralleiste und wandern entlang den auswachsenden Nervenfasern in die Peripherie

 

Remak- Bündel

nicht zu mylisierende Axoen der Schmerzfaserm, werden iBündel gefasst und on nicht myelinisierenden Schwann'Zellen umgeben

- Schwnan'sche Zellen können im Gegensatz zu Oligodendrozten  dedifferenziern und erneut profilieren wenn nicht im Kontakt mit Axon 

Meninges/Hirnhäute

aussen: Dura mater

inen: Archanoidea und Pia mater

 

Archanoidea und Dura mater liegt Dura dicht an, ist durch Kapillarne getretnnt und ist mit PIa durch Trabekel udn Septen verbunden

Pia mater ist die gefässführende Hirnhaut

schneller axonaler Transport

200-400 mm/Tag

- anterograder Trnasport von Organellen zur Endverzweigung/Synapse

- anterograder Transport von Vesikel mit Neurotransmitter und Rezeptren

- Retrograder Transport von Membranbestandteilen zur Rezyklierung in die Lysosomen und Perikaryon 

 

-> Mikrotubuli, Mikrotubuli-assoziierte Proteine, Motorproteine und Energie in FOrm von ATP ist wichtig für schnellen Trnasport

Langsamer Trnasport 

Axoplasmastrom ; 1-5 mm/Tag

- Transport von Bestandteilen des Cytosols und des Cytoskeletts ohne Beteiligung von Mikrotubuli und Motorproteinen

- wichitg beim Nachwachsen und durchtrennten Axonen

MAPs

tubulin-bindende Proteine -> beeinflussen Stabilität von Mikrotubuli und Assoziation von Mikrotubuli mit anderen Zellstrukturen

Waller Degeneration

Abbau von axonen, wenn sie vom Perikaryon getrennt werden, axoplasmatischer Transport ist unterbrochen (Axone haben keine Ribosomen -> alle Proteine müssen im Perikaryon hergestellt werden und transportiert werdne)

Kinesine

anterograder Transport

- zwei schwere und zwei leiche Ketten, wandern bervorzugt zum + Ede

- betrieben ATP-abhängigen Transport von Organellen

N-KInesine: Transport zum + Ende

M-Kinesin: Depolymersiation Mikrotubuli

C-Kinesin: Transport zum - Ende

KIF: Kinesin Superfamilie, molekular Motoren, welche direktionalen Trnasport von verscheidensten Cargoeinheiten in bestimmte Komponente

Dyneine

- retrograder Trnansport

-s ehr grosse Proteine

- bestehen aus zwei scheren und verscheidenen Anzah von zwischem und leichten Ketten

wandern bevorzugt zum MInus-Ende

sind die grsösstne un schnellsten Motorproetine

Myosin

Myosin V: Vesikeltransport zum PLus-Ende von Mikrofilamenten

Myosin VI: zum Minus-Ende

 

Transportprtoein entlang von Actinfilametne (wichitg für die Regeneration von Nervenfasern mittel Myosin I -> Trnasport von axopalsmatischen Reticulum)

Rolle von AKtinfilamenten

wirkem als Filter im Axonhügel, indem sie Proteine, die in Dendriten transportiert werden müssen, abfangen und umleiten

ebenso ist eine wichitge Funkton des Actin-Myosin vermittelnden Trnasports die Rezyklerung von Neurotransmittervesikeln am Axonende und der Synapse

Regeneration bei Axondruchtrennung

bei einer Axotomy zieht sich das proximale Ende des Axons ein wenig zurück, distale Ende des Axons degeneriert

-> Schannsche Zellen dedifferenzieren und profilieren, dabei sezenieren sie NGF udn induzieren, dass das Axon regeneriert und entlang dem Fasertrakt in Richtung Zielzelle wächst - >Schwannsche Zelle übnehmen die NGF-Synthese bis das regenerierte Axon die Zielzelle erreicht aht

Mikrotubuli Toxine

Cholchizin: bei hoher Konzentration -> Depolymerisation von Mikrotibuli, bei miedriger Konzentration -> Mitose Inhibitor

Behandlung von Gicht

Taxol: stabilosert Mikrotibuli bei niedrigen Konzentrationen, wird als Krebsmedikament eingesetzt

Nocodazol: bei hoher Konzentration: Destabiliserung von Mikrotubuli, könenn keine Metaphasespindel aufbauen -> anhaltende Verabreichung: Zelltod

Nocodazol

Verschiedene Potentiale bei Neuronen

1. sensorpotentiale und postsynaptische Potentiale: aus Sensoren oder vorgeschalteten Neuronen

2. Aktionspotentiale: innerhalb des Nerven

EPSP

exzitatorisches postsynaptisches Potential: 

Na+ strömt ein -> Ka+ und Na+ stossen sich ab -> Depolarisationswelle

- nur über kurze Distanz

Gründe für schnellen Stärkeverlsut des EPSP

- kleine Amplitude des PSP

- Leckstörme (Ka+ verlässt Zelle durch Ruhekanäle)

- Zytoplasmatischer Widerstand; Abbremsen der Bewegung der Na+ IOnen durch Moleküle, ORganellen

Konvergenz und Divergenz

Kovergenz: Mehrere präsynaptsiche Neurone beeinflussen eine geringere Anzahl postsynaptischer Neurone

Divergenz: Präsynaptische Neurone beeinflsusen mehrere postsynaptische Neurone

Abschnitte der Myelinschicht

Nodium/Ranvier-Schürring: hohe Dichte an Na-Kanälen, kaum K-Kanäle -> Ort der Depolarisation und AP-Bildung

Para- und Juxtaparanoidium: kaum Na-Kanäle, hohe Dichte K-Kanäle, K-Ausstrom bei Repoarisation

Internodium: keine Kanäle

Aufbau des Na-Kanals

Proteinkette, Domänen I-iV und 4 x 6 alpha Helices S1-6

Segment  > Spannungssensor -> viele postiv geladene Aminosäuren

Zwischen S5 und S6: Porenschleife => Slektivitätsfilter

Inaktivierungstor zwiscchen Domänen III, S6 und Domäne IV, S1

Stellen für Phosphorylerungen: im intrazellulären Loop zwischen I, S6 und II, S1

Absolute und relative Refraktärphase

Absolute Refraktärphase: Faser ist vollkommen unerregbar

Relative Refraktärphase: Faser ist vermindernd erregbar

passive Membraneingenschaften eines Neurons

- Membranwiderstand -> Wird durch Dichte der K-Ruhekanälen gemessen (Je grösser die Dichte und Leitfähigkeit der K-Kanäle , desto geringer ist der Membranwiderstand)

- Membrankapazität -> Kapazität zwischen Na+ und Cl- Ionen C - ( (Permeabilität des Dielektrikums) x A (Fläche)) / d

- intrazellulärer Längswiderstand -> Moleküle und Ionen stossen die ganze zeit mit anderen Molekülen und Ionen des Somas zusammen, wichtiger Parametere ist die Längskonstante Wurzel aus (a (Radius Neurit) x R(Membranwiderstand) / 2x R (Längswiderstand)

Längskonstante bei nicht myelinisierten und myelinisierten Fasern

nicht myelinisiert: klein -> geringe Reichweite, geringe Leitungsgeschwindigkeit

myslinisiert: gross -> grosse Reichweite, grosse Leitungsgeschwindigkeit

selektive Hemmer Na-Kanäle  und slektive Hemmer K-Kanäle

Na-Kanäle: Tetrodotoxin (TTX), Saxitoxin

K-Kanäle: Tetraethylammonium (TEA)

Wichtige Charakteristika der elektrischen Synapse

- prä- und postsynaptische Zelle sind über elektrische leitende Kontaktstrukturen = gap junctions funktionell miteinander verbunden

- Zetoplasma ist ein Synzytium, ein "durchgehendes Ganzes)

- bidirektionaler FLuss -> elektrische Kopplung

- schnelle Übertragung (Postsynaptische Zelle: Verzögerung 0.1 ms)

Wichtig für Wachstum und Reifung während der Embryonalzeit

Gap junctions Aufbau

2 Connexone (-> Hemichannels)

Porendurchmesser 1-2 nm

Connexon: 6 Connexine

 

wichtige Funktionen und Charakterstika chemischer Synapsen

- Ventilfunktion -> Direktionalität

- Bahnungs- und Hemmungsfunktion

- Plastizität der Synapsen und synaptischen Verbundungen: bei häufiger Benutzung wird erregung leichter übertragen

Einteilung: exzitatorische und inhibitorische Synapse

Beispiele für homophile heterophile Zell-Adhäsionsmoleküle

Homophil: Caherine, Protocadherine und L1CAM

heterophil: Neuroligin-Neurexin, CNTNAP2 und Kontaktline

Synaptogenese

A) Auswahl des Zielneurons

B) Annäherung von Axonterminus und Spine

C) Reifung udn Stabiliserung der synaptischen Verbindung

D),E) Kontakte durch Rekrutierung Zelladhäsionsmoelküle

F) Zelladhäsionskomplexe, die durch erhöhte synaptische Aktivität stabilisert werden, fördern die ausdehnung des Dendriten udn die Reifung/Stabilsierung der Synpase

v-SNARE PRoteine udn t-SNARE PRoteine udn Funktion 

v (vesicular)SNARE PRotein: Synaptobrevin. Synaptoagmin

t (target) SNARE PRotein: SNAP-25, Syntaxin, Complexin

Funktion: Synaptobrevin, Syntaxin, SNAP-25 bilden Komplex zwischen Vesikel und Membran

Fusion wird durch Complexin inhibiert

- Synaptoagmin ist ein Ca2+ Sensor