Neurobiologie Teil 2

1.) Was ist ein Reflex?
Definition 1: Reflexe sind schnelle, stereotype und unwillkürliche Reaktionen, die in aller
Regel auf eine abgestufte Weise durch den auslösenden Reiz kontrolliert werden.
Definition 2: Bezeichnung für eine ungelernte, unwillkürliche und automatische Reaktion auf
bestimmte innere oder äußere Reize. Die Reaktion zwischen Sinnesorgan,
Zentralnervensystem (ZNS) und Erfolgsorgan wird über vorgegebene Bahnen, den
Reflexbogen, gesteuert. Die Antwort auf den Reiz liegt daher fest und muss nicht erst durch
eine Entscheidung vom Gehirn aus gefunden werden, d.h. die Reaktion erfolgt sehr schnell.
Man unterscheidet zwei Reflexarten:
1. Eigenreflex: Hier liegen die Sinnesorgane im Erfolgsorgan. Beispiel:
Das Verengen der Pupille (Auge) bei plö tzlicher Helligkeit. Eigenreflexe werden in der Regel
nur über eine Synapse geschaltet, weshalb man auch von einem monosynaptischen Reflex
spricht.
2. Fremdreflex: Hier liegen Sinnesorgan und Erfolgsorgan räumlich getrennt. Beispiel:
Beim Berühren eines heißen Gegenstands wird die Erregung der Sinneszellen aus den
Fingerspitzen zum Rückenmark geleitet und dort auf eine Reihe von motorischen
Nervenbahnen geschaltet, die mehrere Armmuskeln zum Zurückziehen der Hand veranlassen.
Fremdreflexe laufen über mehrere Synapsen, weshalb man sie auch als polysynaptische
Reflexe bezeichnet.
Bis zu einem gewissen Grad können Reflexe bewusst unterdrückt oder beeinflusst werden
(Stichwort Bewußtsein).
2.) Gebe die Signalfolge bei der Reflexauslösung wieder (kurze Erläuterung der
einzelnen Schritte)!
Die Dehnung eines Muskels ruft ein Rezeptorpotential in den terminalen Fasern des
sensorischen Neurons hervor (dessen Soma im Signalganglion liegt). Die Amplitude des
Rezeptorpotentials ist der Intensität der Dehnung proportional. Dieses Potential breitet sich
passiv zum integrativen Segment bzw. zur Triggerzone am ersten Ranvier-Schnürring aus.
Wenn das Rezeptorpotential groß genug ist, löst es in der Triggerzone ein Aktionspotential
aus. Dieses Aktionspotential wird aktiv und ohne Abschwächung das Axon entlang zur
axonalen Endigung geleitet. An der axonalen Endigung ruft das Aktionspotential ein
Übertragungssignal hervor: die Freisetzung eines chemischen Neurotransmitters. Der
Transmitter diffundiert durch den synaptischen Spalt und bindet an die Rezeptormoleküle auf
der Außenmembran der Motoneuronen, die den gedehnten Muskel innervieren (anregen).
Diese Wechselwirkung ruft ein synaptisches Potential im Motoneuron hervor. Das
synaptische Potential breitet sich passiv zur Triggerzone des motorischen Axons aus, wo es
ein Aktionspotential auslösen kann, das aktiv zur axonalen Endigung des Motoneurons
weitergeleitet wird. An der axonalen Endigung führt das Aktionspotential zu einer
Transmitterausschüttung, die ein synaptisches Potential im Muskel hervorruft. Dieses Signal
erzeugt ein Aktionspotential im Muskel, das zur Kontraktion der Muskelfaser führt.
3.) Was versteht man unter „Reflexbogen“?
Hierunter versteht man das Schema der anatomischen Grundlage des Reflexes, d.h. die
sensorischen, neuronalen und effektorischen Stationen, die beim Ablauf eines Reflexes
nacheinander aktiviert werden.
Die vom Rezeptor (z.B. Sinnesorgan) bei Reizung ausgehende Erregung wird durch einen
afferenten (zuführend), zentripetalen, sensiblen Nerv mit bestimmten Zentren im ZNS
verbunden. Dort erfolgt Umschaltung auf den efferenten (wegführend), zentrifugalen Nerv
(Rückenmark), der die Erregung zu dem ausführenden Erfolgsorgan, dem Effektor (z.B.
Muskel) führt.
4.) Zeigen Sie am Beispiel des menschlichen Kniesehnenreflexes die wesentlichen
Elemente eines Reflexbogens auf.
Dazu siehe Antwort auf Frage 2.
Eigenreflex, monosynaptischer Reflex (siehe Frage 1): Reizaufnahme und Erfolgsorgan sind
gleich (z.B. Kniesehnenreflex - Stichwort „Muskelkontraktion“).
5.) Worin unterscheidet sich ein autonomer (vegetativer) Reflexbogen von dem
peripherer Nerven?
Die Zielorgane sind bei beiden Reflexbogentypen unterschiedlich (autonomer Reflexbogen:
Herzmuskel, glatte Muskeln, Magen [Drüsenfunktion]…).
6.) Welche Funktion hat der Hypothalamus und in welcher Hirnregion befindet er sich?
Der Hypothalamus liegt unterhalb des Thalamus, ist der Hauptteil des Zwischenhirns und
steht in Verbindung mit der Hypophyse. Im Hypothalamus befinden sich verschiedene
übergeordnete Zentren des autonomen Nervensystems.
Er ist das wichtigste Organ zur Regelung des inneren Milieus des Körpers: Er steuert die
Kreislauf- und Atmungsanpassung (Atmung) und regelt den Wärme-, Wasser-, Salz- und
Energiehaushalt des Körpers (Stoffwechsel) sowie den Schlaf-Wach-Rhythmus. Über die
Hypophyse beeinflusst der Hypothalamus die Funktion verschiedener Hormondrüsen
(Drüsen) und wird selbst wieder durch deren Hormone beeinflusst.
7.) Was versteht man unter einer Konvergenz- bzw. Divergenzschaltung und nennen Sie
deren Vorteile? Nennen Sie jeweils ein Beispiel serieller und paralleler Verarbeitung im
zentralen Nervensystem!
(I) Haben mehrere Neuronen ihre Axone an einem einzigen Zielneuron, so spricht man von
einer Konvergenzschaltung (serielle Verarbeitung).
(II) Hat ein einziges Neuron seine Axone an mehreren Zielneuronen, so spricht man von einer
Divergenzschaltung (parallele Verarbeitung).
(I) Vorteile der Konvergenzschaltung: Da die Zielzelle Signale von vielen Neuronen
empfängt, kann sie unterschiedliche Informationen aus vielen Quellen integrieren.
(II) Vorteile der Divergenzschaltung: Indem ein einzelnes Neuron seine Signale an viele
Zielzellen verteilt, kann es einen breit gestreuten Einfluss ausüben.
(I) Serielle Verarbeitung (Konvergenz): Die Übertragung sensorischer oder motorischer
Information in einer einzigen Bahn mit einer festen Anzahl von Relaiskernen, z.B.
Muskelreflexe (-kontraktionen).
(II) Parallele Verarbeitung (Divergenz): Die Nutzung mehrerer paralleler neuronaler Bahnen
zur Übermittlung ähnlicher Informationen oder zur Verarbeitung verschiedener Komponenten
einer gemeinsamen sensorischen Modalität, z.B. die Parallelverarbeitung von Form und
Bewegung beim Sehen.
8.) Was versteht man unter örtlicher bzw. zeitlicher Summation?
Als räumliche Summation versteht man den Vorgang, bei dem in verschiedenen Regionen
eines Neurons generierte synaptische Potentiale in der Impulsentstehungszone (Triggerzone)
addiert werden.
Als zeitliche Summation versteht man die zeitliche Überlappung synaptischer Potentiale
(siehe Frage 11) in der postsynaptischen Zelle (siehe Frage 12). Zeitliche Summation kommt
bei Neuronen mit einer langen Zeitkonstante häufiger vor als bei solchen mit kurzer
Zeitkonstante.
9.) Was versteht man unter posttetanischer Potenzierung?
Man versteht darunter eine minutenlang anhaltende Zunahme der Größe des postsynaptischen
Potentials (siehe Frage 11) nach präsynaptischer tetanischer Stimulation.
10.) Was versteht man unter Langzeitpotenzierung?
Als Langzeitpotenzierung (LTP) bezeichnet man eine Stunden oder Tage anhaltende
Zunahme der Größe des postsynaptischen Potentials, ausgelöst durch eine Vielzahl von
Mechanismen und in vielen Regionen des Nervensystems möglich. Im Hippocampus tritt sie
nach präsynaptischer tetanischer Stimulation auf.
11.) Erläutere den Begriff postsynaptisches Potential.
Als postsynaptisches Potential (auch synaptisches Potential) versteht man eine graduierte
Veränderung des Membranpotentials einer Zelle infolge seines synaptischen Eingangssignals.
Ein postsynaptisches Potential kann exzitatorisch (EPSP) oder inhibitorisch (IPSP) wirken.
EPSP: postsynaptisches Potential, das depolarisierend wirkt und damit die
Wahrscheinlichkeit für die Auslösung eines Aktionspotentials erhöht.
IPSP: hyperpolarisierende Spannungsänderung eines postsynaptischen Neurons als Antwort
auf die Ausschüttung von Neurotransmitter aus einer inhibitorischen präsynaptischen
Endigung.
12.) Erläutere die Begriffe „postsynaptische Zelle“ und „präsynaptische Zelle“!
postsynaptische Zelle: Ein Neuron, dessen Erregungszustand von elektrischen oder
chemischen Signalen einer präsynaptischen Zelle beeinflusst wird, die über eine Synapse mit
ihm kommuniziert.
präsynaptische Zelle: Eine Zelle (Neuron), die den Transmitter freisetzt, während die andere
Zelle, nämlich die postsynaptische Zelle, das Transmitter vermittelnde Signal über spezifische
Rezeptoren empfängt.
Eine präsynaptische Zelle und eine postsynaptische Zelle bezeichnet man als Synapse, anders
ausgedrückt: Diese beiden Einheiten zusammen bilden eine Synapse.
13.) Schildern Sie die zellulären Grundlagen des Kiemenrückziehreflexes bei Aplysia.
Wie lässt sich die Sensitivierung (gesteigerte Empfindlichkeit) aufgrund eines starken
Fremdreizes auf molekularer Ebene erklären?
Aplysia besitzt ein einfaches Nervensystem, das nur etwa 20.000 zentrale Neuronen enthält.
Das Tier verfügt über ein ganzes Repertoire von Abwehrreflexen. Eines dieser Reflexe ist der
Kiemenrückziehreflex (Kiemenretraktion), der durch die Berührung des Siphons bei Aplysia
hervorgerufen wird. Bei wiederholter Reizung tritt eine Habituation (=Abschwächung einer
Reaktion auf einen Reiz, bis zur völligen Ignoranz dieses Reizes) ein.
Die Kiemenretraktion: Als Antwort auf einen neuen Reiz erzeugen sensorische Neuronen, die
den Siphon innervieren, erregende synaptische Potentiale in den Interneuronen und den
Motoneuronen. Diese synaptischen Potentiale zeigen sowohl eine zeitliche als auch eine
räumliche Summation (siehe Frage 8) und verursachen eine heftige Entladung der
Motoneuronen, was einen starken Rückziehreflex der Kieme auslöst. Reizt man wiederholt,
verkleinern sich die von den sensorischen Neuronen in den Inter- und Motoneuronen
erzeugten synaptischen Potentiale zunehmend. Die von einigen erregenden Interneuronen
bei Motoneuronen erzeugten synaptischen Potentiale werden ebenfalls kleiner, was insgesamt
dazu führt, dass die Stärke der reflektorischen Antwort abnimmt.
Die Abnahme der Stärke des von den sensorischen Neuronen erzeugten synaptischen
Potentials ist das Ergebnis einer Verringerung der Menge des aus der präsynaptischen
Endigung freigesetzten chemischen Transmitters (Glutamat). Es resultiert eine kurzzeitige
Habituation. Sie führt zu einer Verringerung der Fähigkeit Transmitter gefüllter Vesikel, in
die aktive Zone (spezialisierter Ort an der präsynaptischen Endigung, an dem
Neurotransmitter freigesetzt werden)
zu gelangen und damit für eine
Transmitterausschüttung verfügbar zu sein.
Sensitivierung bei Aplysia: Nach einem einzelnen, schädigenden Reiz am Kopf oder im
Schwanzbereich verändern sich einige synaptische Verbindungen, die zum neuronalen
Schaltkreis des Kiemenrückziehreflexes gehören, einschließlich derjenigen Synapsen, die
zwischen sensorischen Neuronen und Motoneuronen bzw. Interneuronen bestehen. Eine
einzige Art von Synapsen kann also offenbar an mindestens zwei Lernformen beteiligt sein:
Die entsprechenden synaptischen Verbindungen können durch Habituation geschwächt oder
durch Sensitivierung verstärkt werden. Habituation führt zu einer homosynaptischen
Depression, einer Verminderung der synaptischen Stärke, verursacht durch anhaltende
Aktivität in der stimulierenden Bahn. Im Gegensatz dazu schließt die Sensitivierung eine
heterosynaptische Verstärkung ein. Der sensitivierende Reiz aktiviert eine Gruppe von
Interneuronen, die (axoaxonische) Synapsen mit sensorischen Neuronen bilden. Diese
erregenden Interneuronen verstärken die Ausschüttung von Transmitter aus den sensorischen
Neuronen, indem sie die Menge des Second Messengers cAMP (siehe Frage 14) in den
sensorischen Neuronen vergrößern. Genauer gesagt löst eine axoaxonische Synapse am
präsynaptischen Terminal mit Hilfe von Serotin (Neurotransmitter) und metabotropen
Rezeptoren eine Erhöhung des cAMP-Levels aus. cAMP wiederum aktiviert die ProteinKinase-A, die ihrerseits viele K+-Kanäle phosphoryliert und blockiert, so dass sich die
Kaliumströme reduzieren. Die verringerten Kaliumströme verlängern somit das
Aktionspotential und erlauben es den Ca2+-Kanälen, über längere Zeit aktiv zu bleiben.
Letztendlich gelangt mehr Ca2+ in die synaptische Endigung, was seinerseits zu einer
verstärkten Transmitterfreisetzung führt.
14.) Erläutern Sie die Abkürzungen cAMP, cGMP, AMPA, NMDA und GABA!
---cAMP (zyklisches Adenosin-3-5-monophosphat): Dieses Nucleotid wird von dem Enzym
Adenylatcyclase aus ATP (Adenosin-triphophat) synthetisiert und löst die Phosphorylierung
von Proteinen durch cAMP-abhängige Proteinkinasen aus.
---cGMP (zyklisches Guanosin-3-5-monophosphat): Dieses Nucleotid wird von dem Enzym
Guanylatcyclase aus GTP (Guanosin-triphosphat) synthetisiert und wirkt entweder durch
direkte Bindung an Proteine oder durch Proteinphosphorylierung über die cGMP-abhängige
Proteinkinase.
---AMPA (a-Amino-3-hydro-5-methyl-4-isoazol-propionsäure): Ein Glutamat-Agonist
(Nachahmer, Verstärker), der non-NMDA-Rezeptoren, eine Klasse von Glutamatrezeptoren,
aktiviert.
---NMDA (N-Methyl-D-asparat): Agonist für den so genannten NMDA-Rezeptor, einen
metabotropen Glutamatrezeptor. NMDA kommt normalerweise nicht im Nervensystem vor
und wird zur Identifizierung der Glutamatrezeptor-Subtypen eingesetzt.
---GABA
(?-Aminobuttersäure):
Wichtigster
hemmender
Transmitter
im
Zentralnervensystem. GABA kann an zwei Typen von Rezeptoren binden:
Der GABAA-Rezeptor (hemmender, ionotropischer Rezeptor) besteht aus 5 Untereinheiten
und bildet einen Ionenkanal.
Der GABAB-Rezeptor (metabotroper Rezeptor) bildet selbst keine Ionenpore, sondern
aktiviert ein G-Protein (GTP-bindendes Membranprotein).
15.) Welche Funktion wird dem Hippocampus zugeschrieben? Welche Bedeutung
besitzt das Phänomen der Langzeitpotenzierung in diesem Zusammenhang?
Er befindet sich im Großhirn und ist das Zentrum des Lernens und des Gedächtnisses. Die
Speicherung expliziter Gedächtnisinhalte ist bei uns Menschen mit Langzeitpotenzierung
verbunden. Langzeitpotenzierung im Hippocampus tritt nach präsynaptischer tetanischer
Stimulation auf und kann auch nach Stunden oder Tagen im Hirngewebe nachgewiesen
werden.
16.) Welche Regionen des zentralen Nervensystems sind an der motorischen Kontrolle
beteiligt? Welche absteigenden bzw. aufsteigenden Trakte (Bahnen) sind dabei
besonders wichtig?
Das vegetative, fusimotorische und das skeletmotorische Nervensystem sind daran beteiligt.
Diese Systeme vermitteln u. a. Bewegungen. Motoneuronen spielen dabei eine wichtige
Rolle. Sie bilden Synapsen mit Muskelzellen, übertragen Informationen vom
Zentralnervensystem und setzten sie in Muskelbewegungen um.
a-Motoneuronen regulieren die Länge der extrafusalen Fasern im Muskel (auch
skeletomotorisches System genannt). Extrafusale Fasern sind die wichtigsten kontraktilen
Elemente eines Muskels.
?-Motoneuronen regulieren die Länge der intrafusalen Fasern im Muskel (auch
fusimotorisches System genannt). Intrafusale Fasern sind spezialisierte Muskelfasern in der
Muskelspindel, deren Kontraktion Muskelspindelafferenzen aktiviert. Die Muskelspindel ist
ein Dehnungsrezeptor im Skelettmuskel und kapselförmig umhüllt mit dünnen Muskelfasern,
die von ?-Motoneuronen innerviert (angeregt) werden.
Aber auch das Rückenmark (spinal cord) ist an der Kontrolle der motorischen Funktionen
beteiligt:
- Länge: ca. 45cm
- Lage: im Wirbelkanal der Wirbelsäule
- Beginn: Oberrand des ersten Halswirbels
- Ende: an einem der drei oberen Lendenwirbel
- Form: zylindrischer Strang, vorne und hinten etwas abgeplattet
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Funktionen:
1.)Durchgangsstrecke von Meldungen aus dem Körper ins Gehirn
2.)Weiterleitung von Befehlen aus dem Gehirn an Organe und Muskulatur
3.)Umschaltstelle für Reflexe
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Enthält:
1.)graue Substanz => enthält vorwiegend Zellkörper und Nervenzellen
2.)weiße Substanz => enthält Nervenfasern (Bündel von Nervenfasern und Blutgefäßen,
umgeben von einer Hülle aus Bindegewebe)
3.)31 Nervenpaare; jedes nervenpaar versorgt eine Körperregion
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Aufsteigende Bahnen (sensorische / afferente Bahnen => leiten Informationen aus dem
Körper [Peripherie] in Richtung Gehirn und Rückenmark [allgemein: zum
Zentralnervensystem hin]):
1.)Hinterstrangbahnen: leiten Information des Tastsinnes, Information über die Stellung der
Extremitäten und der Körperhaltung weiter
2.)Vorderseitenstrangbahnen: leiten Schmerz und Temperatur-Informationen sowie
Informationen über grobe Druck- und Tastreize weiter
3.)Kleinhirnseitenstrangbahnen: leiten Information über die momentane Länge und den
Spannungszustand von Muskeln weiter (z.B. Kniesehnenreflex)
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Absteigende Bahnen (motorische / efferente Bahnen => leiten Information aus dem Gehirn,
über das Rückenmark [allgemein: aus dem Zentralnervensystem] in Richtung Körper
[Peripherie]):
1.)Pyramidenbahn: leiten Befehle an die willkürliche Muskulatur weiter
2.)Extrapyramidale Bahnen: unbewusste Anteile von Bewegungsabläufen, die Kontrolle und
die Regulierung des Muskeltonus werden hier gesteuert
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
17.) Welche Bedeutung ha ben der Thalamus und der Hypothalamus ? In welcher
Hirnregion sind sie lokalisiert?
Der Thalamus und der Hypothalamus sind die beiden Hauptstrukturen des Diencephalons
(Zwischenhirn). Der Thalamus verarbeitet den Großteil der Sinnesinformationen auf dem
Weg zum Großhirn. Der Hypothalamus reguliert vegetative (unbewusste), endokrine
(abscheidende [Drüsen]) und viszerale (Eingeweide betreffende) Funktionen.
18.) Wie heißen die zwei Hauptäste des autonomen (vegetativen) Nervensystems? Worin
unterscheiden sie sich strukturell bzw. funktionell voneinander?
Das autonome Nervensystem ist in drei räumlich getrennte Subsysteme unterteilt:
- sympathisches Nervensystem (Sympathicus): Dieses System ist z.B. an der Reaktion des
Körpers auf Stress beteiligt. Der Sympathicus steuert z.B. die Kampf- oder Flucht-Reaktion
bei Menschen.
- parasympathisches Nervensystem (Parasympathicus): Dieses System wirkt im entspannten
Zustand auf Schonung der körperlichen Ressourcen und auf körperliche Erholung hin. Der
Parasympathicus steuert z.B. das Ruhen und das Verdauen bei Menschen.
- enterales Nervensystem (Darmnervensystem): Dieses System kontrolliert die Funktion der
glatten Muskulatur des Darms.
Wir befassen uns hier jedoch nur mit dem sympathischen und dem parasympathischen Teil,
die auch in der Frage gemeint sind. Beide Systeme wirken häufig antagonistisch. Strukturell
unterscheiden sie sich wie folgt: Präganglionäre Neuronen des Sympathicus verlaufen vom
ersten thoracalen Rückenmarksegment bis zu den unteren Lumbalsegmenten der Wirbelsäule.
Die präganglionären Neuronen des Parasympathicus liegen im Hirnstamm und in den
Segmenten S3 und S4 des Rückenmarks an der Wirbelsäule.
19.) Welche Neurotransmitter wirken in welchen Bereichen?
Acetylcholin:
- bei Synapsen an allen Muskelzellen und im Gehirn
- exzitatorisch an nicotinischen Rezeptoren, inhibitorisch an muskarinischen Rezeptoren
- wird aus Actetyl-CoA und Cholin hergestellt
- Cholin dient auch zur Herstellung von Phospholipiden der Membranen
GABA (?-Aminobuttersäure):
- wichtigster inhibitorischer Neurotransmitter im Gehirn
- immer inhibitorisch,
- wird aus Glutaminsäure hergestellt (mit Vitamin B6 )
- wird durch GABA- Transaminase abgebaut
- wichtigster Rezeptor ist GABA- A, Liganden- gesteuert, bewirkt Chlorideinstrom
Glutaminsäure:
- wichtigster exzitatorischer Transmitter im Gehirn
- immer exzitatorisch
- wichtige Aminosäure im Gesamtstoffwechsel
- wichtigste Rezeptoren sind NMBA (Ca2+-Einstrom) und AMPA-Rezeptoren (Na+-Einstrom)
Serotonin:
- Neurotransmitter des Gehirns für u. a. Thermoregulation, Sexualverhalten oder Schlaf
- wird aus der Aminosäure Tryptophan hergestellt
- wichtiger Rezeptor 5HT-1a ist G-Protein- gesteuert
20.) Was versteht man unter a) präsynaptischer, b) afferent-kollateraler
postsynaptischer und c) rekurrenter postsynaptischer Hemmung?
Das Ganze fällt unter den Oberbegriff „Neuronaler Schaltungen und Prinzipien“:
a) Sind z.B. die Synapsen eines inhibitorischen Neurons mit den Axonen eines exzitatorischen
Neurons verbunden, so kann das inhibitorische Neuron das Aktionspotential des
exzitatorischen Neurons schwächen oder gar gänzlich hemmen (präsynaptisch Hemmung).
b) Ein exzitatorisches Neuron kann seine Wirkung in eine inhibitorische Wirkung
umwandeln, indem ein inhibitorisches Neuron zwischengeschaltet wird (afferent-kollaterale
postsynaptische Hemmung).
c) Ist das Axon eines exzitatorischen Neurons an ein inhibitorisches Neuron gebunden und
letzteres wiederum an das erstere Neuron, so hemmt sich das exzitatorische Neuron kurz nach
einem Aktionspotential von selbst (rekurrent postsynaptische Hemmung).
21.) Um eine Verhaltensreaktion hervorzurufen, generieren alle beteiligten sensorischen
und motorischen Neuronen an verschiedenen Stellen in der Zelle 4 aufeinander folgende
Typen von Signalen. Benennen Sie diese in der richtigen Reihenfolge!
1.) Eingangssignal oder Input-Signal
2.) Integrationssignal (Trigger-Signal)
3.) Fortleitendes Signal (Aktionspotential)
4.) Ausgangssignal oder Output-Signal (synaptisches Signal)
22.) Finden Sie für die folgenden 4 Zonen eines Neurons alternative Ausdrücke:
a) lokale Input-Zone, b) Impulsentstehungs- / Triggerzone, c) Signalfortleitungszone
und d) Output-Zone!
a) rezeptive Zone
b) integrative Zone
c) konduktile Zone
d) sekretorische Zone
23.) Was versteht man unter Vorwärtshemmeung (feed-forward inhibition) und
negativer Rückkopplung (feedback inhibition) bei Nervenzellen? Nennen Sie ein
Beispiel, bei der die Vorwärtshemmung auftritt!
Eine Vorwärtshemmung kommt bei monosynaptischen Reflexsystemen wie dem
Kniesehnenreflex häufig vor. An den Muskelspindeln der Extensormuskeln ansetzende
afferente Neuronen erregen nicht nur die Motoneuronen dieser Extensoren, sondern auch
inhibitorische Neuronen, die das Feuern der die kontralateralen Flexormuskeln innervierenden
Motoneuronen verhindern. Die Vorwärtshemmung erhöht die Wirkung der aktiven Bahn,
indem sie die Aktivität der kontralateralen Bahnen unterdrückt.
Eine negative Rückkopplung ist ein sich selbst regulierender Mechanismus. Er dämpft die
Aktivität der stimulierten Bahn und verhindert, dass diese Aktivität ein bestimmtes kritisches
Maximum überschreitet. In diesem Fall wirken die Extensormotoneuronen auf inhibitorische
Interneuronen, die negativ rückgekoppelt sind und die Wahrscheinlichkeit für ein Feuern der
Extensormotoneuronen verringern.
24.) Nennen Sie die Bedeutung von Stickstoffmonoxid (NO) im Nervensystem!
Stickstoffmonoxid ist ein kurzlebiges Gas, das ungehindert durch Zellmembranen diffundiert
und die Synthese von cGMP (siehe Frage 14) in einer nahe gelegenen Zelle aktiviert. Da
cGMP Ionenkanäle sowohl direkt als auch durch Phosphorylierung mittels der cGMPabhängigen Proteinkinase indirekt modulieren können, ist Stickstoffmonoxid an einer
Vielzahl interzellulärer Signalübertragungsprozesse im Nervensystem beteiligt.
25.) Welche beiden Arten von Acetylcholin-Rezeptoren (AchR) gibt es?
Es gibt muscarinische und nicotinische Acetylcholinrezeptoren. Namensgebung: Einerseits
bindet ausschließlich Muscarin (Gift eines Fliegenpilzes), andererseits Nicotin an den AchRRezeptor an. Beide Giftstoffe ahmen die Wirkung von Acetylcholin nach.
Des Weiteren unterscheidet man metabotropische und ionotropische Rezeptoren. Beide sind
postsynaptische Rezeptoren, die sich im Aufbau, in der Funktion und am Zweck voneinander
unterscheiden.