Das Auge: 1. Bau 2.)Adaption Adaptation: Def.: die Einstellung des Auges auf die richtige Belichtung 1) Mechanische Adaptation: Pupillenreflex siehe Reflexe Die Helligkeit wird von der Netzhaut über einen Reflexbogen gemessen und vom Gehirn in eine bestimmte Pupillengröße verrechnet (Effektor sind die Irismuskeln: Ring - und Radialmuskeln) 2) Biochemische Adaptation: a) Dunkeladaptation: Bei Helligkeit ist der lichtempfindliche Sehfarbstoff in den Sehzellen stark gebleicht beim Betreten eines dunklen Raumes (Keller, Kino...) reicht die mechanische Adaptation (=Pupillenreaktion ) nicht aus – der „Film“ muß empfindlicher werden Regeneration des Sehfarbstoffs dies benötigt ca. 10 – 15 min Zeit bis genügend Sehfarbstoff regeneriert ist, um die Netzhaut lichtempfindlicher zu machen. b) Helladaptation: Durch den schlagartigen Zerfall großer Sehfarbstoffmengen beim Verlassen eines dunklen Raumes kommt es zu einer kurzfristigen Übererregung der Sehsinneszellen kurzzeitige Blendung 3.) Akkommodation Akkommodation: Def.: Scharfeinstellung auf verschiedene Entfernungen nah-akkomodiet: Ciliarmuskel kontrahiert Linsenband schlaff Linse kugelförmig hohe Brechkraft fern – akkomodiert: Ciliarmuskel nicht kontrahiert Linsenband gespannt Linse flach geringe Brechkraft 4.) Die Sehkaskade Der Zyklus beginnt mit der Absorption eines Photons durch das Rhodopsin. Das aktivierte Rhodopsin tritt dann mit Transducin in Wechselwirkung. Daraufhin ersetzt dessen AlphaUntereinheit ihr GDP durch GTP und trennt sich vom Beta-Gamma-Komplex. Sie hebt die Hemmung der inaktiven Phosphodiestase (PDE) auf, vielleicht indem sie deren GammaEinheit wegnimmt. Die nun aktivierte PDE beginnt mit der Spaltung vieler Moleküle cyclischen GMP’s. Kurz darauf kommt es zur Hydrolyse von GTP zu GDP. Dadurch vereinigt sich die Alpha-Untereinheit wieder mit dem Beta-Gamma-Komplex, und auch die PDE wird wieder zusammengebaut. Gleichzeitig wird auch das Rhodopsin regeneriert. 5.) Pupillenreflex als Regelkreis Muskelsysteme der Iris: Ringmuskel verkleinert Pupillendurchmesser bei der Kontraktion Radialmuskel erweitert die Pupille Vorgang: Ein starker Lichtreiz trifft auf die Fotorezeptoren der Netzhaut. Dort werden elektrische Erregungen ausgelöst, die nun Ganglienzellen erregen. Über den Sehnerv gelangen die Erregungen ins Gehirn und von dort über die Nervenbahnen zur Iris-Ringmuskulatur. Der Ringmuskel als Effektor kontrahiert sich, die Lichtmenge im Auge nimmt ab obwohl die äußere Beleuchtungsstärke unverändert bleibt. 6.) Funktion der Lichtsinneszelle Bei Dunkelheit sind Rhodpsin und Transducin zu erkennen die in einem nicht aktivierten Zustand sind. Des weitern sind Na+ - Kanäle zu erkennen, die geöffnet sind, was durch angebundene sekundäre Botenstoffe bewirkt wird. Das Membranpotential in der Synapse von -30mV bewirkt eine Ausschüttung von Transmittern. Da die Transmitter eine Hemmung beim ableitenden Neuron bewirken, handelt es sich um eine hemmende Synapse. Bei Helligkeit ist eine Aktivierung von Rhodopsin durch die Apsorption von Licht zu erkennen. Durch die Aktivierung von Rhodopsin wird nun Transducin aktiviert, welches bewirkt, dass die sekundären Botenstoffe abgebaut werden. Somit können die abgebauten sekundären Botenstoffe nicht mehr an die Na+ - Kanäle anbinden, welche sich daraufhin schließen und somit kein Na+ in die Zelle mehr eindringen kann. Durch das Fehlen dieser Na+ - Ionen fällt das Membranpotential auf -70mV, was bewirkt, dass die hemmende Synapse keine Transmitter mehr ausschütten kann und somit die Hemmung beim ableitenden Neuron wegfällt. Das Hormonsystem 7.) Vergleich Hormonsystem - Nervensystem Nervensystem: Geschwindigkeit Wirkungsdauer Informationsweg Wirkungsort Steuerzentrale Art Bildungsort schnell (bis 100m/s) Kurz eigene Nervenbahnen Synapsen / postsynaptische Rezeptoren ZNS Elektrische Impulse Endknöpfchen/synaptische Vesikel Hormonsystem: langsamer (bis 0,5m/s) Länger anhaltend Blutbahn Zielzellen mit Rezeptoren Zwischenhirn/Hypothalamus Botenstoffe Drüsen/Gewebe 8.) Hormondefinition Hormone sind chemische Signalstoffe (Botenstoffe), die in Drüsen gebildet, vom Blutstrom im Körper verteilt, von Zielzellen mit Rezeptoren erkannt werden, die sie zu spezifischen Reaktionen veranlassen. Hormone sind nicht artspezifisch, aber wirkungsspezifisch. 9.1) Bau: - Stereoidhormone ( z.B. Testosteron) Aminosäureabkömmlinge ( z.B. Tyrosin) Proteinhormone (z.B. Insulin) 10.) Schilddrüse Lage: Hals, unterhalb des Kehlkopfs Wirkung: Ihre Hormone Thyroxin und Trijodthyronin sind jodhaltig, wirken in fast allen Körperzellen und regen dort den Energiestoffwechsel an, dienen also zur Regelung des Grundumsatzes. Warum erzeugt ernährungsbedingter Jodmangel einen Kropf?: 11.) Bauchspeicheldrüse Die Bauchspeicheldrüse (Pankreas) hat als Drüse doppelte Funktion (Zwitterdrüse): Produktion wichtiger Verdauungssekrete („Bauchspeichel“) Verdauungsdrüse Produktion von Hormonen zur Blutzuckerregulation (endokrin) endokrine Drüse Insulin: senkt den Blutzuckerspiegel Glucagon: hebt den Blutzuckerspiegel an Diese Aufgabe wird durch 2 Hormone übernommen, die durch Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) gebildet werden: die Langerhansschen Inseln. Diese sind überall über die Bauchspeicheldrüsenoberfläche verstreut. Man unterscheidet 2 wichtige Zelltypen die endokrine Produkte haben: Beta- Zellen, die Insulin produzieren Alpha-Zellen, die Glucagon produzieren Insulin Glukose im Blut Blutzuckerregulation Glykogen in der Leber und den Muskeln Glukagon; Thyroxin; Adrenalin Umwandlung in Fett Einlagerung i. d. Unterhaut 12.) Die Nebenniere a) Fight+Flight-Syndrom (FFS): - Kurzzeit-Stress - Sympathikus(vNS) und Nebennierenmark (NNM) - Adrenalin als Transmitter und Hormon blitzschnelle Anpassung des Körpers an Gefahrensituationen, die ca. 15 min. anhält. b) Allgemeines- Anpassungs- Syndrom (AAS): - Langzeit-Stress - Nebennierenrinde (NNR) - Corticoide (Cortisol) Anpassung an anhaltende Stressbedingungen, Stressresistenz zu a) Das FFS ist ein Beispiel für die Zusammenarbeit von NS und HS: Beispiel: plötzliche Gefahr (z.B.: Raubtier)à körperliche Leistungsbereitschaft für Flucht oder Angriff (a) blitzschnell ausgelöst vom Nervensystem (NS): Sympathikus-Reaktion mit Adrenalin als Transmitter; (b) dann ergänzt und abgelöst vom Hormonsystem (HS): anhaltend bis15min Adrenalin aus NNM als Hormon. Zu b) Die Anpassung an Langzeitstress: Bei anhaltender Stresssituation, d.h. anhaltend hoher Adrenalinkonzentration im Blut, kommt es über einen hormonellen Regelungsmechanismus zur Stimulierung der Nebennierenrinde. Deren Hormone bewirken die Stressresistenz. Bildungsort der Glucocorticoide : Nebennieren – Rinde ( NNR ) Wirkung der Glucocorticoide : Die Hormone der NNR ( z.B. Cortisol ) bewirken allgemein, dass der Körper stressresistenz wird . Alle Körperfunktionen werden so eingestellt, dass der Körper einer anhaltenden Gefahrensituation gewachsen ist : z. B. - anhaltend hohe Pulsfrequenz - anhaltend hoher Blutdruck - anhaltend hohe Blutzuckerkonzentration Alle Körpervorgänge, die zusätzlich Energie beanspruchen würden, werden gedämpft : z. B. - Regeneration und Wundheilung (Entzündungshemmung) - Immunsystem (Hemmung der Antikörperbildung) - Fortpflanzungsorgane - Verdauungsorgane