Nerv

Nerv
01. Welche Aufgaben erfüllen die Nerven? Kann man eine einzelne
Nervenzelle mit bloßem Auge sehen? Wie verläuft ein Nerv von
einer Fingerspitze zum Gehirn? (grob)
- Erregungsaufnahme; Erregungsleitung; Erregungsverarbeitung
- Nein, ein Axon ist nur 5-10 µm dick.
- von der Sensorik -> Ganglion kurz vor Rückenmark ->
Rückenmark Hinterhorn -> Hirn
02. Beschreiben Sie den anatomischen Feinbau der Nerven incl. der
Verbindungen zu den Nachbargeweben.
03. Beschreiben Sie den anatomischen Feinbau einer Nerv/NervSynapse. Was geschieht an der Synapse? Transmitter soll ACH
(Acetylcholin) sein.
Abb groß 65 + 69
Anatomischer Feinbau:
- präsynaptische Membran
-> Ende vom Axon (Endknöpfchen)
-> Vesikel (Bläschen mit Transmitterstoff) am Zytoskelett
-> Ionenkanäle in der Membran eingelagert
- synaptischer Spalt
-> ca. 16-30 nm
- postsynaptische Membran
-> Transmitterrezeptoren in der Membran eingelagert
Ablauf:
- präsynaptisch:
-> Aktionspotential kommt an
-> Öffnen der Spannungsabhängigen Ionenkanäle
-> Einströmen von Ca²+
-> Verschmelzen der an der Membran angelagerten Vesikel
mit der Membran -> Ausschüttung des Transmitters in
den synaptischen Spalt
-> gleichzeitig Binden von CA²+ an Calmodulin -> aktiviert
Proteinkinase II -> Abspaltung von Synapsin
(Befestigung der Vesikel am Zytoskelett) vom Vesikel
-> Vesikel fallen runter
(lt. Feger Abschneiden, runterfallen, verschmelzen ->
keine Reservoirfunktion)
- postsynaptisch:
-> Binden des Transmitters an postsynptische Rezeptoren
-> Öffnen von Na+-Kanälen
-> lokale Depolarisation
04. Wie kommt ein Ruhemembranpotential zustande? Welche Strukturen
sind daran beteiligt, welche sind am wichtigsten?
= elektrische Ladung an der Membran
-> ungleiche Ionenverteilung zwischen intrazellulärer und
extrazellulärer Flüssigkeit (= Konzentrationsgefälle)
-> intrazellulär mehr negative Ionen, extrazellulär mehr
positive Ionen
Membran:
Semipermeabel (durchlässig für bestimmte Ionen in nur einer
Richtung)
Kanäle:
Transmembranaler Transport von Ionen
Na2+- und K+- Pumpe (Na2+-K+-ATPase / Carrier-System):
Sorgt für den Wiederaufbau des Ruhemembranpotentials
05. Welche Zellen verfügen über ein Membranpotential? Wie hoch ist
das Potential? Welche Zellen sind erregbar?
Jede lebende Zelle
Je nach Zelltyp... insgesamt von -50 bis -100 mV
Nerven- und Muskelzellen
06. Was ist das Aktionspotential? Wie kommt es zustande? Beschreiben
Sie den Unterschied eines Aktionspotentials im Gegensatz einer
lokalen Depolarisation?
Das am Axon weitergeleitete Signal.
- rasche Depolarisation (Potentialumkehr an der Membran)
-> Öffnen aller Kanäle bei einkommendem Reiz (Alles - oder
Nichts - Prinzip)
-> Depolarisation
-> schließen der Kanäle (Repolarisation beginnt)
-> Aufbau des Membranpotentials durch das Carrier-System
-> sobald Ruhemembranpotential erreicht ist, wird CarrierSystem eingestellt, durch Massenträgheit der Ionen kommt es
zur kurzzeitigen Hyperpolarisation
lokale Depolarisation:
kein Schwellenwert vorhanden
wird immer schwächer und verläuft sich irgendwann
kann summiert werden
Aktionspotential
Wenn Schwellenwert überschritten, kann es nicht gestoppt
werden - läuft immer weiter
ist immer gleich
kleiner S 47
07. Was versteht man unter relativer und absoluter Refraktärzeit?
Absolute Refraktärzeit: 1
Bedingt Refraktärzeit: 2
Relative Refraktärzeit: 3
Absolute: kein Reiz auslösbar
Bedingte: Reiz auslösbar, aber Depolarisation ist nicht mehr so
hoch
relative: Reiz auslösbar, ankommender Reiz muss aber wg.
Hyperpolarisation höher sein
08. Worin besteht der Unterschied zwischen markhaltigen und
marklosen Nervenfasern? Welche Leitungsgeschwindigkeiten
besitzen sie?
Markhaltig:
Von Schwann'schen Zellen umgeben (Myelinscheide) =
Isolationsschicht -> dadurch saltatorische Fortleitung von
Ranvier'schen Schnürring zu Schürring
10 - 120m/s
Marklos:
Keine Myelinscheide
Kontinuierliche Fortleitung des AP (klassischer Stromfluss)
0,5 - 2m/s
09. Was versteht man unter Rheobase und Chronaxie? Erklären Sie den
Zusammenhang zwischen Reizzeit und Reizstärke.
Rheobase: Intensität, die bei einer Reizdauer von 1000 ms eine
minimale Kontraktion auslöst
Chronaxie: Reizzeit, die bei doppelter Rheobasenstärke eine
minimale Kontraktion auslöst.
Je schwächer die Reizstärke, desto höher die benötigte
Reizzeit und umgekehrt.
10. Beschreiben Sie die Unterschiede der Aktionspotentiale von
Nerven- und Herzzellen. Erklären Sie die Unterschiede.
Die Größe/Form/Länge.
Herzzellen können sich selbst erregen (wegen dauerhafter
Permeabilität für Ca2+-Ionen, was irgendwann den Schwellenwert
überschreitet), Nervenzellen benötigen einen Reiz von außen.
Die Dauer des APs: Nerv ca. 2-10ms; Herzzelle: bis zu 200ms
weil: AP hat eine Plateauphase wg. verlängertem Ca2+Einstrom
Geschwindigkeit der Reizweiterleitung: Herz = 0,05 - 1 m/s
Nerv = 0,5m/s - 200m/s
Grund: AP läuft bei Herz bzw. marklosen Nervenzellen die ganze
Membran entlang (bzw. jede Herzzelle muss sich einzeln
depolarisieren, bis der Reiz weitergeleitet wird), bei den
markhaltigen springt es von Schnürring zu Schnürring.
Herzzelle: gap junctions mit Ionenkanälen drin (gr. S 63)
Nervenzelle: Synapsen
11. Was geschieht an der Nervenzelle bei Reizung der Zelle mit
Gleichstrom? Was versteht man unter Anoden- und Kathodenblock?
Kathode:
- Zellumgebung wird negativer durch Ladungsverschiebung
(Kathionen + werden von Kathode angezogen)
-> Verschiebung des Membranpotentials = Depolarisation
(falls Schwellenwert erreicht wird: AP)
-> Repolarisation geht nur bis zum veränderten
Membranpotential (falls es unter dem eigentlichen
Schwellenwert ist, kann ein kleinerer Reiz ein AP
auslösen)
-> mit der Zeit passt sich der Schwellenwert an das
veränderte Membranpotential an, damit die Differenz
gleich bleibt (dann braucht man wieder einen "normalen"
Reiz)
-> bei Öffnen des Stromkreises wird Membranpotential wieder
negativer (= enormer Reiz benötigt, um AP auszulösen =
Hyperpolarisation)
-> Schwellenwert passt sich auf Dauer wieder an ("normal")
Anode:
- Zellumgebung wird positiver durch Ladungsverschiebung
(Anionen werden von Anode angezogen)
-> Hyperpolarisation (es braucht einen enormen Reiz, um ein
AP auszulösen)
-> Schwellenwert passt sich an etc. (reicht wieder normaler
Reiz)
-> Öffnen des Stromkreises: Annäherung an das alte
Membranpotential (wenn es den "neuen" Schwellenwert
übersteigt = AP)
-> wieder Anpassung des Schwellenwertes ("normal")
Kathodenblock:
Wenn die Spannung höher ist als der normale Schwellenwert,
kann das Membranpotential nicht mehr unter den Schwellenwert
fallen = absolute Refraktärzeit
-> wieder Anpassung (d.h., Block hält nicht ewig)
Anodenblock:
Hyperpolarisation -> hoher Reiz benötigt, unter Umständen
gar nicht mehr Schwellenwert erreichbar -> ein AP
-> relative Refraktärzeit
-> wieder Anpassung
12. Was geschieht bei oberflächlicher Reizung der Nervenzelle durch
Wechselstrom? Beschreiben Sie die Abhängigkeit von der Frequenz?
- Es wird die ganze Zeit zwischen Anode und Kathode gewechselt.
- Bei jedem Impuls wird eine Zuckung ausgelöst, da der Impuls
bei 50Hz alle 20ms kommt, das AP jedoch nur 2-5ms dauert.
- Ab 50Hz gibt es eine dauerhafte Kontraktion, die dann
abnimmt, weil der Ca2+-Vorrat im Muskel aufgebraucht ist und
somit das ATP nicht mehr gespalten werden kann.
- Bei höheren Frequenzen findet keine Depolarisation mehr statt
und das Gewebe erwärmt sich durch die Reibung der Ionen
(durch den Wechsel zwischen Kathode und Anode)
- Ab 200Hz kommt man in die Refraktärzeit. Dadurch wird nicht
jeder Impuls mit einem AP beantwortet (absolute
Refraktärzeit).
- Bei ganz bestimmten Frequenzen (von Mensch zu Mensch
unterschiedlich) trifft der Reiz in der bedingte
Refraktärzeit ein, so dass sich das AP ausläuft.
13. Erklären Sie die Begriffe Anelektrotonus und Kathelektrotonus.
Erkläre Sie die Kathodenschließungszuckung bzw. Anodenöffnungszuckung.
An- und Kathelektrotonus siehe Frage 11
Kathodenschließungszuckung:
Kathionen (positiv geladen) werden von Kathode angezogen,
Anionen abgestoßen -> Zellumgebung wird negativer ->
Depolarisation (= AP / Zuckung)
Solange die Kathode angeschlossen ist, bleiben die
spannungsabhängigen Na-Kanäle offen, es strömt immer weiter
Natrium ein - die Na-K-Pumpe versucht weiter, das Potential
wieder aufzubauen, was wegen der dauerhaft offenen Kanäle
nicht möglich ist. Wird der Stromkreis wieder geöffnet,
schließen sich die Kanäle und das Ruhemembranpotential wird
wieder hergestellt.
Anodenöffnungszuckung:
Anionen (negativ geladen) werden von Anode angezogen,
Kathionen abgestoßen -> Hyperpolarisation -> Schwellenwert
passt sich an -> Wiederherstellen des Membranpotentials beim
Öffnen (Unterbrechen) des Stromkreises -> Überschreiten des
angepassten (neuen) Schwellenwertes -> AP / Zuckung
14. Wie hoch ist die Wachstumsgeschwindigkeit von peripheren Nerven
pro Tag? Wovon hängt sie ab?
-> 1mm (vom Soma aus, dem Verlauf des Nervs nach)
-> Wenn die Nervenfascie erhalten ist, geht's schneller (=
Richtung vorgegeben); wenn nicht, wächst Nerv ungerichtet
Aus (Reize helfen, zB Ausstreichen im Verlauf des Nervs)
15. Warum wird nach peripheren Nervendurchtrennungen eine Nervennaht
durchgeführt? Warum macht man das nicht auch bei Nerven des
Zentralnervensystems?
Die Nervennaht dient der Wiederherstellung der Nervenhülle, die
als Leitschiene für die nach peripher wandernden Axone wichtig
ist.
Im ZNS ist die Narbenbildung durch Kollagenfasern sehr rasch,
daher ist eine Nervennaht nicht möglich.
16. Beschreiben Sie die Vorgänge an der motorischen Endplatte und
zeigen Sie die Unterschiede und Besonderheiten dieser Synapse
auf.
präsynaptisch:
AP kommt an:
-> Ca2+ bewirkt eine Verschmelzung der Vesikelmembran mit der
präsynaptischen Membran = Transmitter wird in den
synaptischen Spalt ausgeschüttet
-> Ca2+ dockt ans Calmodulin, was wiederum die Proteinkinase
II aktiviert, die das Synapsin (woran die Vesikel am
Cytoskelett befestigt sind) phosphoryliert
(= abschneidet)
postsynaptisch:
-> ACh bindet an Membranproteine -> Formveränderung =
zentraler Kanal öffnet sich -> Einstrom von Kathionen
(= Depolarisation); = nikotinerger Rezeptor
-> ACh dockt an -> Aktivierung eines Proteins, das weiter
entfernt einen Ionenkanal öffnet (= Depolarisation); =
muskarinerger Rezeptor
Unterschiede:
- beim Muskeln kein AP, nur lokale Depolarisation
- beim mot. Endplatte nur ACh als Transmitter möglich, bei
Nerv/Nerv-Synapse mehrere möglich (zB GABA = Gamma-AminoButtersäure, Glutamat, Glycin, Dopamin, Nor-/Adrenalin,
Histamin, ACh)
- mot. Endplatte mit Muskel verwachsen, bei Nerv nicht
- bei Nerv muss der Reiz verrechnet werden -> AP als
Endprodukt; bei Muskel immer Zuckung