Modul 3 03411 Biologische Grundlagen Kapitel II
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Modul 3 03411 Biologische Grundlagen Frage Welche Fachbegriffe gehören zum Thema Synapsen und synaptische Übertragung? Was ist eine Synapse? Was sind Formen von Synapsen? Was ist eine elektrische Synapse? Was ist eine chemische Synapse? Antwort - Was sind (Neuro-)Transmitter? Kapitel II.1.3 Synapsen und synaptische Übertragung - Synapse Formen von Synapsen Elektrische Synapse Chemische Synapse (Neuro-)Transmitter Präsynaptische Endigung Postsynaptischer Membranbereich Vesikeln Rezeptoren Schlüssel-Schloss-Prinzip Agonisten Antagonisten Re-Uptake Hyperpolarisation Depolarisation IPSP = inhibitorisches postsynaptisches Potential EPSP = exzitatorisches postsynaptisches Potential Impulsfrequenzen Mechanismen Räumliche Summation Konvergenz Zeitliche Summation Divergenz Afferenz Vorwärtshemmung Präsynaptische Hemmung Postsynaptische Hemmung Laterale Hemmung Interneuron Verbindungsstelle zwischen Nervenzelle-Nervenzelle oder Nervenzelle-Effektororgan Elektrische Chemische 2nm Zwischenraum zwischen Zellen Durch Kontaktmoleküle überbrückt Geladene Teilchen wandern hin und zurück 20-50nm breiter Zwischenraum Durch (Neuro-)Transmitter überbrückt Nur in eine Richtung Präsynaptische Endigung des informationssendenden Neurons Postsynaptischer Membranbereich des empfangenden Neurons Erheblich häufigerer Typ Chemische Botenstoffe Moleküle 1 Modul 3 03411 Biologische Grundlagen Was ist eine präsynaptische Endigung? - Was ist ein postsynaptischer Membranbereich? Was sind Vesikeln? - Was sind Rezeptoren? - Was ist das Schlüssel-SchlossPrinzip? Was sind Agonisten? Was sind Antagonisten? - - Was ist ein Re-Uptake? - Was ist eine Hyperpolarisation? - Was ist eine Depolarisation? - Was ist ein IPSP? Was ist ein EPSP? Was sind Impulsfrequenzen? - Kapitel II.1.3 Synapsen und synaptische Übertragung Wenn Aktionspotential diese erreicht, werden Transmitter aus den Vesikeln in den synaptischen Spalt freigesetzt Hier befinden sich die Rezeptoren, an denen sich die Transmitter anlagern Speichern Transmitter Setzen Transmitter frei, wenn Aktionspotential die präsynaptische Endigung erreicht Empfängermoleküle Reagieren nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip Rezeptoren reagieren auf den für sie spezifischen Botenstoff Oder diesem sehr ähnliche Stoffe = Agonisten Simuliert die Wirkung eines Transmitters Oder verstärkt sie Subtypen anhand Bindungsfähigkeit verschiedener, agonistischer Transmitter Hemmen Wirkung eines Transmitters Oder verhindern diese Indem sie den Rezeptor blockieren Beispiel: Curare, andere Gifte Der Teil der Transmitter, der nicht an Rezeptoren bindet, diffundiert aus dem Spalt Wird enzymatisch aufbereitet Wieder in die abgebende Zelle aufgenommen Membranpotential wird in Richtung negativer Werte verschoben -> IPSP Erregungsschwelle wird erhöht Membranpotential wird in Richtung positiver Werte verschoben -> EPSP Erregungsschwelle wird gesenkt Inhibitorisches postsynaptisches Potential Bei Hyperpolarisation Erregungsschwelle wird erhöht Exzitatorisches postsynaptisches Potential Bei Depolarisation Erregungsschwelle wird gesenkt Wie oft Informationen auf ein Neuron/Effektororgan treffen Eine Vielzahl von Informationen trifft auf eine Zelle Die Zelle ist von zahlreichen Synapsen mit dicht angeordneten Rezeptoren überzogen Bildung eines Aktionspotentials hängt davon ab, ob sich elektrische Potentiale summieren oder aufheben 2 Modul 3 03411 Biologische Grundlagen Was sind Mechanismen des Zusammenwirkens von Neuronen? Was ist die räumliche Summation? - Was ist Konvergenz? - Was ist die zeitliche Summation? - Was ist Divergenz? - Was ist eine Afferenz? Was ist eine Vorwärtshemmung? - Kapitel II.1.3 Synapsen und synaptische Übertragung Räumliche Summation Konvergenz Zeitliche Summation Divergenz Vorwärtshemmung Präsynaptische Hemmung Postsynaptische Hemmung Laterale Hemmung Über mehrere Synapsen werden erregende Impulse abgegeben Exzitatorische Potentiale werden ausgelöst Die sich gegenseitig verstärken Diese lösen ein Aktionspotential im Zielneuron aus Voraussetzung dafür: Konvergenz Zusammentreffen mehrerer Nervenfasern auf einem Zielneuron Postsynaptische Potentiale werden in so schneller Folge erzeugt Dass die Depolarisation/ Hyperpolarisation zunimmt Und der Effekt verstärkt wird Unter Umständen bis zur Auslösung eines Aktionspotentials Kann durch Prozesse im prä- oder postsynaptischen Bereich begründet sein Es kann durch schnell wiederholte synaptische Aktivierung durch Mangel an Transmittersubstanz eine zeitlich begrenzte, reduzierte Erregbarkeit bestehen Ausbildung von Kontakten einer mit mehreren anderen Zellen Dadurch Verteilung der Erregung auf mehrere Zellen Bei Neuronen, die Muskelfasern innervieren: Motoneurone Beispiel: Rücken -> ein Motoneuron innerviert einige tausend Muskelfasern Afferenzen (von Sinneszellen wegleitende Neurone) können auch divergieren Dadurch: Redundanz -> wichtiger Sinneseindruck wird über mehrere Kanäle vermittelt Von Sinneszellen wegleitendes Neuron Von der Peripherie zum ZNS Im ZNS und in der Peripherie Exzitatorischer Prozess, der in eine Richtung läuft, wird auf seinem Weg gehemmt Durch Aktivität eines Neurons wird Aktivität eines anderen Neurons gehemmt Beispiel: präsynaptische Hemmung 3 Modul 3 03411 Biologische Grundlagen Was ist eine präsynaptische Hemmung? - Was ist eine postsynaptische Hemmung? Was ist eine laterale Hemmung? - Was ist ein Interneuron? - Kapitel II.1.3 Synapsen und synaptische Übertragung Hemmendes Neuron hat über eine Synapse Kontakt zum Axon des erregenden Neurons Bevor dieses über eine Synapse in Kontakt mit dem Soma des Zielneurons tritt Das hemmende Neuron hemmt durch ein IPSP die Weitergabe des Reizes des erregenden Neurons an das Zielneuron Beispiel: Beuger und Strecker (wirken antagonistisch, sollen nicht gleichzeitig aktiviert werden) Sowohl erregendes als auch hemmendes Neuron haben synaptischen Kontakt zum Soma des Zielneurons Die IPSPs und EPSPs werden im Zielneuron verrechnet Benachbarte Zellen hemmen sich gegenseitig über ein zwischen ihnen befindliches Neuron (Interneuron) Wenn ein Neuron aktiv ist, wird die Erregbarkeitsschwelle seines Nachbarn erhöht Beispiel: Sinneszellen der Retina (verstärkt Kontraste, verdeutlicht Übergänge) Neuron zwischen zwei Neuronen 4
