Neurobiologie

Das Kapitel Neurobiologie - allgemein in unserem Online-Kurs Neurobiologie besteht aus folgenden Inhalten:

  1. Neurobiologie - allgemein
    Neurobiologie - allgemein
    Die Neurobiologie ist die Lehre von der Informationsverarbeitung von Lebewesen. Vorgänge an den Nervenzellen stehen hierbei im Vordergrund. Dabei ist die Hauptfrage wie ein Reiz, der von außen auf einen Organismus einwirkt, wahrgenommen und im Körper verarbeitet wird.Die Informationsverarbeitung ist durch bestimmte Signalleitungen und Zellstrukturen gekennzeichnet, wodurch eine erfolgreiche Zusammenarbeit im gesamten Organismus erzielt wird. Neben dem Nervensystem, welches Prozesse ...
  2. Neurobio - Niedersachsen KC
    Neurobiologie - allgemein > Neurobio - Niedersachsen KC
    Im Kerncurriculum ist die Neurobiologie unter im Folgenden aufgeführten Basiskonzepten und Organisationsnummern zu finden:Basiskonzepte:Struktur und FunktionKompartimentierungInformation und KommunikationSteuerung und RegelungVariabilität und AnpassungFachwissenOrganisationsnummer des KCbiologisches PrinzipSchlagwort1.1Struktur +FunktionRezeptormoleküle2.1KompartimentierungPassiver und aktiver Transport2.2KompartimentierungRuhepotential3.2Steuerung +RegelungRegelungsvorgänge, ...
  3. Aufbau Nervenzelle
    Neurobiologie - allgemein > Aufbau Nervenzelle
    Nervenzelle: Aufbau
    Nervenzellen          =                     InformationGliazellen               =                      IsolierungEinen für Nervenzellen typischen Aufbau weisen die für Muskelkontraktionen im Rückenmark verantwortlichen Motoneurone ...
  4. Ionen und Erregungsleitung
    Neurobiologie - allgemein > Ionen und Erregungsleitung
    Die Informationsverarbeitung und -weiterleitung ist an elektrische Vorgänge gekoppelt, welche nur ablaufen, wenn bewegliche Ladungsträger vorhanden sind. In tierischem Gewebe sind dies die Ionen Kalium (K+), Natrium (Na+) und Chlorid (Cl-) sowie organische Anionen (A-), z.B. negativ geladene Proteine. Die Ionenverteilung innerhalb und außerhalb der Zelle ist sehr unterschiedlich. So sorgt beispielsweise die Na+-K+-Pumpe dafür, dass die Natriumkonzentration innerhalb der Zelle ...
  5. Das Ruhepotential
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    Neurobiologie - allgemein > Ionen und Erregungsleitung > Das Ruhepotential
    Ionenverteilung an der Nervenzellmembran und Entstehung des Ruhepotentials durch Diffusion von Kaliumionen. Der dunkelgraue Pfeil steht fr das Streben nach Konzentrationsausgleich, der hellgraue fr das Bestreben zum Ladungsausgleich.
    Das Vorliegen von unterschiedlichen Ladungen außerhalb und innerhalb der unerregten Zellmembran wird als Ruhepotential bezeichnet.Das Membranpotential ist zell- und umgebungsabhängig. Es beträgt etwa -70 bis -90 mV. Da dieses Potential anliegt, wenn die Zelle keinen Nervenimpuls weiterleitet, sich also in Ruhe (OFF) befindet, wird es als Ruhepotential bezeichnet. Untersuchungen hierzu wurden mithilfe von (spannungsmessenden) Mikroelektroden an den Riesenaxonen des Tintenfisches ...
  6. Das Aktionspotential
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    Neurobiologie - allgemein > Ionen und Erregungsleitung > Das Aktionspotential
    Ionenstrme beim Aktionspotential: Die Phasen gehen flieend ineinander ber. Whrend des Ruhepotentials sind alle spannungsabhngigen Ionenkanle geschlossen. Ein Reiz fhrt zur ffnung spannungsabhngiger Natriumkanle und zur Depolarisation der Membran. berschreitet diese Depolarisation den Schwellenwert so  fhrt dies zur ffnung weiterer Na+-Kanle, das Aktionspotential steigt rasch an. Die spannungsabhngigen Na+-Kanle schliessen, K+-Kanle ffnen und fhren das Membranpotential wieder zum Ruhepotential zurck.
    Wird das Ruhepotential durch einen Reiz „gestört“, bildet sich ein Aktionspotential (AP) aus. Diese Störungen oder Änderungen werden durch das Öffnen und Schließen von spannungsabhängigen Ionenkanälen erzeugt. Eine spontane Ladungsumkehr wird als Aktionspotential (AP) bezeichnet.Die Axonmembran enthält spannungsabhängige Natrium- und Kalium-Kanäle (nicht vergessen: immer geöffnete Kalium-Kanäle!). Während das Ruhepotential ...
  7. Refraktärzeit
    Neurobiologie - allgemein > Ionen und Erregungsleitung > Das Aktionspotential > Refraktärzeit
    Als Refraktärzeit wird der Zeitraum während bzw. nach der Ausbildung eines Aktionspotentials bezeichnet, in dem die erregte Nervenzelle nicht erneut auf einen Reiz reagieren kann.Dabei wird unterteilt in:absolute Refraktärzeitrelative RefraktärzeitAbsolute RefraktärzeitIn dieser Phase der Erholung kann unabhängig von der Reizstärke kein neues AP ausgelöst werden.Relative RefraktärzeitWährend dieser Phase (auch als fortschreitende Repolarisation bezeichnet) ...
  8. Leitungsgeschwindigkeit des Aktionspotentials
    Neurobiologie - allgemein > Ionen und Erregungsleitung > Das Aktionspotential > Leitungsgeschwindigkeit des Aktionspotentials
    Erregungsweiterleitung erfolgt saltatorisch. Aktionspotentiale werden nur an den Schnrringen ausgelst.
    Bei der Weiterleitung von Nervenimpulsen ist ein Punkt entscheidend: besitzt das Axon eine Isolierung? In der Neurologie spricht man bei dieser neuronalen isolierung von der Myelinscheide.Im Allgemeinen erfolgt die Weiterleitung durch elektrotonische Ausgleichsströmchen. Ausgleichsströmchen basieren auf wandernden Ladungsträgern (Ionen) im Umfeld eines Nervenimpulses, die an der umliegenden Axonmembran zur Überschreitung des Schwellenwerts führen und so ein weiteres Aktionspotential ...
  9. Synapsenvorgänge
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    Neurobiologie - allgemein > Ionen und Erregungsleitung > Synapsenvorgänge
    chemische Vorgnge an der Synapse - fr Details siehe bitte Text
    Synapse:sorgt für die Reizweiterleitung von einem Neuron zum nächsten, wobei eine Umwandlung von elektrische in chemische Information erfolgt.Eine Synapse bildet das Verbindungsstück, über das eine Nervenzelle mit anderen Zellen (weitere Nervenzellen, aber auch Sinneszellen, Drüsenzellen, Muskelzellen) in Kontakt steht. Die neuromuskuläre Synapse an der motorischen Endplatte des Axons ist ein typisches Beispiel. Sie verbindet das Axon eines Muskelneurons mit einer Muskelfaser. ...
  10. Rezeptoren und Neurotransmitter in Nervensystem
    Neurobiologie - allgemein > Ionen und Erregungsleitung > Rezeptoren und Neurotransmitter in Nervensystem
    Neben Acetylcholin gibt es eine Reihe weiterer Neurotransmitter im zentralen Nervensystem (ZNS). Die Tabelle unten listet diese im Detail auf. Acetylcholin wirkt an verschiedenen Zelltypen unterschiedlich. Bei der Skelettmuskulatur (motorische Endplatte) ist der Effekt immer aktivierend, am Herzmuskel führt Acetylcholin hingegen zu einer Öffnung der Kalium-Kanäle, wodurch die Ausbildung von Aktionspotentialen erschwert wird.Die Wirkungsweise der Neurotranmitter hängt von der Rezeptorfunktion ...
  11. Informationsverarbeitung I: Art des postsynaptischen Potentials
    Neurobiologie - allgemein > Ionen und Erregungsleitung > Informationsverarbeitung I: Art des postsynaptischen Potentials
    Ein Neuron empfängt in minimalen Zeiteinheiten mehrere Tausend Signale von mit ihm verbundenen Synapsen! Unser Gehirn besteht aus 1010–1011 Nervenzellen. All diese Signale müssen verrechnet werden.Dabei ist zu beachten:Die Signale können erregend oder hemmend sein.Integrierendes Zentrum am Neuron ist der Axonhügel.Führt der erzeugte Gesamteffekt zu einer Depolarisation, die höher als der Schwellenwert ist, kommt es zur Auslösung eines Aktionspotentials am ...
  12. Informationsverarbeitung II: räumliche und zeitliche Summation und präsynaptische Hemmung
    Neurobiologie - allgemein > Ionen und Erregungsleitung > Informationsverarbeitung I: Art des postsynaptischen Potentials > Informationsverarbeitung II: räumliche und zeitliche Summation und präsynaptische Hemmung
    Die Abbildung zeigt die zeitliche und rumliche Verrechnung sowie die Verschaltung an einer Nervenzelle. Mehrere Endknpfchen sind mit den Dendriten einer weiteren Nervenzelle verbunden. Am Axonhgel entscheidet sich, ob das Rezeptorpotential fr ein neues Aktionspotential ausreicht.
    Da meist mehrere Signale an einer Nervenzelle ankommen, muss es auf der nächsten Stufe zu einer Verrechnung aller PSP kommen. Hierfür gibt es zwei Prinzipien:Zeitliche Summation: zeitlich kurz aufeinanderfolgende Erregungen einer SynapseRäumliche Summation: gleichzeitige Stimulierung an verschiedenen SynapsenDie Abbildung zeigt die zeitliche und räumliche Verrechnung sowie die Verschaltung an einer Nervenzelle. Mehrere Endknöpfchen sind mit den Dendriten einer weiteren Nervenzelle ...
  13. Rezeptorpotential
    Neurobiologie - allgemein > Ionen und Erregungsleitung > Informationsverarbeitung I: Art des postsynaptischen Potentials > Rezeptorpotential
    Elektrotonische Weiterleitung Das Rezeptorpotential bezeichnet eine elektrische Antwort der Membranrezeptoren auf einen Reiz. Das Rezeptorpotential bildet sich als Folge der Ausschüttung von Natrium-Ionen über die entsprechenden Kanäle in die Rezeptorzelle aus (elektro-tonische Weiterleitung). Dabei addieren sich exzitatorische (erregende) und inhibitorische (hemmende) postsynaptische Potentiale (IPSPs und EPSPs).Das Rezeptorpotential wächst mit der Stärke des Reizes. Beim ...
  14. Second Messenger - Prinzip der Informationsweitergabe
    Neurobiologie - allgemein > Ionen und Erregungsleitung > Informationsverarbeitung I: Art des postsynaptischen Potentials > Second Messenger - Prinzip der Informationsweitergabe
    second messenger ber cAMP und Adenylatcylase
    Second Messenger nennt man chemische Botenstoffe, die ein allgemeines Prinzip in der Informationsweitergabe darstellen. Second Messenger werden über ein Rezeptorsystem (z.B. G-Proteine), das als Antwort auf das Signal eines extrazellulären primären Botenstoffs (First Messenger) ausgelöst wurde, vor allem intrazellulär gebildet und führen dort zu einer spezifischen Reaktion, z.B. einer Genaktivierung oder der Änderung des Membranpotentials.Beispiel: GeruchssinnNach ...
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