Abituraufgabe: Multiple Sklerose - Zytologie, Neurobiologie & Immunologie

Abbildung 1: Nervenzelle

Teilaufgabe1: 

1.1 Benennen Sie die mit den Ziffern 1 bis 8 gekennzeichneten Strukturen in Abbildung 1. (2 VP)

1.2  Beschreiben Sie die Vorgänge bei der Erregungsleitung in einem marklosen Axon. (2 VP)

Teilaufgabe 2:

Tabelle 1 zeigt die Geschwindigkeit der Erregungsleitung bei verschiedenen Tieren:

2. Erläutern Sie die Unterschiede in der Leitungsgeschwindigkeit (2 VP)
    a) zwischen Neuronen von Qualle und Küchenschabe
    b) zwischen Neuronen von Frosch und Katze.

Teilaufgabe 3:

Abbildung 2 zeigt eine Versuchsanordnung zur Messung von Membranspannungen (Membranpotenzialen). Da Messungen am lebenden Tier sehr kompliziert sind, führt man diese meist an frei präparierten Axonen in physiologischer Kochsalzlösung durch.

Abbildung 2: Versuchsanordnung zur Messung von Membranspannungen

3.1 Begründen Sie die Notwendigkeit der Verwendung physiologischer Kochsalzlösung (zwei Angaben). (2 VP)

3.2 Übertragen Sie die Skizze der Versuchsanordnung (Abbildung 2) in Ihre Reinschrift (Größe mindestens ½ Seite). Ergänzen Sie Ihre Skizze so, dass mit Ihrer Versuchsanordnung die Geschwindigkeit der Erregungsleitung am Axon ermittelt werden kann. Erläutern Sie, wie man mit Ihrem Versuchsaufbau die Geschwindigkeit der Erregungsleitung bestimmt. (3 VP)

Teilaufgabe 4:

Die Schädigung des Nervensystems bei Patienten mit Multipler Sklerose hat unterschiedliche Auswirkungen. Neben Entzündungsreaktionen zählen unter anderem geistige Verwirrung und Koordinationsstörungen zu den typischen Symptomen von MS.

4. Erklären Sie die Entstehung der Koordinationsstörungen unter Berücksichtigung der neurophysiologischen Veränderungen bei Multipler Sklerose. (2 VP)

Teilaufgabe 5:

Ein weiteres Symptom der Multiplen Sklerose ist eine Erkrankung von sensorischen Gesichtsnerven, die Nervensignale aus dem Bereich des Gesichts an das Gehirn übermitteln. Da Entzündungen dieser Nerven sehr schmerzhaft sind, bekommen viele MSPatienten schmerzlindernde Medikamente, wie z. B. Carbamazepin und Pregabalin. Carbamazepin entfaltet seine Wirkung an den Axonen, während Pregabalin an der Synapse wirkt.   

5. Geben Sie jeweils eine mögliche Erklärung für die schmerzlindernde Wirkung beider Medikamente. (2 VP)

Teilaufgabe 6:

Die Ursachen für den Angriff auf die Myelinscheiden im Zentralnervensystem sind noch nicht vollständig geklärt. Einige Wissenschaftler vermuten, dass eine Virusinfektion zu einer Autoimmunreaktion führt, in deren Verlauf das Immunsystem die Zellen der Myelinscheide angreift.

6.1 Beschreiben Sie die Vorgänge bei der zellulären Immunantwort nach einer Infektion durch Viren. (3 VP)

6.2 Erklären Sie, wie die Virusinfektion bewirken könnte, dass Zellen des Immunsystems körpereigene Zellen angreifen, obwohl diese keine Viren enthalten. (2 VP)