Bio VL 3

Elektrische Synapsen

  • Zellen in Kontakt durch Annäherung.
  • Ionenkanäle verbinden und ermöglichen Ionenaustausch.
  • Informationsübertragung in beide Richtungen zur Synchronisation.
  • Schneller Transport geladener Teilchen.

Chemische Synapsen

  • Startzelle sendet Transmitter über Vesikel.
  • Transmitter überquert synaptischen Spalt und bindet an postsynaptische Membran.
  • Informationsaustausch nur in eine Richtung.
  • Aktionspotenzial öffnet Kalziumkanäle, Kalzium strömt in präsynaptische Endigung.
  • Vesikel verschmelzen mit Zellmembran, Neurotransmitter werden freigesetzt (Exozytose).
  • Transmitter öffnen Ionenkanäle an postsynaptischer Membran.
  • Ionenverschiebung führt zu Depolarisation (EPSP) oder Hyperpolarisation (IPSP).
  • Botox deaktiviert die Verbindung, Zelle imitiert keine Wirkstoffe mehr.

Transmitterfreisetzung

  • Benötigt Calciumionen im Extrazellulärraum.
  • Aktionspotential öffnet spannungsgesteuerte Ca2+Ca^{2+}-Kanäle.
  • Calciumionen werden aktiv aus der Zelle gepumpt.

Transmitter und Kotransmitter

  • Kotransmitter verstärken Haupttransmitter.
  • Gehirn verwaltet mehrfacherregende Funktionen.
  • Zielzelle wird sensitiver, Oberfläche vergrößert, Frequenzerhöhung der Depolarisation.
  • Beispiel: Glutamatrezeptor benötigt Glycin.
  • Alkoholismus: Ethanol blockiert Rezeptor.
  • Zelle verändert Speicherkapazität an Neurotransmitter.

Lernvorgang

  • Synapse wird oft verwendet --> schnellere Übertragung.
  • Alkohol blockiert Rezeptoren, Übertragung verlangsamt.
  • Erhöhte Speicherkapazität an Neurotransmittern als Antwort.
  • Bei Alkoholentzug: Übererregung bis zu epileptischen Anfällen.

Reaktion der Transmittersubstanz mit den Rezeptoren

Schlüssel-Schloss-Prinzip

  • Rezeptor spezifisch für Transmittermoleküle (Liganden).
  • Chemische Bindung entsteht.
  • Summe eingehender Infos relevant für Aktionspotential.

Rezeptorklasse

Ionotrope Rezeptoren
  • Bilden selbst Ionenkanäle.
  • Selektivitätsfilter für bestimmte Ionen.
  • Kanalöffnung schnell nach Andocken.
Metabotrope Rezeptoren
  • Wirken über Zwischenschritte auf Ionenkanäle.
  • Aktivieren G-Protein mit Untereinheiten alphaalpha, betabeta, gammagamma.
  • G-Protein öffnet Kanal oder aktiviert Second Messenger.
  • Langsam aber modulierbar -> Autorezeptoren
  • Autorezeptoren hemmen Ausschüttung mit Second Messenger.

Ort des Handlungsentscheids: Axonhügel

  • EPSPs und IPSPs werden hierhin geleitet.
  • Zelle feuert, wenn Schwelle erreicht wird.
  • Räumliche und zeitliche Summation.
  • Synaptische Depression: Reaktion geht zurück nach wiederholter Reizung.

Präsynaptische Hemmung

  • Findet an wichtigen Schaltstellen statt (z.B. Rückenmark).
  • Enkephaline/Endorphine kümmern sich um Schmerzhemmung.

Neurotransmitter

  • Acetylcholin (ACh): Kognition, Lernen, Antrieb, Muskelbewegung.
  • Adrenalin & Noradrenalin: Wichtig für Blutdruckregulation und Stress.
  • Dopamin: Bewegungssteuerung, Belohnungssystem, Motivation.
  • Serotonin: Stimmung, Appetit, Schlaf-Wach-Rhythmus.
  • GABA: Wichtigster hemmender Neurotransmitter.
  • Glutamat: Wichtigster erregender Neurotransmitter, Lernen, Gedächtnis.
  • Substanz P & Endorphine: Wichtig für Schmerz.
  • Pharmakotherapien greifen in Transmittersysteme ein.

Acetylcholin (ACh)

  • Nikotinischer Rezeptor: Natriumkanal öffnet sich, Depolarisation.
  • Muskarinerger Rezeptor: Kaliumkanäle öffnen sich, Hyperpolarisation.
  • ACh spaltet sich in Essigsäure und Cholin.
  • Lambert-Eaton: ACh-Ausschüttung blockiert.
  • Myasthenia gravis: Muskelfaser blockiert.
  • Alzheimer: Kolinerge Bahnen geschädigt.

Katecholamine (Dopamin, Noradrenalin, Adrenalin)

  • Werden über Transporterproteine zurückgeführt (Reuptake).
  • Wiederaufnahme in Vesikel oder Abbau.
  • Pharmaka blockieren Wiederaufnahme bei Depressionen.
  • Dopamin: Willkürmotorik, Schizophrenie, Suchtentwicklung.
  • Noradrenalin: Vorstufe von Adrenalin.
  • Adrenalin: Schnelle Reaktion auf Stress.

Serotonin

  • Stimmungsaufhellend, reguliert Schlaf-Wach-Rhythmus.
  • Defizit: Depressionen.

Glutamat

  • Exzitatorischer Transmitter.
  • NMDA-Rezeptor wichtig für Lernen.

Gamma-Aminobuttersäure (GABA)

  • Wichtigster hemmender Transmitter im Gehirn.
  • GABAA: Chlor-Ionen Kanal (IPSP).
  • GABAB: Metabotroper Rezeptor (reduziert Calcium-Einstrom).
  • GABAC: Chlor-Ionen Kanal (IPSP).
  • Bei Epilepsie: Medikamente verstärken inhibitorische Neurone.

Neuropeptide

  • Langkettige Aminosäuren.
  • Endorphine, Enkephaline, Substanz-P: Schmerzübertragung.
    Cortisol, Oxytocin, Neuropeptid Y: Nahrungsaufnahme
  • Joggen stimuliert Opiatrezeptoren.