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AK 2019 Wdh

JL
by Jacqueline L.

Chemische Synapsen                                   (25 Punkte)

Beschreiben Sie die Prozesse, die an einer chemischen Synapse notwendig sind, damit…

(a)    ein präsynaptisches Aktionspotential zur Ausschüttung von Transmitter führt.

(b)    Transmitter postsynaptisch zu einer Potentialänderung führt.

(c)     die postsynaptische Änderung nur kurzzeitig ist und an der postsynaptischen Zelle schnell der Ausgangszustand hergestellt wird.

(d)    Die Synapse nach Eingang sehr vieler präsynaptischer Aktionspotentiale immer noch Transmitter ausschütten kann.

(e)    Was versteht man unter Bahnung und was unter synaptischer Depression. Illustrieren Sie, wie man beides in einem Experiment feststellen kann. Welche Prozesse in der Synapse könnten jeweils dafür verantwortlich sein?

(f)      Was versteht man unter LTP und wie erklärt man die Anfangsphase?

a) Ankunft des Aktionspotenzials -> Depolarisation der präsynaptischen Membran -> Calciumeinstrom in die präsynaptischen Endigungen -> Die erhöhte Calciumkonzentration im präsynaptischen Cytosol bewirkt die Verschmelzung von Neurotransmitter-beladenen Vesikeln mit der präsynaptischen Membran. Dieser Vorgang wird als Exozytose bezeichnet, bei dem die Vesikel ihren Inhalt in den synaptischen Spalt freisetzen.

b) Freisetzung von Neurotransmittern (s.a))-> Neurotransmitter binden an spezfische Rezeptoren auf der Postsynaptischen Membran -> Aktivierung der Rezeptoren -> Änderung der Ionenpermeabilität: Die Aktivierung der Rezeptoren verändert die Permeabilität der postsynaptischen Membran für Ionen. Dies führt zur Entstehung eines postsynaptischen Potenzials, das entweder erregend (depolarisierend) oder hemmend (hyperpolarisierend) sein kann.

c) Abbau der Neurotransmitter, Diffusion eines Teils aus dem synaptischen Spalt oder durch weitere Regulierungen des Signalweiterleitung (Signalkaskaden können durch Phosporylierung der Transmitter führen)

d) erhöhter Calciumeinstrom durch AP, lang anhaltende Calciumkonzentration im Spalt oder Regulation durch Feedback-Mechanismen

e) ?

f) ?

Osmoregulation                                              (10 Punkte)

(a)    Die Salzkonzentration beträgt bei Haien nur 1/3 des umgebenden Meerwassers. Welche Probleme könnten sich prinzipiell daraus ergeben und wie werden sie bei Haien gelöst?

(b)    Was macht ein Meeresknochenfisch um seinen Salzgehalt ebenfalls auf 1/3 des Meerwassers einzustellen? Würde eine perfekt wasserundurchlässige Körperoberfläche helfen?

(c)     Woran liegt es, dass Schiffbrüchige ihren Tod beschleunigen, wenn sie Meerwasser trinken, während Kängururatten problemlos Meereswasser trinken können? Welchen Unterschied würden Sie in den Nieren der beiden Arten vermuten?

a)

  • Haie sind Osmokonformer, ihr Blut hat also dieselbe osmotische Konzentration wie Meerwasser. Der osmotische Wert wird nicht mit Salz sondern mit Harnstoff angeglichen, dieser wird normalerweise von der Niere ausgeschieden aber bei marinen Haien und Rochen zurückgehalten

    Probleme: Wasserverlust an das konzentrierte Meerwaser, va. über die Kiemen -> Dehydration, Diffusion von Salzwasser in die Zellen->könnten platzen

    Lösungsansätze: Harnstoff zurückhalten um osmotischen Wert anzugleichen,

b)

  • Problem: Wasserverlust an das konzentrierte Meerwaser, va. über die Kiemen

  • Gegenanpassungen:

    Ständig Meerwasser trinken (gut für Wasserbilanz, schlecht für Salzbilanz -> Salz muss wieder raus)

    Aktiver Transport der zu viel aufgenommenen Salze nach außen durch die Kiemen (Salz wird gegen Konzentrationsgradient unter Energieaufwand nach draußen transportiert)

c)

· Kängururatte kann Harn höher aufkonzentrieren [c(NaCl)=7%, c(Harnstoff)=23%] als der Mensch [c(NaCl)=2,2%, c(Harnstoff)=6%]

· Der Unterschied liegt in der Länge der Henle-Schleife; je länger die Schleife & je dichter deshalb das Nierenmark, desto stärker kann der Harn aufkonzentriert werden.

· Es kann also die Kängururatte dem Harn deutlich mehr Wasser wieder entziehen als der Mensch es kann.

· Meerwasser hat eine c(NaCl)=3,5%, was über der Kapazität des Menschen liegt.

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Jacqueline L.

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