3.6-3.10 Neurotransmittermoleküle und co

1. kleine, niedermolekulare NT

   • davon gibt es wiederrum verschiedene Typen

   • werden synthetisiert im Cytoplasma der Endknöpfchen

   • vom Golgi Apparat des Endknöpchens in synaptische Vesikel verpackt

2. große, hochmolekulare NT

   • sind alles Neuropeptide = kurze Aminosäurenketten (3-36 Aminosäuren)

     (=basically kurze Proteine)

   • werden im Cytoplasma des Zellkörpers von sen Ribosomen zusammengesetzt

   • im Golgi Apparat des Zellkörpers in Vesikel verpackt

   • über Mikrotubili zu Endknöpchen transportiert (Geschwindigkeit - 40 cm pro Tag)

= Freisetzung der Neurotransmittermoleküle

• Ruhezustand: mit NT gefüllt Vesikel sammeln sich an der präsynaptischen Membran

  • dort gibt es spannungsgesteuerte Calciumkanäle - diese öffnen sich bei einem Aktionspotential

• AP: Ca+ Ionen kommen ins inner des Endknöpchens

  • durch Ca+ Einstrom: gefüllte Vesikel verschmelzen mit Membran

    => NT gelangen in synaptischen Spalt

• NT lösen in den Postsynaptischen Neuronen Signale aus, wenn sie sich an den Rezeptoren der postsynaptischen Membran binden

• Die Rezeptoren bestehen aus einem Protein, welches nur für bestimmte NT Bindungsstellen besitzt

  => NT kann nur Zellen beeinflussen, die einen passenden Rezeptor besitzen

• Neurotransmittermoleküle sind Liganden - sie binden sich an ein anderes Molekül

Zwei Arten von Rezeptoren:

1. ionotrope Rezeptoren

   • sind gekoppelt an ligandengesteuerte Ionenkanäle

   • Ionenkanal öffnet oder schließt sich nach Anbindung der NT am Rezeptor sofort

     => postsynaptisches Potential induziert

2. metabotrope Rezeptoren

   • sind an Signal und G-Protein gekoppelt

   • häufiger ams ionotrope Rezeptoren

   • bindet sich ein Neurotransmittermolekül an den Rezeptor, spaltet sich eine Untereinheit des G Proteins in das Neuron ab

     (Genauer in der nächsten Karteikarte)

• sind an Signalprotein gekoppelt - dieses windet sich mehrmals durch die Mebram in die Zelle hinein und hinaus

• Der metabotrope Rezeptor ist am Signalprotein außerhalb der Zelle gekoppelt

• Das G-Protein ist am Signalprotein innerhalb der Zelle gekoppelt

=> bindet sich ein NT an den met. Rezeptor, spaltet sich eine Untereinheit des G-Proteins ab

=> zwei mögliche Vorgänge:

1. die Untereinheit kann sich innerhalb der Zelle an einen Ionenkanel der Membran binden

   => EPSP oder IPSP induzierend

2. die Untereinheit löst die Synthese einer chemischen Substanz = sekundärer Botenstoff aus

   • dieser diffundiert dann durchs Cytoplasma und kann die Aktivität des Neurons verschiedenst beeinflussen.

=> Bindung NT auf metabotropen Rezeptor kann tiefgreifende und langanhaltende Auswirkungen haben

1. enzymatischer Abbau

   • durch die Aktivität von deaktivierenden Enzymen werden die NT abgebaut/zerlegt

2. Wiederaufnahme - Reuptake

   • Mehrheit der NT (auch Abbauprodukte und Vesikel) wird nach Freisetzung wieder ins präsynaptische Endknöpchen aufgenommen

   • dort werden sie wiederverwendet, recyclet

= elektrische Synapsen

=enge Räume zwischen benachbarten Zellen - ermöglichen elektischen Signalen und kleinen Molekülen das wandern von einer Zelle zu nächsten

• sie übertragen Signale schneller als chemische Synapsen

• Säugetiere: zwischen Glizellen, Neuronen und zwischen Glizellen und Neuronen

• nieder- und hochmolekulare

• Hochmolekulare NT = Neuropeptide (3-30 Aminosäuren)

• Niedermolekulare NT =

  1. Aminosäuren

  2. Monoamine

  3. Acetylcholin

  4. unkonventionelle

• Alla NT erzeugen entweder Erregung oder Hemmung - nie aber beides

  • nur wenige NT verursachen und bestimmten Bedingungen Erregung und unter anderen bestimmten Bedingungen Hemmung

= ein niedermolekularer Neurotransmittertyp, der im syaptischen Spalt von Enzym Acetylcholinterase abgebaut wird

Synapsen die Acetylcholin ausschütten = cholinerg:

• neuromuskulären Synapsen (=Verbindungstellen zwischen motorischen nervenfasern und Skelettmuskelfasern)

• viele Synapsen des autonomen NS

• Synapsen des ZNS

Wichtig für:

• vegetatives NS

• Schlaf

• Glutamat

• Aspartat

• Glycin

• Gamma-Amino-Buttersäuren (GABA)

=> meiste schnellreagierende, direkte Synapsen im ZNS sind Aminosäuren (molekulare Bausteine für Proteine)

• Glutamat, Aspartat und Glycin - Protein in unserer Nahrung

• GABA -synthetisiert durch modifiziertes Glutamat

• Glutamat= am weitesten verbreiteter exzitatorischer NT im ZNS von Säugetieren

  GABA= am weistesten verbreiteter inhibatorischer NT (hat an manchen Synapsen auch exzitatorische Wirkung)

• GABAerge Synapsen vor allem in Basalganglien, im Zerebellum, Hippocampus, Thalamus, Hypothalamus, Neokortex

• Degenerieren der GABAergen Neuronen in den Basaganglien führt zu Chorea Huntington (genetisch bedingt - Zuckungen, Depressionen, Intellektuellem Verfall)

  • Zeichen für Chorea: Muskelzuckungen, schnell unkontrollierbare Bewegungen

    => Gehirn von Patienten zeigen deutlichen Neuronenverlust im Nucleus caudatus und Palldium, außerdem eine Zelldegeneration in Großhirnrinde und anderen Regionen

Monoamine = aus einer Aminosäure synthetisiert

1. Katecholamine - aus Aminosäure Tyrosin

   • Dopamin

   • Noradrenalin

   • Adrenalin

2. Serotonin (5 Hydroxytryptamin oder 5HT) - aus Aminosäure Tryptophan synthetisiert

= 5 Hydroxytryptamin

• bestimmt Persönlichkeitsstruktur eines Menschen

  =Stimmungsbeeinflussend

• Fehregulation des serotonergen Systems steht in Verbindung zu Aufrechterhaltung von Depressionen

  = Antidepressiva - beeinflussen Serotoninhaushalt

• Wichtige Rolle auch bei: Schlaf, Erregung,und viele motorischen und sensorischen Prozessen

• das Serotonerge Modulationssystem sendet ausgehend von den Raphe-Kernen entlang der Mittellinie des Hirnstammes

• Noradrenerges Modulationssystem ausgehend von den Neuronengruppen im Locus Coeruleus

• Zellen des Locus Coeruleus sind beteiligt an Steuerung von Aufmerksamkeit, Schlaf, Erregung, SchlafWachRythmus

  und spielen Rolle bei Erinnerungsvorgängen, Angst und Schmerzgefühl, Gemütsfassungen, Gehirnstoffwechsel

• dopaminerges Modulationssystem projiziert ausgehend von Substantia nigra und Area tegmentalis ventralis

  hin zu: Striatum und limbischen Frontalen Cortexregionen

• Das Nigrostriale System ist verantwortlich für willkürliche Bewegung

  • hier Dopaminmangel => Parkinson

• Mesocorticolimbisches Dopaminsystem = Art Belohnungsystem - misst adaptiveb Habdlungen Wert bei oder verstärkt diese

  • hier zu viel Dopamin und zu wenig frontal - verursacht Denkstörungen bei Schizophrenen

=Degeneration der dopaminhaltigen Zellen in der Substantia Nigra

• 1% aller ü 60er

• Symptome:

  • Bewegungsverlangsamung- Bradykinesie

  • Schwierigkeit bewusst Bewegung auszuführen = Akinese

  • Muskuläre Hypertonie = Rigor

  • Zittervewegungen = Tremor (vA Hände und Kiefer)

  • fortschreitende Krankheit: kognitive Defizite

• Ziel d Therapie: Dopaminkonzentration erhöhen

  • Dopaminvorstufe L Dopa verabreichen - regt Dopaminsynthese in überlebenden Zellen der Substantia an

= Erkrankung die rund 1% der Bevölkerung betrifft

• Verlust von Realität Denk/ Wahrnehmungs/ Stimmungs/ Bewegungsstörungen

• Auftreten meist im frühen Erwachsenenalter (hält meist lebenslang an)

• Es gibt positive und negative symptome

• Positiv:

  • Präsenz von anomalen Denken und Verhalten ZB:

    • Wahnvorstellungen

    • Halluzinationen

    • Desorganisierte Sprachen

    • Stark desorganisiertes oder kantones Verhalten

• Negative:

  • Fehlen von normalerweise vorhandenen Reaktionen zB:

    • Verringerte Emotionalität

    • Sprachverarmubg

    • Schwierigkeiten bei Einleitung zielgerichteten Verhaltens

    • Gedächtnisprobleme

Man vermutet einen Zusammenhang aufgrund von zwei Beobachtungen:

• Wirkung von Amphetaminen bei sonst gesunden Menschen

  • verstärken Neurotransmission an catocholaminergen Synapsen und bewirken Freisetzung von Dopamin

  • Amphetaminabhängige Personen nehmen immer höhere Dosen ein, un Verlangen zu befriedigen

    • eine Überdosis verursacht psychotische Episoden, die der Schizophrenie ähneln

    => möglicher Zusammenhang zwischen Psychosen und Übermaß an Catecholaminen im Gehirn

• Zentralnervöse Wirkungen von Psychopharmaka

  • können positive Symptome der Störung effektiv verringern

  • Medikament Chlorpromazin

    • Dieses und andere Antipsychotika sind Neuroleptika

      =blocker von Dopaminrezeptoren

    • bei Untersuchungen von Neuroleptika stellte man Zusammenhang zwischen Dosis (mit der die Krankheit kontrollierbar ist) und deren Bindungsaffinität an D2 Rezeptoren fest

  => lt. Dopamin-Hypothese (d. Schizophrenie) psychotische Episoden werden (bei der Schizophrenie) durch die Aktivierung von Dopaminrezeptoren ausgelöst