In welche Familie wird der Mensch systematisch normalerweise eingeordnet?
Hominidae
Aus wie vielen Knochen besteht das Skelett des Menschen in etwa und wie schwer ist es normalerweise ungefähr?
ca. 206 Knochen
7 kg
Aus was für Stoffen besteht die Knochensubstanz des Menschen hauptsächlich? Welche Anteile haben diese jeweils in etwa?
25 % Wasser
30 % organisch (95% Kollagen, 5% Proteoglykan)
45 % anorganisch (hauptsächlich „Hydroxylapatit“)
Was versteht man unter „proportioniertem Zwergenwuchs“ beim Menschen? Wie entsteht es?
Ist eine hormonell bedingte Knochenwachstumsstörung bei Menschen, die dadurch entsteht, wenn zu wenig STH (Somatropin der Hypophyse) gebildet wird.
STH steuert das Wachstum durch Knorpelzellaufbau (Teilung) und Austausch von den gebildeten Knorpelzellen durch Knochenzellen.
Bei dem Zwergwuchs ist die Produktion von STH in der Hypophyse gestört
Skizzieren und beschrieben Sie einen Querschnitt durch die menschliche Epidermis mit den für sie typischen Zellen und ihren wichtigsten Strukturen!
[Kitsubstanz fehlt in Abb.1]
Welche Aufgaben haben der Thymus und die Milz des Menschen jeweils?
Thymus: In der frühen Entwicklung des Individuums fungiert der Thymus als primäres lymphatisches Organ und ist auch bedeutet für die Entwicklung des zellulären Immunsystems. Außerdem findet im Thymus die Differenzierung der T-Lymphozyten aus undifferenzierten T-Vorläuferzellen statt. Diese 2.1 2.2 Lymphozyten lernen körperfremde von körpereigenen Zellen zu unterscheiden. Jene Lymphozyten, die die körpereigenen MHC-Moleküle erkennen können werden selektiert und stark vermehrt.
Milz: Die Milz sorgt für die Verlangsamung des Bluƞlusses in der Marginalzone. Dient außerdem der Vermehrung von Lymphozyten und der Speicherung von Monozyten. Eine weitere Funktion ist die Aussonderung überalteter Erythrozyten. Bei Kindern bis 6 Jahre können sie durch Bildung neuer Roter Blutkörperchen den Ausfall des Knochenmarks ausgleichen.
Wozu dienen Nozizeptoren und worin unterscheiden sich die verschiedenen Typen?
Nozizeptoren sind freie Nervenendigungen, welche auf gewebsschädigende oder potenziell schädigende Reize reagieren, sog. noxische Reize.
Unterscheidung nach Vorlesungsfolien:
Unterschiede in Myelinisierung, Querschnitt, Leitungsgeschwindigkeit und Verschaltung
Die verschiedenen Typen unterscheiden sich
(1.) in Bezug auf die Reizarten, auf die sie bevorzugt reagieren
(2.) auf die Reaktionsgeschwindigkeit
(3.) dem Zeitverlauf (kurzfristig oder langanhaltend)
(4.) der Lokalisierbarkeitprinzipiell darin, ob sie von Myelinisiert sind, wie schnell sie reagieren und die Art der Verschaltung. Somit erkennen manche Frühe Schmerzen, so dass es sofort zu einer Reaktion kommen kann, z.B. wenn die Hand die heiße Herdplatte berührt. Andere die späteren Schmerzen, wodurch es dann zu einer Schonung kommen soll.
Was versteht man unter Pacini -Körperchen und Merkel -Zellen? Was haben sie gemeinsam und was unterscheidet sie?
Pacini -Körperchen:
Sehr schnelle & empfindliche adaptierende Druckrezeptoren
groß, große rezeptive Felder
Merkel -Zellen:
Sind langsamer & dienen der taktilen Wahrnehmung
adaptieren langsamer, kleiner, kleine rezeptive Felder
Beide Zellen sind Mechanorezeptoren der Haut, Pacini -Körperchen sitzen jedoch tiefer in der Haut (Subcutis) Merkel -Zellen in dem Corium (untere Epidermis der Leistenhaut (nur)). Die Schnelligkeit der Reizwahrnehmung, sowie die Art der Wahrnehmung unterscheiden sich
Erklären Sie genauer, was man unter dem Stapedius-Reflex versteht! Welche Komponenten sind an ihm beteiligt und welchen Zweck erfüllt er?
Schutz des Innenohrs bei hohen Lautstärken
Nervus cochlearis -> Nervus stapedius -> Musculus stapedius
Stapedius Muskel ist mit dem Steigbügelknochen (Stapes) verbunden, wenn Muskel kontrahiert (bei Lärm) zieht er Steigbügel Richtung Innenohr, dadurch kann der Schall gedämpft werden, der sonst aufs Mittelohr getroffen wäre
-> Anmerkung korrektur: Ausführlicher
Unten sehen Sie das Spektrum einer Mikrophonaufnahme. Zeichnen und beschriften Sie ein Wellendiagramm eines Signals, das ein solches Spektrum ergeben haben könnte! Wie groß ist die Wellenlänge des Signals gewesen? Können Menschen bei Signalen mit solch einem Spektrum die Richtung, aus denen sie kommen, gut bestimmen? Begründen Sie Ihre Antwort!
X-Achse: Zeit
Y-Achse: Luftdruck (in Pa)/Schalldruckpegel Periodendauer: 2ms
Die Wellenlänge (in Luft) beträgt ca. 686 mm (bzw. 0,69m) (2 ms Periode bei 343m/s). Das ist deutlich mehr als der doppelte Ohrenabstand (150 bis 200mm), weshalb es Menschen schwer fällt die Richtung eines solchen Tons zu bestimmen
Erklären Sie, wie wir auch mit nur einem Ohr (monaural) die Richtung einer Schallquelle ermitteln können!
Kammfilter: Die Ohrmuschel (Pinna) stellt einen richtungsabhängigen Kammfilter dar (Frequenzauslöschung stark richtungsabhängig durch Asymmetrie der Pinna), mit dem Hinten-Vorne und auch Elevation unterschieden werden kann. Dabei interferiert direkt ins Ohr treffender Schall mit dem an der Pinna auftretendes Echo, welches einen längeren Laufweg zurücklegen muss. Der Kammfiltereffekt entsteht immer bei der Überlagerung eines Signals mit einem identischen, zeitverzögerten Signal
Was versteht man unter Sone?
= psychoakustische Maßeinheit für die subjektive Lautheit N eines Schallereignisses
Zeichnen Sie den Verlauf einer intrazellulären Ableitung (Achsen skalieren und beschriften!) einer Zelle aus dem Sinusknoten, eines potenziellen Schrittmachers und einer normalen Herzmuskelzelle des Menschen.
[oben sind das 20mV]
Ein Elefantenhirn ist schwerer als ein Menschenhirn und das wiederum schwerer als das einer Maus. Wie müsste man vorgehen, um beweisen zu können, dass das Gehirn der Maus außergewöhnlich schwer ist, also die Maus vielleicht das schlaueste Säugetier ist? Beschreiben Sie Ihre Analyse im Detail und skizzieren Sie die Diagramme, die Sie für Ihre Analyse benötigen. Zeichnen Sie ein, was zu erwarten wäre, wenn das Mausegehirn (a) normal Säugetier-typisch, (b) außergewöhnlich groß oder (c) außergewöhnlich klein wäre!
Man müsste das Gewicht des Gehirns im Verhältnis zur Körperoberfläche des Tieres betrachten. Um die Ergebnisse aller Tiere gut in einen Graphen zu bekommen, wird eine doppeltlogarithmische Skalierung bei den Achsen verwendet.
Anmerkung: korrekt aber Achtung, das Körpergewicht verändert sich dabei nicht!
Ein moderner Autor schreibt, dass die größere mittlere Hirnmasse der Männer (1400 g) als die der Frauen (1300 g) keineswegs zeigt, dass die Männer überlegene Gehirne hätten, sondern, dass die Männer - wie die Dinosaurier - in Bezug auf ihre größere mittlere Masse ein zu kleines Gehirn haben (Ätsch). Untersuchen Sie durch eine einfache Rechnung (Verhältnis Körpermasse Mann/Frau und Verhältnis Hirnmasse Mann/Frau) ob das Argument unter der Annahme einer Proportionalität richtig ist.
Z.B. Verhältnis Körpermasse Mann/Frau ca. 80 kg/ 60 kg = 4/3 = 1.3 aber Verhältnis Hirnmasse Mann/Frau 1400/1300 = 1.08 <1.3 d.h. Männer haben ein zu kleines Gehirn (aber Achtung, Prämisse ist ja falsch, da es keine Proportionalität gibt) Punkte für Männer und für Frauen liegen beide auf der Geraden, die für Säugerhirne gilt, d.h. kein Geschlecht hat eine Hirngröße die auffällig anders ist, als für Säugetiere zu erwarten ist.
Entwerfen Sie einen modifizierten Milgram-Versuch in dem Sie herausfinden können, dass die Lehrer in einem Team sich der Mehrheit der TeamkollegInnen unterordnen
In dem es drei oder mehr Lehrer gibt, jedoch nur einer davon kein Schauspieler ist. Und entweder die gespielten Lehrer sind dann für ein Weitermachen oder ein Abrechen des Versuches entscheiden. Anhand der Reaktion des Probanden kann der „Gruppenzwang“ untersucht werden.
In einem Lehrbuch steht, dass die rechte Hirnhälfte bevorzugt bei der Wahrnehmung von Emotionen verwendet wird. Schildern Sie, wie Sie das mit Hilfe eines Split Brain Patienten überprüfen können! Beachten Sie insbesondere, auf welche Weise der Patient Ihnen mitteilen kann, was er/sie wahrnimmt.
Bei einem Split Brain Patienten wurde operativ der Balken im Gehirn getrennt (Methode bei schlimmer Epilepsie) Durch diesen Eingriff ist es den Gehirnhälften nicht mehr möglich Informationen untereinander auszutauschen.
Der Patient soll in dem Versuch auf einen Punkt schauen, in seinem rechten und linken Blickfeld werden dann zwei Bilder von Menschen gezeigt, welche durch deutliche Mimik zwei Emotionen ausdrücken. Der Patient soll dann mit der rechten und linken Hand die Karte mit der passenden Emotion raussuchen.
Emotionsmitteilung muss durch rechte Hirnhälfte gesteuert werden (z.b. Schreiben mit linker Hand)
Wenn die Wahrnehmung der Emotion wirklich in der rechten Hirnhälfte stattfindet, sollte es der linken Hand leichter fallen, die Emotion aus dem linken Sichtfeld korrekt zu wählen.
Erläutern Sie am Beispiel des Hemiballismus wieso man die Bedeutung einer Hirnregion meist nicht einfach erschließen kann aus den Ausfallserscheinungen, die nach Zerstörung auftreten. Nennen Sie ein Beispiel aus der Technik oder der Biologie, um zu zeigen, dass der Funktionsverlust nach Zerstörung eines Teils nicht unbedingt etwas über die spezifische Funktion des Teils sagt!
Bei Hemiballismus macht der Patient unkontrollierte Armbewegungen, die an das Werfen eines Balls erinnern. Würde man jetzt annehmen das aufgrund einer Störung in einer bestimmten Hirnregion es zu diesen Symptomen kommt, würde das im Umkehrschluss heißen es müsste eine Gehirnregion geben, die nur dafür da ist, diese Armbewegung zu unterdrücken. Es ist also wahrscheinlicher, dass aufgrund der Zerstörung der Hirnregion es zu einem Ungleichgewicht kommt.
Durch Inaktivierung eines Enzyms im Stoffwechsel kann es zur Störung des Stoffwechsels kommen. Hemmt man jedoch ein anderes Enzym desselben Stoffwechsels kann es trotzdem zu dieser Störung kommen. Also ist nicht nur ein Enzym für die Funktion eines Stoffwechsels wichtig, sondern das Zusammenspiel von vielen einzelen.
Denken Sie an einen Split-Brain Versuch in dem auf einem Schirm im linken und rechten Sehfeld zwei unterschiedliche Objekte gezeigt werden, z.b. links ein Dreieck, rechts ein Kreis! In welcher Hirnhälfte landen die Informationen zum Kreis und wo zum Dreieck? Jetzt die eigentlichen Fragen:
(A) Angenommen die Versuchsperson würde den Versuch wiederholen, aber jetzt das linke Auge zukneifen. Das rechte würde wieder auf den Fixierpunkt schauen. In welcher Hirnhälfte landet jetzt die Info zu Kreis und Dreieck?
(B) Angenommen, die Person schaut wieder mit beiden Augen lässt jetzt den Blick schweifen und fixiert mal kurz einen Punkt links und mal einen rechts von dem Schirm. Ist es vorstellbar, dass jetzt Info zum Kreis mal in der linken mal in der rechten Hirnhälfte verfügbar wird? Erläutern Sie das anhand einer einfachen Skizze.
(C) Benutzen Sie Ihr Ergebnis aus (B) um zu erklären, wieso Split-Brain Patienten im Alltag keineswegs gespaltene Persönlichkeiten sind, sondern völlig unauffällig sind.
Das Dreieck im linken Blickfeld wird in der rechten Gehirnhälfte verarbeitet, der rechte Kreis im links.
(A): (Samuel hat Antwort geändert. Bin nicht sicher aber das davor gibt mir Krebs.) Da das linke Auge geschlossen ist können nur noch Informationen im rechten Sehfeld aufgenommen werden, in dem nur der Kreis liegen sollte. So sollte in der linken Hirnhälfte das Kreisbild registiert werden und in der rechten keine neue visuelle Information da das linke Auge geschlossen ist.
(B): Wenn der Patient die Augen bewegt, gibt es keine klare Trennung mehr, welches Bild auf welchen Teil der Retina trifft, somit werden dann beide Formen von beiden Gehirnhälften wahrgenommen und verarbeitet.
(C): Im normalen Alltag starren Menschen nie nur auf einen Punkt, sondern bewegen die Augen. So wird alles von den Augen erfasst und es gibt keine klare Trennung zwischen rechtem und linkem Blickfeld. Information werden also von beiden Gehirnen verarbeitet.
Untersuchung der Retina. Wie kann man in einem Versuch zeigen, dass es in der Kaninchenretina Ganglienzellen gibt, die sich nur für Bewegungen in einer bestimmten Richtung interessieren? Wären die Befunde damit erklärbar, dass die Retina einfach die aktuelle Helligkeitsverteilung auf der Retina an das Gehirn meldet. Skizzieren Sie den Aufbau einer Säugetierretina und kennzeichnen Sie die Zellen, die bei der Analyse von Bewegungen in der Kaninchenretina wohl wichtig sind.
An die Netzhaut des Kaninchens werden Elektroden angebracht. Diese Elektronen dienen der Aufzeichnung der Reaktion in dem sie die elektrische Aktivität der Ganglienzellen messen. Wenn Ganglienzellen nur auf Bewegung von bestimmten Richtungen reagieren, sollten man eine deutlich höhere Aktivität bei einer bestimmten Richtung feststellen. Bei Bewegungen aus einer anderen Richtung sollte man keine höhere Aktivität messen. (Aber es muss vorher eine Verrechnung stattgefunden haben)
Nein die Befunde würden vielmehr erklären, dass bereits in der Netzhaut eine Vorverarbeitung der Informationen durchgeführt wird, bevor die visuellen Information ans Gehirn weitergeleitet wird.
Wo liegen alle Nervenzellen, die sich für dieselbe Kantenorientierung interessieren.
Nervenzellen, die sich für dieselbe Kantenorientierung interessieren liegen dabei direkt untereinander und zum Teil in direkter Nachbarschaft in der der 4C-Ebene vor. also senkrecht zur Cortexoberfläche an jeder Stelle --> erhalten Informationen von je einem Auge --> Antworten auf dieselbe Kanten-Orientierung
Wie kann man zeigen, wohin die Axone der Ganglienzellen aus dem linken Auge im seitlichen Kniehöcker (LGN = CGL) ziehen? Wohin ziehen die Ganglienzellen, die Farbinformation übermitteln und wohin diejenigen die Bewegungsinformation (ohne Farbe) übermitteln? Wie kann man zeigen, wohin die Axone ziehen, die vom seitlichen Kniehöcker ausgehen?
In dem in das linke Auge radioaktives Prolin gespritzt wird. Dadurch ergibt sich eine Blaufärbung derjenigen Bereichen, in welche die Axone ziehen (Auge --> markiert Schichten 1, 4, 6 im rechten LGN (=CGL)) . Signale aus dem parvozellulären System ziehen, wenn sie von der gleichen Seite kommen, in die dritte oder fünfte Schicht im CGL (Farbinformation --> parvocelluläre Ganglienzellen --> Schichten 3,4,5,6). Wenn sie aber von unterschiedlichen Seiten kommen, ziehen diese in die vierte oder sechste Schicht. Diese Zellen interessieren sich wie oben beschrieben für Farbkontraste. Bewegungen werden im magnocellulären System erfasst. Dabei spielt es wieder eine Rolle ob die Bewegung auf der gleichen oder auf entgegengesetzten Seiten stattfindet. Im ersten Fall ziehen die Axone in die zweite Schichte. Im zweiten Fall in die erste Schicht.
Prolin entweder in LGN injizieren oder einfach abwarten, bis Prolin postynaptisch im LGN angekommen ist --> wird dann transportiert in Schicht 4C im primären Sehkortex
Welche Aussage zur Sehnervüberkreuzung im menschlichen Gehirn ist richtig?
(a) Die vom linken Auge kommenden Axone der Ganglienzellen ziehen in die rechte Hirnhälfte.
(b) Die Axone der Ganglienzellen, die durch Beleuchtung im linken Sehfeld aktiviert werden, ziehen in die rechte Hirnhälfte - gleichgültig ob die Ganglienzellen im rechten oder linken Auge liegen.
(c) Die Axone der Ganglienzellen bilden an der Überkreuzungsstelle die bekannten Okulardominanzkolumnen aus.
(a) Die vom linken Auge kommenden Axone der Ganglienzellen ziehen in die rechte Hirnhälfte. —> falsch
(b) Die Axone der Ganglienzellen, die durch Beleuchtung im linken Sehfeld aktiviert werden, ziehen in die rechte Hirnhälfte - gleichgültig ob die Ganglienzellen im rechten oder linken Auge liegen. —> richtig
(c) Die Axone der Ganglienzellen bilden an der Überkreuzungsstelle die bekannten Okulardominanzkolumnen aus. —> falsch
Zeichnen Sie schematisch, wo der somatosensorische, wo der primäre motorische Cortex und wo der primäre Sehcortex jeweils liegen. Bei welchen der 3 Cortexareale verwendet man oft das Konzept des 'Homunculus' und was meint man damit? Erklären Sie am Beispiel des somatosensorischen Cortex wie man experimentell vorgehen muss, um herauszufinden, welche Bereiche im Cortex sich für welche Bereiche auf der Körperoberfläche ‚interessieren'.
Beim Homunculus geht es um die Repräsentation der Körperteile im somatosensorische und dem primären motorischen Cortex. Körperteile mit vielen Neuronen werden dabei größer dargestellt. Da es bei den somatosensorischen Cortex die Nachbarschaftsbeziehung gibt, dass Nervenzellen, die durch Berührung an einer Körperstelle angeregt werden haben als Nachbarn Nervenzellen, die auf 2.1 2.2 Berührung benachbarter Körperregionen antworten, kann man mittels Elektroden die Stimulation der verschiedenen Körperregionen beobachten.
Versuchen Sie möglichst kurz zu erklären, wie man sich vorstellen kann, dass eine retinale Ganglienzelle ein rezeptives Feld mit einer 'center-surround' Organisation hat, also z.B. durch Beleuchtung im Zentrum erregt, aber durch Beleuchtung in einer Ringzone um das Zentrum gehemmt wird.
[Weiß tatsächlich nicht so ganz was der Gute da hören möchte]
Funktionsansatz:
Bei der center-surround Organisation sind Photorezeptoren in Zentrum und Peripherie angeordnet. Bei Beleuchtung des Zentrums würde die retinale Ganglienzelle stimuliert werden welche jedoch durch Licht in der Peripherie gehemmt werden würde. (So wie ich das verstanden habe sind diese dann nochmal in Zentrum und Peripherie geteilt wobei die peripheren genau entgegengesetzt reagieren.)
Durch die Anordnung von zentralen und peripheren Zellen die jeweils auf intensive Lichtreize reagieren werden die Kanten- und Kontrasterkennung verstärkt.
Versuchsansatz:
Elektodenmessung naheliegender Ganglienzellen der Retina. Unterschiedliche Helligkeitsverteilungen gezeigt und Signale gemessen. Reagieren fast gegensätzlich auf Stimulus. (Das hab ich mir aus dem Hut gezogen, keine Gewähr. Bin aber fast sicher dass du diese Frage sowieso nicht mehr lernen würdest lol)
Ein roter Apfel liegt neben einer gelben Banane. Skizzieren Sie, wie die Spektralverteilung aussieht, des Lichts das von der Banane bzw. dem Apfel reflektiert wird! Wie kann man im Prinzip vorgehen, damit jetzt das von der Banane reflektierte Licht genau dieselbe Spektralverteilung hat, wie das Licht das vorhin vom Apfel reflektiert worden war? Welche Farbe der Banane nimmt man dann wahr? Welche Konstanzleistung steckt dahinter und wieso denkt man, dass diese Leistung einen Überlebens-Vorteil liefert?
Anmerkung: Banane absorbiert alles außer gelb, Apfel alles außer rot
Die Banane müsste mit der Beleuchtung vom Apfel bestrahlt werden, damit dasselbe Licht zurückgeworfen wird. Der Apfel reflektiert rot also ist die Komplementäre Farbe blau-grün. Mit diesem Licht müssen dann auch die Bananen bestrahlt werden. Trotzdem würde man die Banane immer noch gelb wahrnehmen. Die Lichtzusammensetzung ändert sich im Laufe des Tages, abhängig vom Stand der Sonne. Da durch würde sich auch das reflektierende Licht an Objekten ändern. Es ist aber wichtig zum Beispiel immer reifes Obst zu erkennen, dadurch gibt es als Anpassung die Farbkonstanz. Sinnvoll ist die Farbkonstanz auch grundsätzlich bei der Objekterkennung und auch Orientierung.
Anmerkung: Trick zur Änderung der Spektralverteilung ist: Einfach die Spektralverteilung des Beleuchtungslichts ändern (zB mehr Rotanteil)
Würden Sie einem Patienten mit (a) einem Glaukom, (b) einer Retinitis pigmentosa zu einem Retinal Implant raten? Wieso? Falls Sie in einem Fall abraten, welche prinzipielle Behandlungsmöglichkeit könnte in einigen Jahren denkbar sein?
a) Nein. Da beim grünen Star der Sehnerv degeneriert ist, für ein Retinal Implant muss der Sehnerv aber intakt sein.
Anmerkung: Wenn Sehnerv zerstört (Glaukom), dann wäre der einzige Weg, Zellen im LGN (=CGN) zu aktivieren mit einem geeigneten Elektrodenarray, oder aber Zellen im primären Sehcortex.
b) Ja. Da bei Retinitis pigmentosa nur die Photorezeptoren degeneriert sind und der Sehnerv noch voll intakt ist. Dadurch kann das Implantat eine Hilfe schaffen
Ein Querschnittsgelähmter kann keine seiner Extremitäten bewegen. Nutzen Sie Ihre Kenntnisse aus der Vorlesung und schildern Sie, wie man ihm mit geeigneten Implants helfen könnte! Wo müsst man was implantieren und was genau würde das/die Implants machen müssen?
Eine Möglichkeit wäre es Elektroden im Bereich der Wirbelsäule platziert. Dadurch können diese Elektroden gezielt die Nervenfasern im Rückenmark stimulieren, um die motorischen Funktionen zu aktivieren. Durch die Stimulation können bestimmte Bewegungen und Muskelaktivitäten in den gelähmten Extremitäten ausgelöst werden. Vielleicht wäre es auch eine Möglichkeit die Elektroden direkt in bestimmte Gehirnregionen zu setzten, um so eine leichtere Verbindung zwischen elektrischen Signalen des Gehirn und den externen Geräten herzustellen.
Schlagen Sie 4 Wege vor, wie sie die dopaminergen Synapsen von Parkinson-Patienten stärken könnten!
Die Synthese von Dopa aus Tyrosin erhöhen
Störung der vesikulären Lagerung
Stimulation der Freisetzung von Dopamin an der Nervenendigung
Blockierung der Dopamin Rezeptoren
Versuchen Sie in eigenen Worten zu erklären, wieso man aus der Wirksamkeit bei der Behandlung von Schizophrenie-Patienten von Stoffen, die D2-Dopanrezeptoren blocken, keineswegs den Schluß ziehen kann, dass die Schizophrenie direkt eine Störung dopaminerger Synapsen darstellt.
Schizophrenie ist eine komplexe Krankheit, es ist also anzunehmen das eine Vielzahl von Faktoren eine Rolle spielen werden, eine davon wird von neurologischer Natur sein, aber auch z.B. genetische Faktoren sind zentral. Auch kann es sein, dass durch die Blockade der D2-Rezeptoren es zu einer Blockade anderer Stoffwechselwege kommt und diese eher das Problem darstellten. Somit spielt der D2-Rezeptor dann nur eine indirekte Rolle. Vorstellbar wäre auch, dass Schizophrenie durch ein Gestörtes Gleichgewicht von mehreren Neurotransmitter entsteht, also nicht Dopamin alleine, sondern in der Interaktion mit anderem Transmitter wie z.B. Serotonin gestört ist.
Anmerkung: korrekt, die dopaminergen Synapsen, die mit den hilfreichen Pharmaka beeinfusst werden, könnten einfach zusätzlche Eingänge in die Zellen sein bei denen synaptische Eingänge infolge der Schizophrenie verändert sind
Was versteht man unter Größenkonstanz? Welche Information verwendet unser Gehirn, um retinale Bildgrößen automatisch zu korrigieren? Erläutern Sie damit die 'Täuschung' mit den Nonnen auf Folie 96.
Die Sehgröße eines Gegenstands bleibt annähernd gleich, auch wenn sich dieser in verschiedener Entfernung vom Auge befindet und daher Bilder unterschiedlicher Größe auf der Netzhaut ergibt.
Das Wahrnehmungsbild entspricht nicht der empfangenen Sinnesmeldung. Dafür bildet es die wirklichen (objektiven) Verhältnisse genauer ab, vermeidet ständige Fehleinschätzungen von Größen und verbessert damit die evolutionäre Anpassung sehender Organismen an ihre Umwelt.
Wie entzieht sich der Parasit Trypanosoma brucei der Elimination durch das menschlichen Immunsystem?
Der Parasit benutz den Mechanismus der Antigenic Variation. Er besitzt eine große Anzahl von Genen für verschiedene Varianten von Oberflächenantigenen (=Variant Surface Glycoprotein). Durch veränderte Expression der Gene kann so der Parasit die Antigene immer wieder verändern, wodurch es dem Immunsystem schwer fällt, eine spezifische Immunantwort einzuleiten.
Dieser Zyklus von Immunabwehr und antigener Variation kann über lange Zeiträume aufrechterhalten werden, da der Parasit eine sehr große Anzahl (1000-2000) unterschiedlicher VSG-Gene besitzt
Beschreiben sie den grundsätzlichen Aufbau der „surface knobs“ auf von Plasmodium falciparum infizierten Erythrozyten und erläutern sie deren Rolle bei der Pathologie von Malaria?
Wichtigstes Protein der knobs > Das vom Parasiten exprimierte PfEMP1 —> Enthält in seiner extrazellulären Domäne diverse Bindungsstellen für Rezeptoren auf Endothelzellen des Wirtes —> iRBC bindet an die Endothelzellen der Blutgefäße (Cytoadhärenz) —> Vermeidung Passage Milz (Sequestrierung) —> Verklumpungen des Blutes und zur Verstopfung enger Blutkapillaren —> Mangelversorgung des angrenzenden Gewebes mit Sauerstoff und Nährstoffen —> Azidose und entzündlichen Prozesse —> Besonders schädigend wirkt dies auf das Gehirn, nachdem der Parasit die Blut-Hirn Schranke durchdrungen hat —> Zerebrale Malaria —> Eine der häufigsten Ursachen für die hohe Mortalität der Malaria —> Eine bestimmte Variante des PfEMP1 bindet auch mit hoher Affinität an Chondroitinsulfat A (CSA) —> Transmission des Parasiten von der Mutter auf den Fötus.
Sie entdecken bei einer Zimmerpflanze kreisrunde braune Flecken auf den Blättern und vermuten dass der Schaden durch eine Infektion bedingt ist. Wie können Sie überprüfen, ob diese Infektion durch Bakterien oder Viren verursacht wird?
Extrakt aus dem erkrankten Gewebe herstellen —> Durch bakteriendichten Filter filtrieren —> Mit dem Filtrat Blätter einer gesunden Pflanze behandeln. Wenn es eine bakterielle Infektion ist —> keine Symptome, aber schon, wenn die Infektion durch Viren verursacht wird
Es herrscht auch in der Fachwelt Uneinigkeit darüber, ob Viren als Lebewesen einzustufen sind. Recherchieren Sie, welche typischen Eigenschaften eines Lebewesens den Viren fehlen!
Viren könne sich nicht selbstständig fortbewegen. Sie haben keinen eigenen Stoffwechsel, sie können nicht wachsen und sind nicht reizbar. Auch können sie sich nicht selbst fortpflanzen.
Welche der folgenden Aussagen treffen zu? (mit richtig oder falsch markieren)
(falsche Antworten führen zu Punktabzug, negative Punktzahlen sind nicht möglich)
Virale Genome können als Nukleinsäure doppelsträngige oder auch einzelsträngige DNA oder auch RNA enthalten.
Viren mit Membranhülle benötigen die Membran ausschließlich, um mit der Membran einer Zielzelle verschmelzen zu können; die spezifische Erkennung der Zielzelle geschieht über Proteine, die im Proteinkapsid der Virionen verankert sind.
Viren benutzen für die Expression ihrer Gene die Translationsmaschinerie der Wirtszellen.
Das einzelsträngige RNA-Genom von Retroviren wird durch eine reverse Transkriptase in DNA umgeschrieben, wobei das Enzym aus dem Virion eines Retrovirus bei der Infektion mit in die Zielzelle übertragen wird.
Rezeptor-vermittelte Endozytose ist ein Mechanismus, über den Viren in ihre Zielzellen gelangen.
Manche akute virale Erkrankungen lassen sich erfolgreich mit Antibiotika behandeln.
Virale Genome können als Nukleinsäure doppelsträngige oder auch einzelsträngige DNA oder auch RNA enthalten. —> richtig
Viren mit Membranhülle benötigen die Membran ausschließlich, um mit der Membran einer Zielzelle verschmelzen zu können; die spezifische Erkennung der Zielzelle geschieht über Proteine, die im Proteinkapsid der Virionen verankert sind. —> falsch
Viren benutzen für die Expression ihrer Gene die Translationsmaschinerie der Wirtszellen. —> richtig
Das einzelsträngige RNA-Genom von Retroviren wird durch eine reverse Transkriptase in DNA umgeschrieben, wobei das Enzym aus dem Virion eines Retrovirus bei der Infektion mit in die Zielzelle übertragen wird. —> richtig
Rezeptor-vermittelte Endozytose ist ein Mechanismus, über den Viren in ihre Zielzellen gelangen. —> richtig
Manche akute virale Erkrankungen lassen sich erfolgreich mit Antibiotika behandeln. —> falsch
Erläutern sie Mechanismen des angeborenen Immunsystems zur Erkennung von Pathogenspezifischer Mustern und deren Effektorfunktionen.
Freie Rezeptoren in dem Plasma
− Funktion bei der Aktivierung der Komplementkaskade
Membrangebunde phagocytische Rezeptoren
− Stimulieren Phagocytose von Pathogenen
Membrangebunde Signalrezeptoren
Toll-like Rezeptoren (sind eine Gruppe der PRRs, erkennen also PAMPs (vor allem Gram- negative Bakterien) und können so Abwehrreaktionen in der Zelle auslösen)
Cytoplasmatische Signalrezeptoren
NOD-like Rezeptoren (sind eine Gruppe der PRRs, im Unterschied zu TLR erkennen sie Gram- positive Bakterien), RIG-I-like Helicase (Erkennung von RNA-Viren)
Induzieren die Produktion von Entzündungsmediatoren und anderen Effektoren, auch chemotaktische Rezeptoren
Anmerkung Korrektur: V.a. das Komplementsystem und die Toll-like Rezeptoren wurden in der VL angesprochen
Effektorfunktionen nicht vergessen (für Toll-like steht es quasi in der 1 (=Ausschüttung vonCytikin, etc, welche
die Immunantwort mit regelt) und was genau erkannt wird
Ergänzung:
Sinaltransduktion TLR: Dimerisierte TLRs rekrutieren IRAK1&2, was die Ubiqutin-E3-Ligase-Komplex TRAF-6 akiviert, die daraufhin NEMO zum Abbau markiert und dadurch die Repression von TAK1 aufhebt. Das löst eine Phosphorylierungskaskade aus, die zu der Freisetzung von NfkB führt, das in den Zellkern diffundiert und dort die Expresison von Cytokininen auslöst
Inwiefern beeinflussen die chemischen Eigenschaften von Hormonen (hydrophil oder hydrophob) ihre Wirkweise an der Zielzelle?
Hydrophile:
Werden durch Exozytose freigesetzt und können frei durch das Blut diffundieren. Jedoch können sie nicht einfach durch die Membran diffundieren und bindet deswegen an einen Rezeptor. Dadurch wird entweder eine Antwort im Cytoplasma ausgelöst oder eine Gen Regulation im Zellkern.
Hydrophob:
Können einfach durch Diffusion freigesetzt werden, müssen jedoch über Transportproteine im Blut transportiert werden. In die Zielzelle gelangen sie wieder einfach über Diffusion durch die Zellmembran, dort binden sie dann z.B. an einen Rezeptor im Zellkern, um eine Gen Regulation auszulösen.
Aus welchen Molekülklassen sind die meisten Hormone abgeleitet? Nennen sie Beispiele.
Polypeptide (z.B. Insulin) oder Amine (z.B. Adrenalin)
Steroide (z.B. Cortisol) oder Amine (z.B. Thyroxine)
Amine (z.B. Dopamin)
Adrenalin (=Epinephrin) kann, je nach Zielzelle, unterschiedliche Auswirkungen haben. Warum ist das so?
Möglich wenn Zielzellen:
meherer unterschiedliche Rezeptoren für das selbe Hormon besitzen
Unterschiedliche Signalpfade durchführen
—> So kann Adrenalin Blutfluss zu Skelettmuskeln verbessern und gleichzeitig zum Verdauungstrakt verringern
Das neuronale und endokrine System können zusammen agieren. Beschreiben sie eine typische neuroendokrine Kaskade.
Wenn das Schilddrüsenhormon Level sinkt, bekommt der Hypothalamus über sensorische Neuronen einen Stimulus, woraufhin er thyrotropin-releasing hormone (THR) ins Blut sekretiert. Die Portal Gefäße bringen das THR zum Hypophysenvorderlappen. Am Hypophysenvorderlappen wird durch das THR thyroi-stimulating hormone (TSH) freigesetzt. TSH stimuliert wiederum endokrine Zellen in der Schilddrüse T3 und T4 zu sekretieren. Dadurch steigt wieder das Level an Schilddrüsenhormone. Die Schilddrüsenhormone blockieren TRH und TSH Überproduktion durch negatives Feedback.
Welche prinzipiellen Aufgaben erfüllen Hormone?
(Hormone dienen der Regulation von Wegen im Körper durch positive oder negative Kontrolle. Das Ziel ist es ein Gleichgewicht im Körper und den Geweben herzustellen.)
Sie regulieren die Homöostase vieler Prozesse im Körper (z.B. im Metabolismus, z.B. Insulin). Sie vermitteln, oft als neuroendokrine Kaskaden, die Antwort auf externe Stimuli (z.B. flight-or-fight response, Adrenalin) und sind an vielen Entwicklungsvorgängen beteiligt (z.B. das Wachstumshormon)
In sich teilenden Frosch-, Seeigel- oder Muschelembryonen steigt die Konzentration an M-Phase Cyclin kontinuierlich aber langsam an. Demgegenüber steigt die MPF-Aktivität zu Beginn der Mitose sprunghaft an (siehe unten stehende Abbildung). Erklären Sie warum das so ist! (Zeichnung u.U. hilfreich)
MPF-Aktivität > Aufrgund inhibitorischer Phosphorylierungen an Thr14 und Tyr15 der katalytischen UE trotz relativ hohen Cyclin B-Spiegels noch sehr niedrig.
Cyclin B häuft sich über einen Schwellenwert an > Resultierende, geringe MPF Aktivität > mehr MPF aktivieren mittels positive Rückkopplung, indem die inhibitorischen Phosphorylierungen abhydrolisiert werden > Geschieht, indem MPF durch Phosphorylierung Phosphatase (Cdc25) aktiviert und die entsprechenden Kinase (Wee1) inaktiviert
a) Unten ist ein Schema einer Brustdrüsenzelle gezeigt. Was ist ErbB2 und wie wirkt dementsprechend Lapatinib?
b) In der Vorlesung haben Sie drei weitere Therapeutika kennengelernt, die sehr erfolgreich gegen Brustkrebs eingesetzt werden. Zeichnen Sie im obigen Diagramm ein, welchen Schritt der angedeuteten Signaltransduktionswege diese jeweils inhibieren, und nennen Sie die entsprechenden Wirkstoffe oder Handelsnamen.
c) Die Mortalitätsrate nimmt beim Kolon-Karzinom mit dem Alter stetig zu. Demgegenüber flacht bei Brust- und Gebärmutterhals-Krebs der altersabhängige Anstieg der Mortalitätsrate im Alter von ca. 50 Jahren stark ab. Erklären Sie!
a) ErbB2 gehört zur Familie der epidermalen Wachstumsfaktorrezeptoren. Dieser Wachstumsfaktor spielt eine Rolle bei der Regulation des Zellwachstums und der Zellteilung. Bei einer Überexpression von ErbB2 kommt es zu einer verstärkten Signalübertragung und damit zum gefördertem Zellwachstum bzw. Zellteilung. Außerdem unterdrückt ErbB2 den programmierten Zelltod. Lapatinib ist ein Inhibitor, der die damit die Aktivität von ErbB2 hemmt.
ErbB2 = transmembrane Rezeptor-Tyrosinkinase; Lapatinib = Tyr-Kinaseinhibitor
b)
Anmerkung: Trastuzumab (Herceptin), Anastrozole (Arimidex)
Beschreiben Sie den Aufbau einer Blastozyste (mit Zeichnung)
Welche Vorgänge sind charakteristisch für die Präimplantation (nach der Befruchtung und vor der Einnistung im Endometrium)?
Nach der Befruchtung der Eizelle beginnt die Zygote sind zu teilen. Nach 5 Zellteilungen ist die Morula (aus ca. 30 Zellen) entstanden. Die Morula entwickelt sich weiter zur Blastozyste. Während dieser Entwicklung durchwandert die Eizelle getrieben vom Flimmerschlag und Kontraktion des Eileiters den Eileiter in Richtung Gebärmutter, um sich dort dann einzunisten. + Hatchin
Nennen Sie die wesentlichen Unterschiede bei Spermatogenese und Oogenese des Menschen.
1.2: ab der Pubertät
1.3: Vorrat erschöpft
2.1: Richtig, Anhalten der Meiose noch kurz mit Fachbegriffen (u.a. Diplotän) beschreiben
Was ist das Akrosom, welche Funktionen hat es und welche enzymatischen Aktivitäten entfaltet es?
Die Kopfkappe des Spermiums nennt man Akrosom, es ist ein Lysosom, das den Kopf der Samenzelle unter dessen Zellmembran überzieht.
Es ist wichtig für die Akrosomenreaktion, wodurch die Schutzhüllen der Eizelle (die Corona radiata und Zona pellucida der Eizelle) aufgelöst und durchdrungen werden kann. Um diese Reaktion auszulösen hat das Akrosom Enzyme wie Akrosin (eine Serinprotease), Esterase, Hyaluronidasen und saure Proteinasen.
Anmerkung: Je nach Größe der Aufgabe (Punkte) noch die Ziele (5) des Andockens und der dadurch ausgelösten Kaskade von Ereignissen nennen
Richtig, Biologische/enzymatische Aktivität Akrosin/ Hyaluronase noch genauer erklären Bedeutung von Protein ZP2 bei/nach der ganzen Reaktion kurz ergänzen
Beschreiben Sie die hormonelle Steuerung des Ovarialzyklus: Stellen Sie dar, wo bzw. von welchen Zellen (oder Drüsen) die 4 Hormone des Ovarialzyklus synthetisiert werden, was sie bewirken (ihre Funktion), und wie ihre Synthese reguliert wird.
Hormone:
FSH
-> produziert von Adenohypophyse (Vorderlappen)
-> induziert 5-15 prim. Oozyten im Ovar, sich zu Primärfollikeln zu entwickeln
E2 (=Östradiol)
-> durch Granulosaepithe synthetisiert
-> regt Vermehrung von Granulosazellen an (noch mehr FSH gebunden und folglich noch mehr Östradiol produziert)
-> blockiert Hypothalamus und Hypophyse (negativer Feedback-Loop)
LH
-> unter Einfluss von Östradiol in Adenohypophyse gebildet
-> Schwellenkonzenztration von Östradiol überschritten > aktiviert Hypothalamus und Hypophyse > massive Produktion von LH (positiver Feedback-Loop)
-> LH-Gipfel lässt die primäre Oozyte Meiose I vollenden (1. Polkörperchen entsteht) > sekundäre Oozyte entsteht
und induziert Eisprung
Progesteron
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