Nennen Sie drei wesentliche Unterschiede zwischen Spermatogenese und Oogenese beim Menschen!
Zeitpunkt und Dauer
Spermatogenese beginnt in der Pubertät und läuft beim Mann kontinuierlich bis ins hohe Alter.
Oogenese beginnt bereits vor der Geburt (pränatal), pausiert dann in der Prophase I und wird erst zyklisch ab der Pubertät fortgesetzt. Sie endet meist mit der Menopause.
Anzahl der Gameten pro Urkeimzelle:
Aus einer Ur-Spermatogonie entstehen vier funktionsfähige Spermien.
Aus einer Ur-Oogonie entsteht nur eine befruchtungsfähige Eizelle und drei Polkörperchen (nicht fortpflanzungsfähig).
Dauer und Rhythmus:
Die Spermatogenese dauert ca. 64–72 Tage und ist kontinuierlich.
Die Oogenese ist zyklisch (ca. alle 28 Tage ein Eisprung) und kann sich über Jahrzehnte (vom Embryonalstadium bis zur Menopause) erstrecken.
Skizzieren Sie ein Virion von Sars-CoV-2 mit der Lage der vier Klassen von Strukturproteinen! Welcher dieser Proteine ist für die Erkennung eines zellulären Rezeptors auf Humanen Zellen verantwortlich und wie heißt dieser Rezeptor?
1. Spike-Protein (S-Protein)
Lage: Als auffällige, keulenförmige Fortsätze auf der Virushülle
Funktion: Vermittelt das Andocken an die Wirtszelle (Rezeptorbindung)
➤ Dieses Protein ist verantwortlich für die Erkennung eines zellulären Rezeptors!
2. Membranprotein (M-Protein)
Lage: Eingelagert in die Virushülle, stabilisiert die Form
Funktion: Formgebung des Virus, Interaktion mit anderen Strukturproteinen
3. Hüllprotein (E-Protein)
Lage: In geringer Zahl in der Virushülle
Funktion: Beteiligung am Zusammenbau und an der Freisetzung des Virus
4. Nukleokapsidprotein (N-Protein)
Lage: Im Inneren, um das virale RNA-Genom gewickelt
Funktion: Verpackt und schützt die RNA, beteiligt an der Virusvermehrung
a. Nennen Sie fünf characteristische Eigenschaften von Krebszellen.
b. Welche dieser Eigenschaften werden durch einen p53-Funktionsverlust begünstigt?
Unkontrollierte Zellteilung: Krebszellen teilen sich unabhängig von Regulationssignalen dauerhaft weiter.
Verlust der Apoptose-Fähigkeit: Sie entgehen programmiertem Zelltod, auch bei DNA-Schäden oder Stress.
Unbegrenzte Replikationsfähigkeit: Sie aktivieren z. B. Telomerase, um sich unbegrenzt oft teilen zu können.
Gewebeinvasion und Metastasierung: Krebszellen durchbrechen Gewebegrenzen und verbreiten sich im Körper.
Unabhängigkeit von Wachstumsfaktoren / Resistenz gegen wachstumshemmende Signale: Sie wachsen auch ohne äußere Signale oder trotz hemmender Einflüsse.
Der p53-Transkriptionsfaktor ist ein wichtiger Tumorsuppressor, der u. a. auf DNA-Schäden reagiert. Ein Funktionsverlust von p53 fördert besonders folgende Eigenschaften:
Verlust der Apoptose-Fähigkeit → p53 löst normalerweise Apoptose bei irreparablen Schäden aus. Ohne p53 überleben fehlerhafte Zellen.
Unkontrollierte Zellteilung → p53 stoppt den Zellzyklus bei DNA-Schäden. Bei Ausfall läuft die Zellteilung ungehindert weiter.
Genomische Instabilität → Ohne p53 werden DNA-Schäden nicht erkannt oder repariert, was zu weiteren Mutationen führt.
Welche wesentlichen molekularen Schritte führen zur Vielfalt von Antikörpern?
- Vielfalt entsteht durch Toll-Like-Rezeptors (TLRs), diese sind transmembrane Protein, die durch wenige Veränderungen der LRRs verschiedene Pathogene erkennen können
- In adaptiven Immunsystemen werden Antikörper zu einem Y zusammengesetzt, wobei die oberen Teile Variabel sind, wodurch eine große Vielfalt entsteht
- Antikörper Diversität kann in 4 Level unterteilt werden:
o 1 und 2: Kombinatorische Diversität
o 3: Verknüpfungsdiversität
o 4: Somatische Hyper-Mutationen
Definieren Sie den Begriff Parasit.
- Biologische Definition: Organismus, der für bestimmte Zeit der Lebenszeit in einem anderen Organismus lebt und diesen zur Fortpflanzung benötigt; der Parasit ist vollkommen abhängig von seinem Wirt
o Dabei: Schädigung des Wirts, kann auch zum Tod des Wirts führen
Aus welchen Molekülklassen sind die meisten Hormone abgeleitet? Nennen Sie jeweils ein Beispiel!
- Polypeptide: Insulin -> Häufig Transkriptionsfaktoren (beeinflussen nach Bindung Aktivität von Genen)
- Cholesterinderivate (aka Steroide; Hydrophob): Testosteron, Östrogen
- Amine: Adrenalin, Serotonin
Erläutern Sie das Prinzip der homöostatischen Wirkweise von Hormonen am Beispiel der Regulation des Blutzuckerspiegels beim Menschen.
- Durch die gegensätzliche Wirkungsweise von Hormonen kann durch die Balance zwischen beiden Systeme reguliert werden.
- Wenn Blutzuckerspiegel hoch: beta-Zellen des Pankreas schütten Insulin aus --> Relokalisierung von Zuckertransporten aus zytoplasmatischen Vesikeln in Zellmembran --> Zucker wird vermehrt in Zellen aufgenommen --> Blutzucker sinkt -->Insulin stimuliert auch Glycogenneognese, also die Umwandlung von Glucose in die Speicherform Glycogen durch Enzyme Wenn Blutzuckerspigel niedrig: Ausschüttung von Glucagon aus alpha-Zellen im Pankreas --> Gluconeogense aus dem Speicher Glycogen --> Ausschüttung von Glucose ins Blut -->Glucagon antagonistisch zu Insulin
Zeichnen und beschriften Sie den Längstsschnitt durch einen Röhrenknochen!
Was ist das sog. Zwerchfell? Aus was besteht es, wo findet man es und welche Aufgabe hat es?
- Muskelsehnenplatte aus 3 Muskelteilen, die in einer zentralen Sehnenplatte verwachsen sind
- trennt Brust und Bauchhöhle, wichtigster Atemmuskel
Welche Funktionen hat das menschliche Integument?
- Epidermis: Schutz, Festigkeit, H2O-abweisend, Sinneswahrnehmung
- Dermis/Corium: Thermoregulation (Schutz vor Hitze und Kälte)
- Subcutis: mechanischer Puffer, Energiespeicher, Stoffwechsel, Fettgewebe zur Isolation
Wo im Körper findet man Lymphgefäße?
- ist ein Drainagesystem im Körper, das zwischen Gewebsflüssigkeit und dem Blutplasma steht und einen wichtigen Bestandteil des Immunsystems darstellt
- Aufgaben: Transport von H2O, Nährstoffen, Zellresten & Stoffwechselprodukten
Quasi überall:
In der Haut und im Unterhautgewebe → Dort sammeln sie Gewebsflüssigkeit (Lymphe) ein.
In fast allen Organen → Z. B. in Lunge, Darm, Leber, Herz, Niere – überall, wo Gewebsflüssigkeit entsteht.
Im Verdauungstrakt (v. a. Dünndarm) → Dort heißen sie Laktale und transportieren zusätzlich Fette aus der Nahrung.
In der Nähe großer Blutgefäße → Große Lymphbahnen verlaufen parallel zu Venen.
In Lymphknotenregionen → Die Lymphgefäße durchziehen und verbinden Lymphknoten z. B. in Achseln, Leiste, Hals.
AUßER im ZNS, Knorpeln und Augeninneren
Im peripheren vegetativen Nervensystem unterscheidet man normalerweise zwei Nervenzelltypen. Wie nennt man diese und wie sind sie miteinander verschaltet? Welche Transmitter werden von welchen Zellen ausgeschüttet?
- präganglionären Neurone und die postganglionären Neurone
präganglionären Neurone
—> Verbindung vom Zentralnervensystem (ZNS), genauer gesagt dem Rückenmark bzw. Stammhirn zu vegetativen Ganglien außerhalb des ZNS, verschaltet mit postganglionären Neuronen
—> postganglionären Neurone: ziehen von diesem Ganglion zu den Zielorganen.
- Signalübertragung erfolgt chemisch durch Acetylcholin. Dieses wird von allen präganglionären Zellen ausgeschüttet und den meisten postganglionären parasympatischen Zellen + Ausschüttung von Noradrenalin, wenn sie zum Sympathikus gehören
Was sind otoakustische Emissionen? Wie entstehen sie und wofür werden sie genutzt?
Otoakustische Emissionen (OAE) sind Geräusche, die das Innenohr (v. a. die äußeren Haarzellen der Cochlea)selbst erzeugt.
Sie entstehen, wenn die äußeren Haarzellen aktiv schwingen, um leise Töne zu verstärken – dabei erzeugen sie mechanische Rückbewegungen, die sich als Schall nach außen ausbreiten und mit einem Mikrofon im Gehörgang messbar sind.
Hörscreening bei Neugeborenen
Diagnostik von Hörstörungen (z. B. zur Unterscheidung zwischen cochleären und zentralen Ursachen)
a. Wofür 'interessieren' sich Zellen im primären Sehcortex? Was meint man damit, dass sich diese Reize im 'rezeptiven Feld' des Neurons befinden müssen?
b. Woher bekommen die Zellen im primären Sehcortex ihre Eingänge (d.h. wo sitzen die Somata der Nervenzellen, die ihre Axone zum Sehcortex schicken)?
c. Wie liegen die Eingänge aus dem linken und rechten Auge zueinander? Wo liegen alle Nervenzellen, die sich für dieselbe Kantenorientierung 'interessieren' (d.h. die bei derselben Kantenorientierung maximal feuern)?
d. Ist die Anordnung im primären Sehkortex fest angeboren, in den ersten Lebenswochen plastisch oder immer plastisch? Wie würde es sich auswirken, wenn bei einem neugeborenen Kätzchen das linke Auge für zwei Monate abgedeckt wäre, es danach im ganzen restlichen Leben der Katze aber immer benutzbar und das Auge an sich nachweislich völlig funktionsfähig wäre?
a.
- Die räumliche Orientierung von Kanten/Linien von bestimmter Orientierung (und Länge) wird hier wahrgenommen. In sogenannten „Blobs“ werden die Farbinformationen aufbereitet und in der 4. Schicht kommt die Information an, ob das rechte oder linke Auge dies wahrgenommen hat
- bestimmte Zellen sprechen nur dann an, wenn der Reiz der Information aus einem ganz bestimmten Bereich kommt -> rezeptives Feld
b.
- aus dem Corpus geniculatum laterale (seitlicher Kniehöcker) kommen die Axone
c.
- aus dem linken Sehfeld werden die Informationen im rechten Cortex verarbeitet und aus dem rechten Sehfeld werden die Informationen im linken Cortex verarbeitet (Okulardominanzsäulen)
o Alternierend weil: Axone vom rechten und linken Auge verlaufen zu verschiedenen Schichten im CGL, wodurch diese im Cortex dann auch alternierende Eingänge haben
d.
- alle Zellen, die die gleiche Kantenorientierung verarbeiten liegen im Cortex in einer Orientierungssäule senkrcht zur Cortexoberfläche an jeder Stelle
- ab Geburt starke Überlappung der Eingänge vom linken und rechten Auge
o keine klaren Okularddominanz-Zonen (also rechtes Auge an linke Gehrinhäflte und umgekehrt) Nach ca. sechs Wochen werden die Eingänge rejustiert, wodurch die Trennung schärfer ist
- bei Katzen ist die Plastizität länger als bei Primaten, ca. 6 Wochen, deshalb wird, wenn das Auge 2 Monate abgedeckt ist, das rechte Auge dominant und übernimmt Teile des linken Auges, wodurch dieses keine Funktionen mehr hat
—> wenn 1 Auge ausfällt werden die dem Auge zugeordneten Bereiche größer, was sich lebenslänglich nicht verändert
Welcher Eingriff wurde bei Split-brain patienten durchgeführt und wozu? Wieso zeigen Split-Brain Patienten keinerlei Auffälligkeiten im normalen Alltag? Mit welchem Trick kann man zeigen, dass der Eingriff doch erhebliche Auswirkungen haben kann?
Bei Split-Brain Patienten wird der die beiden Hirnhälften verbindende Querbalken durchtrennt, um Epilepsie zu bekämpfen
Alltag: Blick wandert ständig hin und her; Der Alltag erfordert selten eine strikte, getrennte Verarbeitung pro Hemisphäre – daher fallen Defizite kaum auf.
Trick: Patient muss auf einen Punkt in der Mitte eines Bildschirms schauen: Links kommt ein Dreicekc, rehcts ein Kreis —> Sprachzentrum ist Links also muss er Probleme haben, das Dreieick (Das visuell ja in der rechten Hälfte verarbeitet wird) in Worten zu beschreiben.
Die fiktive Firma “Pharmadreams” behauptet, ein Medikament entwickelt zu haben, das sowohl gegen Parkinson als auch gegen Schizophrenie wirkt. Begründen Sie aus biologischer Sicht, ob Sie das für möglich halten oder nicht!
- Medikament, das gegen beide Krankheiten wirkt, macht aus biologischer Sicht keinen Sinn bzw. ist nicht möglich
- Grund:
Bei Parkinson sterben dopaminerge Nervenzellen ab, d.h. zur Behandlung muss zusätzlich Dopamin gegeben werden
bei Schizophrenie müssen die Dopamin-Rezeptoren gehemmt bzw. blockiert werden
=> Genau entgegengesetzte Behandlungen -> entweder man gibt Dopamin oder man blockiert die Rezeptoren mit Psychopharmaka!
Schildern Sie ganz knapp einen Versuch, aus dem man die Schlussfolgerung gezogen hatte, dass der Mensch keinen freien Wille habe.
- Eine Versuchsperson sollte selbst entscheiden, wann und mit welcher Hand sie eine Knopf drückt. Dabei wurden Gehirnströme gemessen.
- Vor dem eigentlichen Gefühl der Versuchspersonen, den Knopf jetzt drücken zu wollen, konnte in den Messungen bereits ein Spike erkannt werden. Zeigten also an, wann er sich entscheidet spontan den Knopf zu drücken und ob mit rechtem oder linkem Zeigefinger. Algorithmus kann aus dem Hirnscannersignal 'vorhersagen', mit welchem Finger gedrückt wird
Was ist ein CKI? Welche Klassen und Vertreter von CKIs haben Sie kennegelernt und wie unterscheidet sich ihre Wirkweise?
- Cdk Inhibitoren
- 2 Klassen: Cip Familie und p16INK4 Familie
- Cip: bindet an Cyclin-Cdk Komplex, dafür wird Cyclin gebraucht
- p16INK4 : verhindert Bindung von Cyclin indirekt durch Konformationsänderungen an der Bindestelle von Cyclin
Nennen Sie sechs characteristische Eigenschaften von Viren.
Kein eigener Stoffwechsel → Viren sind auf die Zellmaschinerie eines Wirts angewiesen.
Keine selbstständige Vermehrung → Sie können sich nur in lebenden Wirtszellen replizieren.
Bestehen aus Erbmaterial und Proteinhülle → Enthalten entweder DNA oder RNA, umgeben von einer Capsid-Proteinhülle, manchmal zusätzlich mit Hüllmembran.
Keine Zellstruktur → Viren sind keine Zellen und gelten deshalb nicht als echte Lebewesen.
Wirtspezifität → Sie befallen nur bestimmte Zelltypen oder Arten (z. B. nur Menschen, nur Pflanzen, nur bestimmte Organe).
Können mutieren → Viren zeigen eine hohe Mutationsrate, besonders RNA-Viren
Hormone können, je nach Zielzelle, unterschiedliche Auswrkungen haben. Warum ist das so?
- Hormone können an verschiedenen Zielzellen verschiedene Rezeptoren, welchen verschiedene Signalkaskaden angeschlossen sind; verschiedene Signalkaskaden in unterschiedlichen Geweben können selben Rezeptor haben
- nach den Rezeptoren können Signale über verschiedene Wege weitergegeben werden und dadurch unterschiedliche Aktionen auslösen
è Adrenalin kann je nach Zielzelle Gefäßerweiternd (Skelettmuskulatur) oder gefäßverengend (Darmmuskulatur) wirken (stimuliert auch Abbau von Glykogen, wodurch Zucker im Körper verfügbargemacht wird)
Erläutern Sie grundsätzliche Mechanismen, die Parasiten anwenden können, um im Wirt überleben zu können.
- Modulation: Modulation des Immunsystems
- Sequestration: Parasit versteckt sich, z.B. innerhalb einer Zelle
- Antigen-Variation: z.B. VSG (Variant Surface Glycoprotein) von Trypanosoma brucei
Welche Eigenschaften kennzeichnen ein hochentwickeltes Immunsystem beim Menschen?
- Selektivität zwischen Eigen und Fremd
- Spezifität -> reagiert nur gegen Pathogene
- Schnelligkeit -> Erreger daran hindern sich im gesamten Körper zu verteilen
- Gedächtnis mittels Gedächtniszellen, damit sich Körper bei erneuter Erkrankung schneller & effektiver gegen Erkrankung wehren kann
Erklären sie genauer, was man unter dem Stapedius-Refelx versteht. Welche Komponenten sind an ihm beteiligt und welchen Zweck erfüllt er?
Was ist das?
Der Stapedius-Reflex ist ein unwillkürlicher Schutzreflex im Ohr, bei dem sich ein kleiner Muskel – der Musculus stapedius – zusammenzieht, sobald das Ohr lauten Schall wahrnimmt.
Sensorischer Anteil (afferent):
Hörschnecke (Cochlea) nimmt lauten Schall auf.
Der Reiz wird über den Hörnerv (N. vestibulocochlearis, VIII) ans Gehirn weitergeleitet.
Zentrale Verarbeitung:
Im Hirnstamm (untere Olive) wird der Reiz verarbeitet.
Ein Reflexbogen wird aktiviert.
Motorischer Anteil (efferent):
Signal läuft über den Fazialisnerv (N. facialis, VII)
Dieser aktiviert den Musculus stapedius im Mittelohr.
Schutz vor lauten Geräuschen → Der M. stapedius zieht die Steigbügel-Kette (Gehörknöchelchen) leicht zurück. → Dadurch wird die Schallübertragung auf das Innenohr abgeschwächt.
Vermeidung von Innenohrschäden → V. a. bei plötzlichen, lauten Geräuschen.
Bennen Sie vier Gelenkformen, die man beim Menschen finden kann!
Sattelgelenk
Kugelgelenk
Scharniergelenk
Eigelenk
Zapfengelenk
Gleitgelenk
Beschriften Sie die folgende Abbildung! Wie nennt man den gezeigten Teil des Menschlichen Integuments?
Zeichnen Sie den Verlauf einer interzellulären Ableitung (achsen skalieren sowie beschriften und Schwellen nicht vergessen!) einer Zelle aus dem Sinusknoten, eines potentiellen Schrittmachers und einer Normalen Herzmuskelzelle des Menschen.
Jemand behauptet, dass ausschließlich die rechte Hirnhälfte in der Lage ist, Emotionen zu bewerten. Schildern Sie, wie Sie das mit geeigenten Verscuhen an eine Split-Brain-Patienten überprüfen können! Erläutern Sie dabei, wie beim Menschen Bilder aus beiden Augen auf beide Hirnhälften verteilt werden und wieso es wichtig ist, auf welche Weise der Patient ihnen mitteilt was er oder sie wahrnimmt!
- Bei einem Split-Brain Patienten wurde aus medizinischen Gründen die größte Verbindung der beiden Hirnhälften, die Corpus callosum – die Hemisphären-Brücke, durchtrennt, wodurch die Kommunikation zwischen den Hemisphären (beiden Gehirnhälften) sehr stark reduziert wird
- Um zu testen, ob die rechte Hirnhälfte für die Wahrnehmung von Emotionen zuständig ist, kann Versuchspersonen nur über das linke Sehfeld emotionale Bilder oder Gesichtsausdrücke, welche wir eindeutigen Emotionen zuordnen, gezeigt werden. Dabei kann die Aktivität der Hemisphären überwacht werden. Die Versuchsperson sollte die Emotion hier benennen können; idealerweise muss man eine Aktivität wählen, die ebenfalls von der rechten Gehirnhälfte gesteuert wird (z.B. schreiben/malen)
- Wird nun das gleiche für die linke Gehirnhälfte versucht, also im rechten Sehfeld die gleichen Bilder gezeigt, so sollten die Versuchspersonen keine emotionalen Reaktionen aufweisen bzw. keine Emotionen zuordnen können. Dies gilt, wenn die rechte Gehirnhälfte allein für die Wahrnehmung von Emotionen zuständig ist.
Was verstehen wir im Zusammenhang mit dem menschlichen Sehen unter Größenkonstanz? Was muss dazu verrechnet werden und wozu ist Größenkonstanz nützlich?
Objekte werden auch in Entfernung annähernd konstanter Größe wahrgenommen —> werden Gehirn “hochskaliert”
Verrechent wird hierbei die Größe eines Objekts und dessen Entfernung zum Betrachter
Sie haben einen Patienten vor sich. Wie können Sie feststellen, dass es sich um einen Neglect-Patienten handelt? Wie kann man zeigen, dass er/sie unterbewusst Informationen aus beiden Raumhälften im Gehirn zur Verfügung hat?
Man zeigt 2 Fotos von Häsuern
auf einem Foto brennt die eine Hälfte des Hauses
auf dem anderen nicht
Er sagt, Bilder seien identisch, aber wenn er gefragt wird wo er lieber wohnen wollen würde, würde er trotzdem unterbewusst das nicht berennende Haus wählen.
Zuletzt geändertvor 2 Monaten
