Biopsychologie

Anfangs: “leib und seele Problem (René Descartes) mit Dualismus geprägt (strikte Trennung der beiden)

Heutzutage (neurowissernsch. Sicht):

• Mind-Brain-Isomorphismus

  -> Physis und Psyche sind nicht getrennte Prozesse, sondern stellen ledigleich auf unterschiedlichen Ebenen den selben Prozess dar

  ->Also: zb Aktivität der Amygdala im Gehirn hat den Alarm Knopf und die empfundene Angst ist gleichzeitig das subjektive Erleben

-Psyche Physis Auch wichtige Rolle bei erblich bedingten Faktoren: Aussehen, Intelligenz, Persönlichkeit

-Ebenso veränderungen biologischer Prozesse durch Umwelteinflüsse, körperliche Defizite, Hormonveränderungen bestimmten Verhaltensweise und psychisches Befinden mit.

Die Analysen zu den Zusammenhängen variieren allgemein von Interaktionen mit anderen Menshcne auf Verhaltensebene, Analysen bestimmter Gehirnareale bis zur molekularen Eben mit Zusammenhang mit Biologen. Technischer Fortschritt hat für fortschirtte und verbesserungen für technische analysemöglichkeiten beigetragen

• Sucht Korrelationen zwischen biologischen und psychischen Variablen

• Keine experimentelle Manipulation -> in korrelativem Zusammenhang besteht eine bzhg zwischen zwei Variablen, die eine Variable bedingt die andere nicht zwingend - weswegen keine Kausalaussagen angestrebt werden

• Keine Kausalität weil: Kausalität stellt Ursache/Wirkung zusammenhang dar. Hier muss ausgeschlossen werden, das Drittaspekte eine Ursache für die Wirkung waren

  ->Korrelation beschreibt Zusammenhang zwischen zwei Faktoren, ohne Aussagen über die Ursache jenes Zusammenahng zu achen, die auch in dritten Faktoren begründet sein kann.

Beispiel im Skript mit Taxifahrer

Variation (auch Manipulation)

-Variation physiologischer Prozesse, damit psychischen abhängigen Variablen systematisch gemessen werden

->In Experimenten: körpereigene Prozesse als unabhängige Variable manipuliert, um Auswirkungen auf Verhalten/Erleben zu untersuchen

Beispiel im Skript Tabletten

-> Korrelationen und auch Kausalaussagen können über den Zusammenhang formuliert werden, sofern die eine Variable eine notwendige Ursache für die Wirkung der anderen Variable darstellt.

Experimentelle somatische Variation:

mechanische, elektrische, pharmakologische, thermische Manipulationen mithilfe von chirurgischen Eingriffen, Applikationen chemischer Substanzen, oder Ernährungsveränderungen.

Elektrische Stimulation kann mithilfe Transkranieller Magnetstimulation oder optogenetische Verfahren erfolgen.

Optogenetik:

-Durch invasive Techniken werden bestimmte Neuronen und folglich Gehirnprozesse durch Lichtreize beeinflusst

TMS:

-nicht invasives Verfahren, sondern durch Magnetfelder um die Aktivität von Nervenzellen zu beeinflussen (auch bei menschen)

• die abhängigen körperlichen Variablen werden systematisch untersucht

• In Expperimenten werden psychische oder verhaltensbasierte Prozesse als unabhängige Variable manipuliert und deren Wirkung auf physiologischer Ebene gemessen.

• Bsp: VP werden visuelle/auditive Reize vorgespielt und mithilfe med. diagnostischen Instruments die Gehirnaktivität oder Blutströme gemessen.

• Korrelativ: Weil die Präsenz eines Stimulus mit der Präsenz eines physiologischen Prozess verknüpft wird, ohne das bekannt ist ob der Stimulus eine notwenige Bedingung darstellt.

  ->Es können auch Kausalaussagen formuliert werden, sofern andere Ursachen für die Wirkung der Variable im Experiment ausgeschlossen werden können und eine Notwendigkeit der psychischen Variable auf die physische gegeben ist (in wissensch. praxis oft schwierig da es schwer ist dies exakt nachzuweisen)

Neben den beiden kann auch bestehen:

intervenierende Variable ->(auch mediator) , versucht die bzhg zwischen der abhängigen und der unabhängigen zu erklären

->spezifiziert den Mechanismus der Einflussbzeiheung zwischen den beiden Variablen

->Kann in Experimenten auch an sich von großem Interesse für die Wissenschaft sein und untersuch werden.

Bsp:

Bei Probanden können Stressrespons in Abhägigkeit von stressbezogener Situation (zb Bewrrbungsgespräch) untersucht werden. Hier intervenierende Variable von Interesse, da mit ihr die Persönlichkeitsmerkmale der Probanden, oder Art der Vorbereitung betrachtet werden könnten, um die Unterschiede in den Ergebnissen zwischen den Probanden zu verstehen

-Im Allgemeinen beschäftigung mit Preozessen des gesamten Nervensystems von Menschen. Fokus: Aufbau und Funktion auf neuronaler Ebene

-Forschung im Bereich: Neuronen und Gehinr hinsichtlich zellulärer, funktionaler, evolutionärer, molekularer und medizinischer Aspekte

->Intersidziplinär mit: Biologie, Ingenieurwesen, Mathe, Chemie, Physik Psychologie

->Überschneidungen mit: Neurochemie, Neuroinformatik, Neuroanatomie, Neuroendokrinologie/immunologie, kogniten Neurowissenschaften, Biopsychologie

= Alle Porzesse die bei Verarbeitung von externen und internen Informationen beteiligt sind (bewusst & unbewusst)

kognitive Neurowissenschafte: schnittstelle zw. Neurowissenschaften und Teilgebieten der biologischen Psychologie. Enger Zusammenhang besonders: Neuropsychologie und Psychophysiologie

kognitiven Leistungen umfassen: Alle Infomationsverarbeitenden Strukturen und Funktionen wie Wahrnehmung, Gedächtnis, Denken, Vorstellung, Handeln und Reagieren, Probelmlösen, Aufmerksamkeit, Sprache

Primör: zugrundeliegende Abläufe und ihre neuronalen Korrelate und arbeitet weitesgehend grundlagenwissenschaftlich, Ziel: universelle Erklärungsmodelle und grundlegende Theorien für bestimmte Phänomene.

(Langsam auch zunehmend spezifische Forschungen wie Aufmerksamkeit zb)

Verfahren der Forschung:

funktionelle Bildgebung, invasive und nichtinvasive Gehirnstimulationen, Analysen von Gehirnläsionen, elektrophysiologische Verfahren in Experimenten mit Mensch und Tier.

Zentral: Erforschung von biologischen Korrelaten zu menschlichem Verhalten/Erleben

->Bezieht sich auf psychologische Phänomene und versuhct, Prozesse aus psychologischer und biologischer Perspektive in Zusammenhang zu bringen

->im angelsächsischen Sprachraum Biopsychologie als Synonym für “Behavioral Neuroscience”

skript abschnitt lesen

Überschneidungen der Teildisziplinen:

-historisch häufig als Synonym zur biologischen Psychologie

->Vereint Physiologie (Lebensvorgänge und Funktionsweisen jenes Organismus) und Psychologie.

->Schwerpunktmäßig das ZNS, andere Körperfunktionen und Peripherie (Strukturen die vom Körperstamm entfernt liegen d.h. außerhalb des herznahen Kreislaufs oder ZNS). Aber wichtig das diese auch intersiziplinär arbeitet

.->Auch in Grundlagenforschung einzuordnen

->In experimenten: physiologischen Parameter sind unabhängige Variable , während psychische Parameter abhängige Variable ist. ->Die biologischen Prozesse werden systematisch beeinflusst wobei der Effekt auf die Ausprägungen im Verhalten untersucht und gemessen wird.

-Manipulation hier durch direkte Stimulation, spezifische Techniken um ekelektrische, neurochemische oder mechanische Veränderungen zu bewirken. ->durch pharmakologische oder chirurgische Eingriffe.

-Aufgrund der invasiven Techniken wird vorrangig tierexperimentell geforscht

->Ziel: Gewonnene Erkenntnisse des Zusammenhangs zwischen biologischen Prozessen und dem Verhalten der Tiere in Form einer grundlegenden Theorie auf den Mensch anzuwenden

Zentrum: psychische und physische Prozesse

Unterschied in methodischer Vorgehensweise der Untersuchungen

->Psychische Prozesse vorrangig - nicht ausschliesslich als UV

und physische Veränderungen als AV

Psychische Prozesse: zb biologische Korrelate zu Emotionen, Schlafverhalten, Prüfungsstress

Teilgebiet u.a.: klinische Psychophysiologie (untersucht physische Veränderungen bei psychischen Krankheiten)

Forschung: primär! nicht invasive Methoden . Arbeitet grundwissenschaftlich und anwendungsorientiert - also Bildung von grundlegenden Theorien und Lösungsansätze spezifischer und angewandter Probleme

-Psychische Vorgänge werden systematisch manipuliert um zu untersuchen inwieweit sich jew. physiologische Korrelate verändern

Messmethoden

->zb. Hautwiderstandsmessung

->Elektromyographie (EMG) - (kann die natürlich auftretenden elektr. Spannungen im Muskel messen und dementspr. Rückschlüsse zum jew. Anspannungsniveau liefern

->Messung elektrischer Aktivität des Gehirns (EEG) - Neuronale Signale bestehen teils aus elektrischen Signalen - somit Rückschlüsse auf Aktivität von Neuronen möglich.

• auch mit fMRT - Bilden Sauerstoffgehalt des Blutes im Gehirn ab. (auch zentral in kognitiven Neurowissensch)

Teildisziplin der biopsychologischen Forschung

->Zentrum: kognitive Funktonsstörungen des Gehirns - vorr. Folgen von erworbenen und angeborenen Hirnschädigungen in Form psychischer Veränderungen und Funktionsstörungen (zb. durch Krankheiten, chirurgische Eingriffe, Unfälle/Verletzungen)

->zunehmend eigenständiges Fach mit schwerpunkt klinischer Diagnostik und Therapie von Gehrnläsionen (defiz. kognitive Prozesse aber im Zentrum)

->Tests: Fähigkeiten im Vereich Gedächtnis, Lernprozesse, Wahrnehmung, Erkennen, Arbeitsgedächtnis und Motorik, wo basierend auf Ergebnisse individuelle Rehabilitatinsmaßnahmen und Therapien entwickelt werden

->Unterschied: Konzentriert auf Funktionsstörungen des Gehirns und induziert innerhalb der Untersuchungen keine aktiven Schädigungen oder Veränderungen

->nicht invasive Untersuchungsverfahren

Vorgehen: entstandene Verhaltensdefizite und psychische Veränderungen werden betrachtet und gemessen, um Schlussf. über Funktion und Bedeutung des beschädigten Hirnareales zu ziehen. Ergebnisse können dann auch bei gesunden Gehirnen zusammenh- zwischen Verhaltensweisen und beteiligten Gehirnstrukturen geschlossen werden

zb. Aphasie: Aufgrund pathologischer Veränderung in einem bestimmten Bereich des Gehirns eine Schädigung im Sprachverständnis und/oder Produktion.

-Neuropsychologie: Anwendungsorientierte Forschungsmehtode mit vielen Überschneidungen (intersiziplonär)

(eher Bologie Pharmakologie zuzuordnen)

Früher: Chemopsychologie

->Unterscuht zusammenhänge zwischen biochemischen und psychischen Vorgängen und untersucht die Wirkung con psychoaktiven Substanzen auf Verhalten und Gehirn mithilfe von Manipulation der biochemischen Prozesse.

• Psychoaktive Substanzen beeinflussen körpereigene chemische Prozesse durch Imitation, Verstärung, Hemmung, wodurch körpereigene Wirkmechanismen und deren Einfluss auf Verhalten und Erleben gezielt untersucht werden können

Ebenso:

->untersuchung von Effekt von Verhalten und Erleben auf chemische Prozesse im Körper als abhängige Variable kann mithilfe von speziellen Methoden gemessen werden.

->chemische Prozesse werden häufig als intervenierende Variable betrachtet, die zu einer messbaren Veränderung auf Verhaltensebene oder im somatischen Bereih beitragen

Ziel: therapeutisch indem zb. mithilfe von Medikamenten psychische Störungen verringert werden

Einordnung in Grundlagen als auch anwendungsorientierte Forschung

-zurodnung in genetische Psychologie

Fokus: Zusammenhänge zwsichen biochemischen Prozessen der Vererbung in Bezug auf psychische Aspekte und versucht Erkärung für Verhalten und Erleben auf BAsis von Erkenntissen der Genetik zu finden.

->Durch quantitative Vergleiche zwischen Umwelt- und genetischen Faktoren und den jew. möglichen Einflüssen auf psychische Merkmale

-> und ebenso mithilfe von Manipulationen in Experimenten um spezifische Zusammenhänge zwischen Genen und Verhaltensweisen zu entdecken

Wichtiger Bereich: Epigenetik

->Beschreibt einen Mechanismus, der zu einer unterschiedlichen Ausprägung von Geninformationen führen kann. Bedeutet in Psychologie: Das Gene ihre gespeicherten Informationen durch unterschiedliche Faktoren wie äußere emotionale oder soziale Einflüsse in veränderter Ausprägung ablesen

Forschung:

Nutzt häufig Zwillingsstudien ->Adoptionsstudien (Man erhofft durch genetisch sehr ähnliche Informationen bei Zwilligen vergleichen zu können, inwiefern bestimte Faktoren auf die Genetik oder Erfahrungen zurüczuführen sind

Eng mit Verhaltensgenetik verbunden, auch als “Tierpsychologie” bezwichent wurden. Heutzutage auch als Synonym “Ethologie”- teilgebiet der Biopsychologie

(Konrad Lorenz war bedeutender Wissensch. in Ethiologie und untersuche brstimmte Tierarten hinsichtlich des Zwecks

Fokus: Verhalten und Erleben von einzelnen Tieren

Zusammensetzung aus: Verhaltensforschung, Verhaltensbiologie, Soziobiologie

Evolutionspsychologie

Vergleichende Psychologie

Humanethologie

zu warm grade im skript lesen und dann vllt. ausschreibeb

-jede 4. Frau, jeder 8. Mann

Symptome -> Niedergeschlagenheit, Antriebslosigkeit, Schlafstörungen

Auslöser -> (bis heute nicht genau) Meistens Zusammenspiel aus genetischen Veranlagungen und akuten seelischen oder psychosozialen Belastungen

subj. Empfindung durch ZNS -> chemische Signalweiterleitung zwischen den Nervenzelen verarbeitet das ZNS Umweltreize und Körperempfindungen und weist diesen mithilfe unterschiedlicher Gehirnareale unsere subjektiv wahrgenommene Empfindung zu,

->Bei Depression zu wenig Botenstoffe mit welchen Informationen im Gehirn zwischen den Zellen weitergeleitet werden. Diese Infoverarbeitung auch in Gehirnarealen gestört die emotionales Empfinden und Schlaf-Wach-Rhytmus stören.

Durch längere Depression chronisch und durch Antidepressiva zielt auf die Botenstoffe ab damit Infoverarbeitung besser funktioniert

Neuronen und Gliazellen

Nervenzelle, die über elektrische Signalweiterleitung Informationen an andere Neuronen weiterleitet.

->fundamentale Einheit des NS und an jeder Aktivität des Hirns beteiligt

->elektrisch erregbare Zelle, die durch chemische Signale Infotmationen empfängt, verarbeitet und weiterleitet.

->Mensch hat 100 Mrd.

-> automatisierte Reflexe, Bildung von Erinnerungen bis hin zur Ausführung komplexer Tätigkeiten sind die Beteiligt und interagieren dabei mit Gliazelen

->von einer semipermeablen Zellmembran umschlossen und besteht aus: Zellkörper (Soma), Dendriten, Axonen

->Zellkörper, umgeben von einer Membran

->Enthält Nucleus (Zellkörper) und alle wichtigen Zellorganellen die zur Funktion und Erhaltung des Neurons notwenig sind .

->Großteil der notwenigen Proteine und intrazelluläre Membranen werden im Soma gebildet

Nucleus:

-> wird durch eine doppelschichtige Kernmembran von der Zellflüssigkeit (Zytoplasma) innerhalb des Somas getrennt

->Jeder Nucleus einen vollständigen Chromosomensatz - somit vollständige genetische Information des Menschen

->Nucleoulus: weitere Substruktur im Nucleus, hier werden Ribosomen gebildet, Zellorganelle die nowendig für Proteinsynthese innerhalb des Neurons ist.

->Durch Kernmembran des Zellkerns werden mithilfe von Messenger-RNA (mRNA) notwenige Informationen für die Proteinsynthese, sowie die im Nucleolus produzierten Ribosomen in das Zytoplasma transportiert

Im Soma neben Zellkern, weitere Zellorganellen die für Erhalt des Neurons wichtig sind:

Endoplasmatisches Reticulum (ER):

-> Proteinsynthese und Abtransport von Schadstoffen in der Zelle

->netzartiges Organell,Einteilung raue endoplasmatische Reticulum und glatt:

raues: Oberfläche mit Ribosomen besetzt, welche durch Ablesung der mRNA notwendige Proteine erzeugen und Molekülverbindungen ausbilden die für Synthese von Membransystemen auch außerhalb der Zelle notwendig sind.

glattes: in Abbau und Abtransport von Schadstoffen involviert.

Mitochondrium

->Produktion von ATP (Hauptenergieträger) der Zelle

->”Kraftwerk” der Zelle und nehmen über Zytoplasma Fett, Zucker und Proteine auf, die innerhalb eines komplexen Vorganges im Mitochondrium zu Adenosintriphosphat (ATP) umgewandelt werden

ATP: Energiequelle der Zellen und notwendig für die biochemischen Reaktionen des Neurons

Golgi-Apparat

->am Zellstoffwechsel und Stofftransport beteiligt

->besteht aus gestapelten, hohlen Membransäcken (Zisternen), die von einer Membran umgeben sind

->hier werden die im rauen ER produzierten Proteine in Bezug auf ihren Bestimmungsort sortiert und mittels Vesikel (abgeschnürte Membranteile die eine Art Paket bilden) durch die Zellflüssigkeit zu ihrer jew. Destination transportiert

Axonhügel-> stellt verbindung zwischen Axon und Soma her

Axonen->längste Fortsätze des Neurons und leiten die am zellkörper eintreffenden Signale zum synaptischen spalt weiter. Axon entsteht aus Zellkörper

Aufgabe-> beidseitige Informationsweiterleitung zwischen Zellkörper und anderen Neuronen, die über den synaptischen Spalt erfolgt.

Synaptischer Spalt-> Spalte zwischen zwei benachbarten Neuronen, zwischen denen weitergeleitete Informationen in Form von chemischen Signalen übertragen werden.

->Aus jedem Zellkörper entspringt am Axonhügel nur ein Axon.

->Länge eines Axons variabel und variiert beim Menschen zwischen weniger als einem mm und über einem Meter. Neuronen mit besonders langen Axonen bspw. im Rückenmark - hier reichen diese bis in die Muskulatur der Extremitäten

->meist von Meyelinscheide umhüllt (=Isolierung bestehend aus Fett-Eiweiß-Gemisch) und ermöglicht eine beschleunigte Leitgeschwindigkeit von bis zu 120 Metern pro Sekunde.

-ummantelt Axon nicht kontinuierlich, sondern wird in regelmäßigen Abständen von meyelinfreien Abschnitten unterbrochen - den Ranvier-Schnürringen

->kurze, zahlreich vorhandene Fortsätze am Some, die erhaltene Signale an den Zelllkörper weiterleiten. Existieren in großer Anahl und verfügen über zahlreiche verzweigungen

->Dienen wir Axone zur Infomationsleitung und stellen Kontaktstellen zu anderen Neuronen dar

-im gegensatz zu Axonen j´hauptsächlich auf Transport von Informationen zum Zellkörper spezialisiert,

->Können je nach Struktur und Funktion des Neurons in tausendfacher Verästelung auftreten oder einzelne Aussprossungen aufweisen.

-> Im Verlauf der Entdeckung konkurrenzkampf uwischen zwei Wissenschaftlern

ital. Arzt Camillo Golgi

-> entwickelte sog. Golgi-Färbung, eine Lösung aus Silbernitrat die erstmalig ermöglichte unter Mikroskop einzelne Neuronen zu erkennen

->Untersuchung ergab, dass die durch Färbung sichtbaren Nervenstrukturen keine einzelnen, unabhängigen Einheiten sind die Infos austauschen, sondern zusammenhängendes elektrisches Netzwerk darstellen

span. Santiago Ramón y Cajal

->setzte Golgis Färbungsmethode fort und prägte, was heute Neuronendoktrin genannt wird.

->Fans herau, dass Neuronen einzelne voneinander unabhängige Einheiten bilden, deren Fortsätze über kleine Lücken (Synapsen) zwischen den Neuronen miteinander kommuniezieren

Beide erhielten 1906 Nobelpreis für Psychologie und Medizin, jedoch Ramons Theorie konnte später endültig bewiesen werden

-> u.a für den Abtransport von Zellabfällen und die Unterstützung der nueronalen Weiterleitung verantowrtlich - und generieren keine Nervenimpulse

(Glia - lat. Leim)

->füllen Zwischenräume der Neuronen und isolieren benachbarte Neuronen voneinander, ernähren und stützen sie

->4 unterschiedliche Gruppen: Oligodendrozyten, Schwann-Zellen, Astrozyten, Mikroglia

-> Alle 4 haben Fähigkeit durch Zellteilung neue Zellen in Arealen zu bilden, in denen Nervenzellen abgestorben sind und können diese auffüllen. Die so entstandenen Vernarbungen können ausgangspunkte für Krampfentladungen des Gehirns sein, wie sie sich bsp. in epileptischen Anfällen äußern.

• Meyelinschicht die Axon ummantelt, besteht aus Gliazellen die Oligodendrozyten genannt werden

  ->haben Fortsätze die reich an Meyelin sind und fungiert als schutzschicht der Axone, ermöglicht erhöhte LEitgeschwindigkeit und verhindert eine mechanische Überanspruchung des Neurons

• ähnliche aufgabe wie Oligodendrozyten, aber im peripheren Nervensystem (->außerhalb des Gehirns und Rückenmark

• Gegensatz zu OD. OD können mehrere Axonen gleichzeitig meyelinsieren. Schwann-Zellen allerdings nur ein einzelnes Axon vollständig ummanteln

• sternförmige Form und am haüfigsten auftretenden Gliazellen

->viele Aufgaben, u.a.: ummanteln die Blutgefäße des Gehirns in Form einer dichten Barriere und somit ein Teil der Blut-Hirn-Schranke

-> an Signalübertragung zwischen den Neuronen beteiligt, indem sie die Synapsenbildung und erhaltung regulieren und somit Einfluss auf neuronale Aktivität nehmen.

• kleiner als übrige Gliazellen und haben Aufgabe Abfallstoffe und tote Zellen aufzunehmen

• Können Alarmsignale an Zellen des Immunsystems ünertragen und so Immunprozesse aktivieren.

->semipermeable Barriere die verhindert, dass bestimmte sich im Blut befindende Stoffe zu den Nervenzellen des Gehirns vordringen können. (Können Giftstoffe, Aminosäuren oder Hormone sein, die für Nervenzellen schädlich sind)

->Die Schranke passieren können: Glukose, Kohlendioxid, Sauerstoff

• aber auch; schädliche substanzen wie Heroin, Alkohol, Nikortin

->Abbauprodukte ud Stoffe können durch die Blut-Hirn Schranke in den Blutstrom gelangen und abtransportiert werden

->BHS besteht aus Endothelzellen, die sich an der Innenwand der Blutkapillaren im Gehirn befinden und Astrozyten welche die Gefäße engmarschig umgeben.

->Berührungsstellen der einzelnen Endothelzellen heißen Tight Junctions ->verhindert ein Durchdringen von Stoffen durch die Zellzwischenräume.

->Endothelzellen beinhalten Transportproteine, mit denen notwendige Stoffe für die Nervenzellen weitergeleitet werden können

-> Gutes Bsp für das sensibel funktionierende System aus Neuronen und Gliazellen und deren Zusammenspiel

->Autoimmunerkrankung, Auslöser bis heute nicht bekannt. Können Umweltfaktoren und virale Infektionen sein. Meist bei jungen Erwachsenen.

->Körpereigene Abwehrzellen greifen die Meyelinscheide an, die sich normalerw. um die Axonen von Neuronen bildet und schnelle Inforverarbeitung ermöglicht.

->Somit lösen sich die Meyelinscheiden in Arealen mit Entzündungsherden auf, die Nervenleitfähigkeit wird erheblich gestört und verlangsamt

->Dadurch Sinneswahrnehmungen und Bewegungsabläufe wo die angegriffenen Neuronen beteiligt sind gestört und können bis vollständiger Lähmung führen.

->Die Entmarkungsherde (Plaques) verhärten sich und bilden Verfärbungen (Plaques oft an Sehnerven, in Hintersträngen des Rückenmarks, Kleinhirn, Hirnstamm)

->Symptome: Sehstörungen, Empfindungsstörungen an Gliedmaßen, Gleichgewichtsstörungen - je nachdem in welchem Hirnareal sich die Plaques gebildet haben.

• Lebenserwartung kaum verkürzt aufgrund zunehmend erfolgreicher Therapiemethoden

Gesamte Kommunikation der Neuronen im ZNS findet über Synapsen statt

Synapse: Übergang zwischen zwei Neuronen

Besteht aus: Präsynaptische Membran, Postsynaptische Membran, synaptischer Spalt

Präsynaptische M-> Membran des Endknöpfchens der vorgeschalteten NErvenzelle

Postsynaptische M-> Membran der nachgeschalteten Zelle

Synaptischer Spalt -> Raum zwischen den beiden Membran

-> Unterscheidung zwischen chemischen und elektrischen Signalen zum Informationsaustausch

• Informationsübertragung zwischen zwei Nervenzellen erfolgt durch einen Neurotransmitter (= chemischer Botenstoff der von präsynaptischen Endigung in synaptischen Spalt freigegeben werden und an der postsynaptischen Membran anbindet)

• Endstück des neuronalen Axons welches Infos weiterleiten möchte, mündet in präsynaptischen Endigung. Dann synaptischer Spalt und mündet im Endstück des Empfängerneurons = Dendrit

• Für Infoweiterleitung durch präsynapt. Endigung witd Transmitter mithilfe von bläschenförmigen synaptischen Vesikeln in synaptischen Spalt freigesetzt -> Dann kann die postsynaptische Membran den Transmitter über rezeptor-spezifische Ionenkanle aufnehmen (Prozess läuft unidirektional - in eine Richtung)

• Nach dem Binden an die Rezeptoren werden die verbleibenden Neurotransmitter im synatpsichen Spalt wieder durch die präsynaptische Membran aufgenommen und in Vesieln gespeichert

• Unterscheidung zwischen Neuro- und Kotransmittern bei der chemischen übertragung

• Beide Übertragungsstoffe in der peäsynaptischen Endigung vorhanden

Neurotransmitter

-Werden vom Neurons selbst hergestellt, in Vesikeln gespeichert bis sie in den synaptischen Spalt freigesetzt werden.

Kotransmitter (sog. Modulatoren)

-Haben eine verstärkende Wirkung auf die Haupttransmitter

-Haupttransmitter meist niedermolekulär (bestehen aus kleinen Molekülen), Kotransmitter setzen sich aus Aminosäureketten zusammen (sog. Peptide)

-Haupttransmitter für schnellere Übertragung an der Synapse zuständig.

-Modulatoren beeinflussen Intensität und Dauer der Wirkung und somit die Langzeitanpassungen der Erregbarkeit

-> Informationsübertragung funktioniert zwischen zwei Nervenzelllen durch einen Neurotransmitter

Neurotransmitter: Chemische Botenstoffe, die von der präsynaptischen Endigung in den synaptischen Spalt freigesetzt werden un an der postsynaptischen Membran anbinden

->Endstück des neuronalen Axons welches Informationen weiterleiten möchte, mündet in der präsynaptischen Endigung. Das Endstück des Empfängerneurons (Dendrit) ist dann die postsynaptische Endigung. Zwischen ihnen Synaptischer Spalt

->Bei Informationsweiterl. durch präsynaptischen Endigung, wird der Transmitter mithilfe von bläschenförmigen synaptischen Vesikeln in den synaptischen Spalt freigesetzt. Die postsynaptische Membran kann den Transmitter schließlich über rezeptor-spezifische Ionenkanäle aufnehmen.

->Prozess lediglich unidirektional (in eine Richtung)

->Nach dem Binden an die Rezeptoren werden die verbleibenden Neurotransmitter im synaptischen Spalt wieder durch die präsynaptische Membran aufgenommen und in vesikeln gespeichert

Unterscheidung zwischen zwei Modulatoren: Neuro- und Kotransmitter. Beide Überträgerstoffe in präsynaptischer Endigung enthalten.

Neurotransmitter-> werden vom Neuron selbst hergestellt und in Vesikeln abgespeichert, bis sie schließlich in den synaptischen Spalt freigesetzt werden. Zuständig für schnellere Übertragung an der Synapse

Kotransmitter-> Haben verstärkende Wirkung auf die Haupttransmitter. Diese meist niedermolekukär(kleine moleküle) und Kotransmitter setzen sich aus Aminosäureketten zusammen ->sog. Peptide. Zuständig bzw. beeinflussen Intensität und Dauer der Wirkung und somit die Kangzeitanpassungen der Erregbarkeit

-sobald Transmitter nach Freisetzung in synaptischen Spalt zu postsynaptischen Membran dringt und sich bindet, öffnen sich ihre Ionenkanäle

2 Prozesse gibt es:

Iontrope Rezeptoren

-Wenn Transmittermoleküle direkt an Ionenkanäle an, sind diese gleichzeitig auch Rezeptor und werden dann iontrope Rezeptoren genannt

-Da diese unmittelbar an Ionenkanäle gekoppelt sind, schließen oder öffnen diese sich nach Anbindung des Transmitters sofort, wodruch unmittelbar eine postsynaptisches Potenzial ausgelöst wird.

Metabotropen Rezeptor

-Wenn scih Transmitter mit einem Rezeptor verbindet, der erst über eine intrazelluläre Signalkette die Kanäle öffnet wird er metabotroper Rezeptor genannt

-Erfordert erst den Einsatz von Signalproteinen, um nach Andcken des Transmitter die Ionenkanäle zu öffnen

-sind an sog. G--Proteine und Signaproteine gekoppelt.

-NAch Abspaltung der G-Proteine können sich diese entweder an Ionenkanal binden oder über die Herstellung von sekundären Botenstoffen auf nachhaltige Stoffwechselprozesse wirken.

Infoweiterleitung zwi. zwei Synpasen kann hemmende oder erregende Wirkung haben, hängt aber nicht von Neurotransmittern sondern von der Beschaffenheit der postsynaptischen Rezeptoren ab.

-Reaktion nach Bindung an einen metabotropen Rezeptor findet langsamer statt, kann aber nachhaltige und andauernde Wirkung erzeugen

• Synapsen sind lernfähig - wichtig für Gecähtnisvorgänge bei Menschen

• Lernfähigkeit einer Synapse = Plastizität -> Bei wdh. Aktivität einer Synapse kann diese funktionelle oder strukturelle Veränderung aufweisen

• Plastizität kann wenige Millisek. bis Minuten dauern (Kurzzeitplastizität) oder Minuten bis Monate (Langzeitplastizität)

Langzeitplastizität:

-wird eine Synapse verstärkt gereizt, entwickelt sich ein nachhaltig bestehender Anstieg der synaptischen Aktivität ->sog. Langzeitpotenzierung (LTP)

-umgekehrt: andauernde schwächung, nennt man Langzeitdepression (LTD)

->Langzeitpl. wichtige Rollte beim Lernen, Bildung von Erinnerungen, Gedächtnisprozessen

Wdh. Reizung präs. Endigung:

Synapse eine Potenzierung oder Abschwächung des Ausstoßes von Neurotransmittern auf

Wdh. Reizung Postsynaptisches. Endigung

kann sich die Sensitivität der Rezeptoren auf einen spezifischen Neurotransmitter oder sogar die Rezeptorzahl selbst ändern.

-Im synaptischen Spalt kann sich die Aktivität der Enzyme verändern, die den Neurotransmitter abbeuen.

Als Folge der wdh. Reizung können auch neue Synapsen und sogar Dendriten gebildet und somit neue neuronale Verbindungen geschaffen werden

-> sog. GAP-Junction (Zell-Zell Verbindungen für den Transport von Ionen und Molekülen

->synaptischer Spalt bei denen nur ein zehntel mal so Breit wie bei chemischen Synapsen.

->elektrische Transmission: Der enge Zellkontakt ermöglicht eine elektrische Erregungsübertragung durch den präynaptischen Stromfluss, was kein Einsatz von chemischen Botenstoffen erfordert

->Synchroniastion:elektrische Transmission kann ganze Gruppen von Neuronen synchron aktivieren

-> Durch unmittelbare Nähe beider synaptischer Endigungen können die Ionenkanäle direkt aneinanderstossen, sodass ein direkter Austausch von Molekülen und Ionen zwischen den Zellen entsteht

->Dieser direkte Ionenaustausch erzeugt notwenige Erregung für die Infoübertragung.

• Ruhepotenzial= Zelle ist nicht erggegt und der Spannungsunterschied innerhalb und außerhalb der Zelle bträgt -70mV. (nennt man auch polarisiertes Neuron)

• Innerhalb und außerhalb eines Neurons befinen sich kleinste positiv und negativ geladene Teilchen ->Ionen

• Membranpotenzial-> Ladungsunterschied. Nervenzelle verzeichnet zwischen Außen- und Innenseite eine unterschiedliche elektrische Ladung

  -kann mithilfe von kleinsten Elektroden (Mikroelektroden) ermittelt werden, indem man zwei Elektroden jeweils außerhalb und innerhalb der Zellmebran platziert.

• Neuron aktiv: gleichbleibendes Potenzial von: -70mV

  ->elektrische Ladung innerhalb der Zelle ist im Ruhestand (0) im ggsatz außerhalb des Neurons und negativ Geladen ->Ruhepotenzial

Wichtigsten Ionen bei Inforübertragung:

Natriumionen (Na+), Kaliumionen (K+), Chloridionen (CI-), negative Eiweßanionen (A-)

Nervenzelle im Ruhepotenzial: Im Zellinneren befindet sich eine hohe Konzentration und Kalium und Eiweißionen, im Zelläußeren mehr Natriumionen und Chloridionen.

Zellmembran ist für diese Ionen und unterschiedlich durchlässig (permeabel). Die Ionen können die Membran nur durch für diesen Ionentyp spezifische Kanäle passieren.

-K+ und C- sind hochpermeabel

-Natriumionen sind niedrigpermeabel

-Eiweißionen vollständig undurchlässig (d.h. gelangen nicht aus der Zelle heraus)

-Während Infoübertragzng setzten Nervenzellen jew. Neurotransmitter frei

-Wirkung der Bindung von Transmittermolekülen an die postsynaptischen Rezeptoren hängt ab von: Transmitter, Rezeptor, Funktion des Neurons

Dabei können zwei Effekte druch Öffnung der Ionenkanäle auftreten:

1.Depolarisation

->Ruhepotenzial sinkt, Spannungsunterschied wird geringer und ein exzitatorisches postsynaptisches Potenzial (EPSP) entsteht.

->Überschreitet EPSP eine bestimmte Potenzialschwelle, kann sie ein Aktionspotenzial auslösen

2.Hyperpolarisation

->Spannungsunterschied steigt und ein inhibitorisches postsynaptisches Potenzial (IPSP) wird ausgelöst

->Wahrscheinlichkeit das das Neuron feuert und somit das Signal weitergeleitet wird, wird gesenkt

Intensität beider Potenziale variiert - schwache Signale verursachen kleine Potenziale, starke große Potenziale.

Potenziale schwächen im Verlauf ihrer Ausbreitung in Der Zelle ähnlich wie eine Schallwelle ab und enden wenige mm nach Entstehung

->entsteht, wenn Depolarisation stark genug ist, um den elektrischen Reiz weiterzuleiten.

->ein einzelnes EPSP einer Synapse kann bei Erregungsweiterleitung kein Aktionspotenzial auslösen. idr. Neuronen mit tausend Synapsen im Kontakt, dessen Summe die Aktivität bestimmt, ob Neuron feuert oder nicht.

-> Dazu muss Summe der EPSP und IPSP eine gewisse Erregungsschwelle (um die -50mV) übersteigen, um ein Aktionspotenzial am Axonhügel auszulösen. (Diese Summierung aller Hyper und Depolarisationen zum Gesamtsignal nennt man: Integration

->Diese Summation kann zeitlich, durch aufeinanderfolgende Signale an der selben Synapse und örtlich, durch gleichzeitig ausgelöste Potenziale an unterschiedl. Synapsen stattfinden

Finale Auslösung eines Potenzials ->Alles oder Nichts Prinzip - Es steigt nicht graduell (keine abgestuften Reaktionen) sondern Sprunghaft sobald die Potenzialschwelle überschritten ist.

->Mit Dauer von ca. einer Millisekunde verändert sich das Membranpotenzial sprunghaft von -70mV auf ca +30mV

->Nach Überschreitung der Erregunsschwelle: Membranpermeabilität für Natriumionen steigt ebenfalls Sprunghaft und verursacht spannungsabhängige Öffnung der Na+ Kanäle

->Durch Einstrom der Natriumionen in Zellinnere verändert sich das Membranpotenzial (sog. Aufstrich) und erreicht positive Werte (Overshoot), bevor die Kanäle wieder Inaktiv werden.

->1-2ms nach Überschreiten der Erregungsschwelle findet schließlich ein Ausstrom von Kalium statt, da das Zellinnere durch Natriumeinstrom positiv geworden ist.

->Gleichgewichtspotenzial für Kaliumionen entspricht dem Ruhepotenzial, weswege diese aus dem Zellinneren hinaus teeiben, um der Verschiebung des Membranpotenzials entgegenzuwirken

->Repolarisation: Durch Ausströmen der positiven Kaliumionen wird Zelle innen wieder negativer, bis schliesslich Ruhepotenzial wiederhergestellt ist

->Nachpotenzial: Kaliumkanäle schliessen nicht unmittelbar wieder sobald -70mV ereicht ist, sodass Kaliumionen weiterhin aus dem Zellinneren wandern und kurzfristig ein hyperpolarisierendes Membranpotenzial erzeugen, welches Negativer als Ruhepotenzial ist

Während Ablauf des Aktionspotenzials ein zweiter Reiz ohne Wirkung:

-> Natriumkanäle noch inaktiviert

->Diese Phase (1-2ms nach Beginn eine Aktionspotenzials) ist die absolute Refraktärphase

->Anschliessend trifft relative Refraktärphase ein: Neuron kann nur erneut feuern, wenn der folgende Reiz stärker ist als die übliche Erregungsschwelle

Passiver Ionentransport (Ionen passieren ohne externer Energiezufur die Zellmembran der Zelle)

-> Ionen bewegen im gewissen Maße auch außerhalb von Aktionspotenzialen zwischen Innerem und Aüßerem der Zelle hin und her

->Durch negative Ladung im Zellinneren werden die sich außen befindenden Natriumionen von der elektrostatischen Kraft angezogen

->Natriumkanäle öffnen sich lediglich nach Auslösung eines Aktionspotenzials, Zellmembran trotzdem geringfügig durchlässig für Na+ Ionen, sodass diese auch bei Ruhezustand der Zelle passiv ins Zellinnere gelangen können

->Kaliumkanäle durchgehend geöffnet, jedoch diffundieren nur wenige Kaliumionen zum Zelläußeren, da sie positiv geladen sind und von der negaiven Ladung des Zellinneren angezogen werden

Diffusion

-> Vorgang der Ionen, sich möglichst gleichmäßig entsprechend ihrem Konzentrationsgradienten zu verteilen (Sich gleichmäßig im Raum verteilen)

->Nach Brown-Molekularbewegung (Ionen/Moleküle) bewege nsich alle Teilchen in alle drei Raumrichtungen wodurch ein Zusammenstoß unterschiedlicher Teilchen jweils zu Richtungsänderungen der Bewegungen führt

->Natriumionen bewegen sich ihrem Konzentrationsgradienten entsprechend (=Verteilen sich möcglichst gleichmäßig im Raum und diffundieren eher zu Bereichen, in denen die Konzentration der vorhandenen Natriumionen geringer ist) - hängt auch damit zusammen, dass Moleküle weitere Strecken zu gebieten geringer Konentraion zurücklegen können, ohne mit anderen Teilchen zusammenzustossen

Osmose

->sind zwei Flüssigkeiten unterschiedlicher Konzentration (zbkochsalzlösung) durch semipermeable Membran getrennt die Wasser-, aber nicht Ionendurchlässig ist, tendiert Wasser ohne Salzgehalt dazu, durch die Membran zu dem salzhaltigen Wasser zu diffundieren

->Dies geschieht, weil in Salzlösung weniger Wassermoleküle enthalten sind und somit geringere “Wasserkonzentration” vorliegt, die ausgeglichen werden soll

->Um vollständige Wanderung aller Wasermoleküle zur Salzlösung aufzuhalten, müssen durch einen mechanischen Druck auf die Salzlösung genauso viele Wassermoleküle wieder druch die Membran zurückfundieren, wie in die Salzöäsung eingetreten sind.

->Mechanischer Druck = osmotischer Druck

• Passiver Transport kann direkt durch Plasmamembran stattfinden, oder durch Poren, die durch Transportproteine hergestellt werden.

• Transportproteine -> beinhalten einen Kanal, drch den nur kleinste Moleküle wie Wasser wandern können.

  ->Verfügen über Kanalselektivität, d.h. bestimmte Spezies von Molekülen kann den Kanal passieren. Kanalproteine haben häufige oder unregelmäßige Öffnung

->Aktiver Ionentransport notwenig um Ruhepotenzial konstant halten zu können. Kann nur mit Zufuhr von Stoffwechselenergie stattfinden meist in Form von ATP

->WS Huxley und Hudkin: festgestellt das bei gleichbleibendem Ruhepotenzial trotz geschossener Na+ Kanäle einige Natriumionen in das Zellinnere und einige Kaliumionen nach aussen wandern.

->fanden aktiven Transportmechanismus der Ionen, ein Kanalprotein: Natrium-Kalium-Pumpe ->hält die Spannungsdifferenz im Ruhepotenuial durch Zufuhr von ATP konstant

• steht an beiden Seiten der Membran über und verfügt über zwei Bindungsstellen für Kalium außerhalb der Telle und drei Bindungsstellen für Natrium im Zellinneren.

• Pro Zyklus pumpt das Molekül die Natriumionen aus der Zelle hinaus und die beiden Kaliumionen zurück ins Innere der Zelle

• Natriumaustausch hierbei zentral für die Erhaltung des Ruhepotenzieals, da durch ständig geöffneten Kaliumkanäle K+Ionen ohnehin zu jeder Zeit passiv diffundieren und ein eventueller Kaliumüberschuss somit ausgeglicgen werden kann.

• Aktivität der NAtrium-Kalium-Pumppe erfordert Energie die durch ATP (Adenosintriphospat) bereitgestellt wird.

• ATP-> Energieträger der Zelle und setzt sih aus drei Phosphatresten zusammen. Beim Pumpprozess wird ATP durch die Abspaltung des dritten Phospharests in Adenosindiphosphat (ADP) verwandelt und somit Energie freisetzt

4 niedermolekuläre Gruppen: Aminosäuren, Monoamine, Acetylcholin, unkonventionelle Neurotransmitter zb lösliche Gase.

Transmitter-Rezeptor-Systeme sind Wirkungsziel der meisten Psychopharmaka im Rahmen Neurologie und Psychiatrie

->besonders in muskuläre Prozesse involviert. zentraler Überträgerstoff des Gehirns

->kommt bei Synapsen in versch. Bereichen des ZNS, Synapsen des autonomen Nervensystems und v.a bei neuromuskulären Synapsen vor

->wird in präsynaptischen Vesikeln eingelagert, aber auch im Zytoplasma der Zellen vorhanden.

->setzt sich aus einem Cholinanteil und der Acetylgruppe der Essigsäure zusammen. (Cholin kann an durch Gemüse und Rindfleisch über Nahrung aufnehmen und wird nur in geringen Mengen vom Körper selbst hergestellt)

->Wird im Neuron vom Enzym: Acetyltransferase hergestellt. Schüttet Neuron Acetylcholin aus, nennt man es cholinerg.

->nach anbinden an die Rezeptoren wird Ach wieder in den synaptischen Spalt freigesetzt und dort von dem Enzym Acetylcholinesterase erneut in seine Bestandteile gespalten.

Unterteilung in nikotinerge und muskarinerge Rezeptoren

Nikotinerge-> Neben Ach kann auch Nikotin andocken und so eine cholinerge Wirkung erzielen. Insbesondere bei Muskelzellen vorhanden und führen durch ihre erregende Wirkung zu Muskelkontraktionen.

Nikotinerge Rezeptoren im ZNS führen dort beim Andocken von Nikotin zu der entspannenden Wirkung die durch das Rauchen bekannt ist

Muskarinerge-> können auch von Muskarin, dem Gift von Fliegenpilzen aktiviert werden. Je nach Subtyp des muskarinergen Rezeptors kann das ACh eine hemmende oder erregende Wirkung erzielen.

->Hier zählen Transmitter: Adrenalin, Noradrenalin, Dopamin

->werden aus Aminosäure Tyrosin gebildet

->Tyrosin wird in der Nervenzelle zu L-Dopa, welches schließlich in Dopamin verwandelt werden

->In Zellen die noradrenerg sind, also Noradrenalin ausschütten, wird das Dopamin durch ein Enzym zuvor in Noradrenalin umgewandelt.

->In Zellen die adrinerg sind, also Adrenalin freisetzten, wird das Noradrenalin durch ein weiteres Enzym in Adrenalin umgewandelt

->Nach Ende der Wirkung im synaptischen Spalt werden die Moleküle der Katecholamine mithilfe von Transportproteinen wieder zu präsynaptischen Membran zurücktransportiert (Reuptake). Hier wird sie durch in der Membran enthaltende Transporter erneut aufgenommen und entweder abgebaut oder wieder in vesikeln gespeichert

->Ketecholamine häufig Ziel von psychopharmakologischen Medikationen, welche so die Wiederaufnahme durch die Transportmoleküle blockieren und die Neurotransmitter somit länger im synpatischen Spalt ihre Wirkung entfalten.

->Ketecholamine haben aktivierende Wirkung.

.Dopamin beeinflusst Muskelprozesse, Wahrnehmungsfähigkeit, Stimmung

.Noradrenalin ist der hauptsächliche Neurotransmitter im Sympathikus und kann als Stresshormon fungieren

Der Prozess, bei dem nach dem Anbinden an den postsynaptischen Rezeptor Transmittermoleküle wieder aus dem synaptischen Spalt von der präsynaptischen Endigung aufgenommen werden, wird Reuptake genannt.

->wird durch Aminosäure Tryptophan produziert.

->Beteiligung an Homoöstase, diversen psychischen Prozessen, Regulation des Schlaf-Wach-Rhythmus, Emotionsregulation, Wahrnehmung von Schmerz, Hunger, Durst

->bisher unterscheidung von 7 Serotonin-Rezeptorgruppen.

zb. am 5HT2A-Rezeptor binden sich auch halluzinogene Drogen wie LSD.

Bei Depressionen werden Psychopharmaka eingesetzt, die in das serotonerge System eingreifen

-> der am häufigsten auftretende exzitatorische Neurotransmitter des Gehirns und in mehr als der Hälfte der menschlichen Neuronen im Gehirn vorhanden

->Glutamat-Rezeptoren können ionotrop als auch metabotrop sein

->Aspartat ein Agonist von Glutamat und somit =Neurotransmitter, der dieselbe Wirkung entfaltet, sobald er an dieselben Rezeptoren anbindet. (Agonist= kann als körpereigener/zugeführter Wirkstoff die Wirkfunktion anderer Botenstoffe an dem Rezeptor der Zielzelle imitieren bzw. eigenständig auflösen)

Besonders erforschte Glutamat Rezeptoren: NMDA-Rezeptoren

->in verschiedene Informationsprozesse bei Lernvorgängen involviert

->Wird dieser zu stark stimuliert, kann er die postsynaptische Zelle durch einen übermäßigen Kalziumionen-Einstrom nachhaltig Schädigen (zb. Folgeschäden eines Schlaganfalls durch ein Sauerstoffmangel, ebenso auch Alzheimererkrankungen)

• der am häufigsten auftretende Neurotransmitter mit hemmender Wirkung im Gehirn und beeinflusst mehr als ein Drittel der hemmenden Synapsen.

Besteht aus 3 Rezeptoren:

1)GABAA - ionotrop

2)GABAB -metabotrop

3)GABAC - ionotrop

->ionotrope bestehen aus Chloridionenkanälen, sodass Signalweiterleitung durch die negativ geladenen Chloridionen gehemmt wird und ein inhibitorisches postsynaptisches Signal ensteht. (zb. beruhigende Medikamente wie Benzodiazepine,docken an GABAA-Rezeptoren an.

->Glycin ebenfalls ein inhibierender Neurotransmitter und wirkt v.a. in Neuronen im Rückenmark und Hirnstamm. Glycinrezeptoren stellen ebenfalls einen Chlorifionenkanal dar

• bestehen aus Aminosäureketten in unterschiedlicher Abfolge und erfüllen durch den unterschiedlichen Aufbau versch. Funktionen.

• Fungieren als Neurotransmitter und in unterschiedlichen Bereichen des Gehirns auch als Hormone

->Als Neurotransmitter: u.a. als Endorphine (also körpereigene Opioide) und in psychische Funktionen involviert. Als Schmerzübertragung, Stressfunktionen und am menschlichen Sexualverhalten.

Anwendungsbeispiel imSkript lesen

setzt sich aus zentralen und peripheren Nervensystem zusammen

• ZNS-> beinhaltet Gehirn und Rückenmark

• PNS -> besteht aus Nerven und Nervenfasernbündeln und peripheren Nervenzellkörpern

Funktionel lässt sich NS einteilen in

• vegetative (unwillkürliche) NS - steuert Funktion und Sensorik der inneren Organe

• somatische (willkürliche) NS - für Sensorik und Willkürmotorik verantwortlich

• OBERFLÄCHLICH

• dreilagige Bindegewebsschicht das das Gehirn umgibt und Teile des Rückenmarks (Fische nur eine)

• eine harte Hirnhaut

  ->Dura Mater

  -äußerste, besteht aus 2 Blättern-äußeres Bildet gleichzeitig die Knochenhaut->wird durch straffes Bindegewebe gebildet und schützt das Hirngewebe

• zwei Weiche:

  -> Arachnoidea

  -sog. Spinnwebenhaut, mittlere Schicht. Von Dura Mater durch einen sog. Subduralspalt getrennt - geschlossener mit Flüssigkeit gefüllter Bereich.

  -besteht aus feinfaserigem, kollagenem Bindegwebe. Spinnenartige weißliche Struktur. Ummantelt das Gehirn

  -> Pia Mater

  -sog. zarte Hirnhaut, liegt dem Gehirn und Rückenmark direkt auf und ist mit diesem Verwachsen

  Setzten sich außerhalb des Gehirns als Rückenmarkshäute fort. wo sie Teile des ZNS ummanteln

Aufgabe der Meningen: ZNS schützen

• VENTRIKEL WICHTIG

• Alle Bereiche Gehirn/Rückenmark fließt Nervenwasser ->Liquor

• Da wo es durchfließ-> Liquorräume

Äußere Liquorräume

->Äußere Nervenwasser hat eine dämpfende Funktion zwischen Knochen und Nervengewebe

->Zwichen Arachnoidea und Pia Mater ist->Subarachnoidalraum (äußerer Liquorraum) - also zwischen innerer und mittlerer Hirnhaut. Geschlossener Spalt indem die Nervenflüssigkeit zirkuliert. ->Beinhaltet große Anzahl an Arteiren und Venen des ZNS und schützt das NS vor mechanischen Krafteinwirkungen

Innerer Liquorraum

->besteht aus 4 gefüllten Hohlräumen ->sog. Ventrikel

->1,2: Seitenventrikel

->3: im Zwischenhirn

->4: im Rautenhirn

->stehen alle untereinander in Verbindung und sind auch mit dem Subarachnoidalraum und dem Zentralkanal im Rückenmark verbunden

Vorderhirn (Prosencephalon)

->weitere Spaltung in Großhirn (Telencephalon) und Zwischenhirn (Diencephalon

Mittelhirn (Mesencephalon)

Rautenhirn (Rhombencephalon)

• 85% des gesamten Gewichts eines menschlichen Hirns

• Besteht aus Kortex (Geroßhirnrinde) und Basalganglien

• Unterteilung in zwei Gehirnhälften (Hemisphären)

  ->Handeln eines Menschen wird ruch intergrative Zusammenarbeit beider Gehirnhälften erzeugt

  ->Beide hälften über Corpus Callossum verbunden (Faserstruktur die Art Balken zwischen beiden bildet)

• Beide Hrinhälften untersch. Funktionen (nachgewiesen durch Split-Brain-Versuche

  ->Bei Durchtrennung bestimmter Abschnitte des Corpus Callosum oder vollständige Durchtrennung (Kallosotomie) lässt sich feststellen:

  • Beide können unabh. voneiner funktioneren, Bewusstsein wird aber geteilt. Wenige Wochen nach Durchtrenung ist alltägliches Verhaltrn wie früher, erfordert jedoch Anpassungsphase wo gegensätzliche Willensimpulse sowie inadäquate emotionale Reaktionen auftreten

  
  

• linke dominant, da für Sprachverständnis, Sprachproduktion, mathematische Funktion und logisches Denken verantwortlich

  Ebenso für Steuerung der rechten Körperhälfte ->kontralaterale Kontrolle

• rechte Hemisphäre kontrollliert linke Körperhälfte und ist involviert in krstive, künstlerische und visuell-räumliche Prozesse

->Großhirnhemisphären von Kortex bedeckt ->Graue Substanz die aus Nervenzellkörpern besteht

->Dicke des Kortex: 1,5-4,55

->Unterteilung in

• Neukortex - 6 Schichten, beteiligt an höchsten integrativen Prozessen und Planung von Motorik und Sensorik.

  • Spracherzeugung, Planung und Ausführung von Strategien, künstlerische Expression

  • Persönlichkeitsentwicklung, Ausbildung von Gewohnheiten, Eigenwahrnehmung

  • Informationen von hier langen in den Hippocampus

• Allokortex - 3-4 Schichten, beteiligt an olfaktorischen Verarbeitung (Riechsystem) und Gedächtnisbildung (Hippocampus) -(Stammesgeschitlich älterer Teil der Großhirnrinde)

  (Also hier liegt Hippocampus)

Frontallappen, Temporallappen, Parietallappen, Okzipitallappen

-> An Vorderseite

->In Planung und Ausführung von Bewegungsabläufen und Motorik involviert*

->Beinhaltet: frontales Augenfeld (will/unwillkürliche Augenbewegungen) und Broca-Sprachzentrum (Sprachbildung, plant motorische Abläufe die für komplexe mensch. Sprache notwenig sind) ->Durch Verbindung zum Motorkortey lassen sich die dort generierten motorischen Impulse zu den involvierten Motorgrupen wie Mund- und Atemmuskulatur weiterleiten

->*Teil des FL: Motorkortex, hat somatotopishe Gliedrung -> benachbarte Zellverbände im Motorkortext repräsentieren ebenfalls benachbarte Muskelgruppen im Körper. Diese Muskelgruppen verfügen je nach funktioneller Wichtigkeit über unterschiedlich große Areale auf dem Motorkortex. Besonders repräsentiert: Muskeln wie Lippen, Hände die spezifische oder feinmotorische Bewegung ausführen. Veranschaulichung durch Homunculus (=Verbildlicheung der somatotopischen Gliederung des Motorkortex)

->wichtige Rolle im menschl. Handeln und Denken

->Deckt ca. 30% des gesamten Kortex ab (signifikanter Anteil) - Verbindung zu zahlreichen Gehirnstrukturen

->in zahlreiche menschliche Funktionen und handlungen inolviert, wie zb den internen Zielen des Menschen entsprechende Gedanken und Handlungen folgen zu lassen.

->Inhibition, kognitive Prozesse und Bildung von Erinnerungen und Impulskontrolle

->Interessant: Menschen mit Verletzungen/Tumoren im PK haben ebenso Persönlichkeitsverändernde Merkmale, motorische Verlangsamungen und veränderte moralische und ethische Prinzipien

->befindet sich zwischen Frontal- und Okzipitallappen und über dem Temporallappen

->enthält somatosensorischen Kortex-> Empfindungen von Druck, Berührung und Schmerz

• für diesen auch ein Homunculus, der entsprechend der Sensorendichte in den Körperbereichen unterschiedlich große Repräsentationen aufweist. (Körperbereiche die sensorisch sehr ausgebildet sind wie Lippen, Finger haben dementsprechend größere Bereiche)

->Ebenso an Generation von Aufmerksamkeit und visueller und räumlicher Orientierung beteiligt

->kleinster Lappen

-> beherbergt visuellen Kortext (Sehrinde)

-> sekundären visuellen Kortex ->ermöglicht nicht nur externe Stimuli zu verarbeiten und zu sehen, sondern diesen auch eine Bedeutung beizumessen.

• hier finden auch notwenidge Verarbeitungsschritte statt um Äußerliche Merkmale wie Form, Farbe, Bewegung wahrzunehmen.

• Bei verlttung keine direkten Sehverluste, sondern Einordnung und Interpretation von visuellen Reizen können nicht mehr erfolgen -> sog. visuelle Agnosie

-> Ebenso werden visuelle Informationen an andere Gehirnareale weitergeleitet, damit diese weitere Prozesse wie Abrufen von Erinnerungen oder angemessene motorische Reaktionen auf visuellen Reiz ausführen können

-> beherbergt auditiven Kortext und Wernicke Areal

Auditiver Kortex-> primäre Hirnrinde

->unterschiedl. Schwingungsfrequenzen sind bestimmten Repräsentationsorten zugeteilt (hohe Töne werden in anderen Bereichen repräsentiert als tiefe)

sekundärer Auditiver Kortex

->verantwortlich für Integraion und Interpretation des Gehörten das zuvor im primären verarbeitet wurde

Wernicke-Areal

->Bildet gemeinsam mit Broca-Areal das Sprachzentrum

->Verarbeitet Sprahce und misst durch Analyse des prachlichen Materials Bedeutung bei.

->Bei Beschädigung-> sensorische Aphasie (Wernicke.Aphasie) - sprachliche Informationen können gehört, aber nicht in ihrer Bedeutung erkannt werden

Weiße Substanz (Substania Alba)

->Bestandteil des Großhirns und Rückenmarks

->setzt sich aus meyelinisierten Nervenfortsätzen zusammen, welche die Ausläufer der Nervenzellkörper in der grauen Substanz bilden.

->weiße Meyelinschicht, welche durch Gliazellen hergestellt witd. Meyelisierten Axone meist in Strängen organisiert,

->Verfügt über eine schnelle Lernfähigkeit und sorgt, dass die elektrischen Signale zwischen den Hirnregionen weitergeleitet werden - maßgeblich an intakten motorischen und sensorischen Funktion des Menschen beteiligt

->Im Rückenmark: Im ggsatz zzum Gehirn hier außen und ummantelt die graue Substanz

Graue Substanz

-> Besteht hauptsächlich aus Nervenzellkörpern und Neuronen und nur wenigen Axonen und Dendriten

• Im Allocortext (älterer Teil der Großhirnrinde)

• Jede Hirnhälfte hat einen Hippocampus, der an Basis des Temporallappens befindet

• Zentrale Rolle in Gedächtnisinfomation und kontextuelles Lernen

• Infos aus Neocortex und anderen Strukturen die in LErn- und Gedächtnisprozesse involviert sind gelangen in Hippocampus und werden hier verarbeitet

• Aufgabe: multisensorische Informationen aus der Umwelt kontextabhängig zu bündeln (zb. örtlich/zeitlich)

• Transferiert auch infromationen vom Kurzzeit- ins Langzeitgedächtnis und in emotionale Prozesse involviert

• Bildet gemeinsam mit weiteren Substrukturen Teil des limbischen Systems -> reguliert Prozesse wie Lernen, Gedächtnisleistungen, Emotionxverarbeitung mit.

-> Wie Hippocampus Teil des limbischen Systems

->Zentrales Areal für Entstehung und Regulation von Emotionen

-> zahlreiche Neurotransmitter und Neuropeptide vorhanden

-> Verarbeitung von Angstzuständen - wichtige Rollte bei Angstkonditionierung.

->in emotionale Lern- und Gedächtnisprozesse involviert - Informationen die sie von anderen kortikalen Arealen erhält, werden emotional markiert und anschließen zurückgeleitet

->bidirektionale Verbdinungen zu zahlreichen viszeralen Arealen wie Hypothalamus und kortikalen Gebieten die auditive,visuelle und somatosensorische Informationen austauschen

-> Wird Amygdala aktiviert: Initiiert sie über Hypothalamus zb Ausschüttung von Adrenalin in Nebennieren um Körper in “Fight-or-Flight” Zustand zu versetzten - dann Puls, Blutdruck steigt und benötigte vegetative Prozesse und Verdauung werden vorübergehend eingestellt.

->Läsion von Amygdala oder koritkalen Verbindungen: Abschwächung von emotionalem Erleben bis hin zur Gleichgültigkeit

BSp im Skript die Frau ohne Amygdala

-> Zwischen Großhirn und Hirnstamm ist das Zwischenhirn= Diencephalon

->Wichtigste Strukutren des Diencephalon: Thalamus, Hypothalamus, Epithalamus

Epithalamus:

->Areal das sich aus Epiphyse und zwei Epiphysenstielen zusammensetzt

->Einfluss auf unbewusste Handlungen und Abläufe

->Verbindungsglied zwischen limbischen System und anderen Hirnstrukutren

Epiphyse: sog. Zirbeldrüse -> Produktion von Hormonen, besonders Melatonin. Melatonin wird aus Serotonin hergestellt und in Blutkreislauf ausgeschüttet. Erfolgt insbesondere bei Dunkelheit, hat ermüdende Funktion und trägt zu intakten Schlaf-Wach-Rhythmus bei

-> in beiden Hemisphären vorhanden, welche druch Brücke(bestehend aus Gliazellen) miteinander verbunden sind.

->für assoziative-und Wahrnehmungsprozesse verantwortlich

-> Selektion und Filtern von sensorischen Infomationen, um diese an jew. Hirnrindengebiete zu leiten und mit beinahe allen koritkalen Arealen über Faserverbindungen verschaltet

->auch “Tor zum Bewusstsein” , da er maßgeblich in Verarbeitung aller bewussten Wahrnehmungsprozesse (außer Geruch) involviert ist

->Schädigung: kognitive Defizite, insbesondere beim KZG

->Kernstruktur, besteht hauptsächlich aus Zellkörpern, also grauer Substanz

Kerne unterschiedliche Funktionen:

Assoziationskerne-> zahlreiche Verbindungen zu anderen assoziativen Gebieten im Kortex und de Sinnessytsemen

Nuclei Anteriores -> Einfluss auf Prozesse der MOtivation, Kognition und Emotion

->unterhalb des Thalamus

->wichtigstes Steuermodul für Funktion und Regulation der inneren Organe

->genaue Aufgaben der einzelnen Kerngebiete bisher unklar

->abhängig von emotionalen und motivationalen Zustaänden adaptiert er die vegetativen Funktionen und kommuniziert über sympathischen und parasympathischen Zweig des vegetativen Nervensystems.

->Herz-Kreislauf-Funktion, Atmen, Aufnahem von Nährstoffen und Wassser

->Fungiert als Bindeglied zwischen psychischen Prozesse und dementsprechenden körperlichen Reaktionen

->viele untersch. Neurotransmitter die den neuronalen Input steuern

Unterhalb des Hypothalamus->Hypophyse

->Drüse die Hormone bildet und speicher und infolge von Befehlen des Hypothalamus schließlich freisetzt

->Hypothalamus also nicht nur neuronal sondern auch hormonell funktionsfähig

->schüttet auf Signal von Hypothalamus zb Hormone Vasopressin und Oxytocin aus.

->längliche Form, lokalisierung: unerhalb des Vorderhirns

->zahlreiche ab- und aufsteigende Nervenbahnen zwischen Gehirn und Rückenmark verschaltet

Medulla Oblongata (verlängertes Mark)

-> zusätzl. Aufgaben des sensorischen und sensiblen Systems. (vegetative Funktionen und Reflexe)

->Bahnen die Großhirn und Rpckenmark verbinden

->Steuert Kreislauffunktionen, Atmung und somit relevant für vegetatives NS

-> Auslösung vegetativer Reflexe: Erbrechen, Husten, Schlucken und enthält auch ZEntrum das Schlaf-Wach-Rhythmus reguliert

->Bei Schädigung oder Druckausübung: Störung der Atmungsfunktionen, Sensibilitäts- und Bewegungsstörungen, Lähmungserscheinungen, Kreislaufstörungen bis zum Erbrechen

Pons

->überw. motorisch

->beinhaltet Faserbündel und Brückenkerne. Fasern ausgehend von Brpckenkernen haben Kleinhirn als Ziel

->Auch mit Fasern durchgezogen die Teile des Großhirns mit dem Rückenmark verbinden

->Beinhaltet auch Hirnnervenkerne die u.a. die mimische Muskulatur, das Gleichgewichtsorgang und sensorische Fasern des Gesichts mitregulieren

Mittelhirn (Mesencephalon)

->überw. motorisch

->lokalisierung: zwischen Diencephalon und Pons

->Substrukturen: Tectum und Tegmentum

->hier verlaufen Hirnschenkel . zwei Faserstränge die für Willkürmotorik mitverantowrtlich sind

Tectum -> (lat.Dach).

Vierhügelplatte:

-> unterhalb des Großhirns, zwei Hemisphären, welche über sog. Kleinhirnwurm miteinander verbunden sind

->vernetzt mit Rückenmark und dessen Sinnessystemen

->Erhält Informationen über Lokalisation und Tonus der Muskeln vom Rückenmark und Gleichgewichtsorgan stellt Informatinen über Gleichgewichtszustand des Körpers bereit

->Kortex versorgt Cerebellum mit Informationen über motorischen Programme, die die Muskeln erreichen ->Nach Integration dieser Infos ist Hautpaugabe von Cerebellum die Feinbestimmung von motorischen Abläufen und Bewegungen

->ebenfalls in kognitive LErnprozesse von automatisierten Bewegeungsabläufen involviert und trägt zur dtaillierten Zeitplanung für assoziatives Lernen von BEwegungen und Verhalten bei

->Bei Beschädigung: Bewegungen werden schwankend, Sturzgefahr steigt, schnelle BEwegungen können nicht im Wechsel ausgeführt werden und feinmotorische Bewegungsprozesse sind gestört

->Neben Gehirn zweiter wesentlicher Teil des ZNS

->Von ihm ausgehend werden körperliche Extremitäten und Rumpf mit Nerven versorgt

->Von Rückenmarksflüssigkeit umgeben, ca 45cm und befindet sich innerhalb des Wirbesäulenkanals

->Unterteilung: Segmente, Scheibenartige Abschnitte die Entstehungs- und Zielorte der Spiralnerven

Spiralnerven:

->treten seitlich zwischen den Wirbeln aus und verästeln sich zu zahlreichen Fasersträngen

->im inneren des Rückenmarks graue Substanz mit Nervenzellkörpern. Diese umgeben von meyelinisierten Nervenausläufern, also weißer Substanz. In der Mitte der grauen Substanz->zentraler Liquorkanal

->Von grauer Substanz ausgehend 3 Neuronenarten:

Motoneuronen: versorgen außerhalb des ZNS die Muskeln mit weitergleiteten Impulsen

sensible Neuronen; erhalten sensorischen Input aus der Peripherie und leiten diese an relevante Regionen des ZNS weiter

Interneuronen: Verschalten über ihre Axone die anderen im Rückenmark gelegenen Neuronen miteinander

->Unterteilt in Leitungs- und Reflexaktivität

Leitungsaktivität

->weiterleiten von Informationen über weite Strecken entlang des Rückenmarks

->Ausgehend vom Rückenmark werden mithilfe der meyelisierten Axone der weißen Substanz Informationen zum Rückenmark hin- und in andere Hirnregionen weitergeleitet

Reflexaktivität

-> Auslösung einfache Prozesse, wie Aktivierung von Muskeln/Drüsen durch Rückenmarksverschaltungen

->Alle lebensnotwenigen Vitalfunktionen, die ohne das bewusste Zutn des Menschen vonstatten gehen: Atmen/Verdauen/Schwitzen etc

->auch sog. autonomes System

->In Verbindung mit ZNS auch in emotionale Prozesse involviert

->Unterteilt in 3 Systeme: Sympathikus, Parasympathikus, Darmnervensystem

Sympathikus und Parasympathikus als Ggspieler

Sympathikus: versetzt Körper in aktive Zustände bei Stress-oder Notfallsituationen und löst entsprechende vegetative Reaktionen aus

Parasympathikus: Steuert Ruhe- und Regenerationsfunktionen des Körpers

->verfügen beide (sypa und Para) über präganglionäre und postganglionäre Neuronen

Präganglionäre Neuronen

->Haben ihre Zellkörper im Brustmark und oberen Lendenmark - also dem Rückenmark in den Bereichen der Brustwirbelsäule und Lendenwirbelsäule

Postganglionäre Neuronen

->Nach Austreten aus dem Rückenmark werden diese über die Ganglien auf postganglionäre Neuronen umgeschalten und gelangen dort zu den Effektoren - Organe die vom sympathikus kontrolliert werden.

• Glatte Muskelfasern aller Organe, Herzmuskelfasern, einige Drüsen wie Speichel- oder Schweißdrüsen. Teile des Immunsystems und Fett- und Leberzellen

->Sympathikus bewirkt reflexgesteuerte Bewegungs- und Spannungsprozesse und ist in emotionale Prozesse involviert.

-> Bei Stress- und Reizsituationen -> Ergotope Reaktionslage (Fight-Flight-Prozess) mit Anstieg der muskulären und vegetativen Spannung sowie der Leistungsfähigkeit

Präganglionäre Nervenzellkörper

->befinden sich v.a. im Hirnstamm und im Rpckenmark auf Höhe des Kreuzbeins (Kreuzmark)

->über bestimmte Nerven, wie den Nervus Vagus verschalten sich diese mit den postganglionären Neurone, die nahe an den innervierten Organen liegen und kurze NErvenfasern aufweisen

Postganglionäre Nervenzellkörper

-> Entsprechend des unmittelbaren Wirkungsbereichs überwiegend im und auf dem Magendarmtrakt, Herz oder Lunge

->Effektoren des PS: glatte Muskulatur, Drüsen von Lunge, Verdauungssystem, Sexualorgane

->wirkt auch auf Tränen- und Speicheldrüsen, Herzvorhöfe, innere Augenmuskeln

• Involiert in trophotrope Reaktionslagen

  ->senken Blutdruck, Pulsfrequenz, steigern Verdauung

  ->Körper kann regenrieren

Maßgeblicher Unterschied zu Sympathkus: Sympathikus innerviert alle Gefäße, Para hat keinen Einfluss auf Gefäßfunktionen

->Reguliett autark die Drüsen und Muskulatur des Darms, MAgen-Darm-System

->Funktoniert ohne zentralnervöse Einflüsse des Sympathikus/Parasympathikus und berfügt somit über eigenständige Programme zur Regulation der glatten Muskulatur der Damwände und Darmdrüsen.

->Sympathikus/Parasympathikus jedoch u.a. als Modulatoren zu Beginn der Nahrungsaufnahme und beim Entleeren involviert

->Diese sensible Kontrolle und Koordination möglich, da Darmnervensystem über genauso viele Neuronen verfügt wie gesamtes Rückenmark.

->Alle Körperbereiche, die vom Parasympathikus innerviert werden, werden auch vom Sympathikus innerviert, jedoch nicht andersherum: Innervieren beide System, weisen diese eine antagonistische Wirkung auf

->Antagonistische Wirkung: Die Aktivierung des einen Systems geht mit dem Herunterfahren des anderen einher.

Bsp Stressreaktion: Sympathikus erhöht Puls, Körpertemperatur steigt, Darmaktivität sinkt, während Parasympathikus in Ruhesituation entgegengesetzte Effekte erzeugt

->Man spricht von funktionellem Synergismus: Das entgegengesetzte Wirken zweier Systeme, die sich in ihrer unterschiedlichen Funktion ergänzen

-> bedeutet: Veg. Nervensystem wird durch unterschiedliche Gehirnstrukturen gesteuert

->wesentlichen Einfluss als Kontrollorgan: limbisches System und Hirnstamm mit dem Hypothalamus

->wird dieses verletzt oder nicht ausreichend durchblutet: Regulation des veg. NS nicht mehr gewährleistet und kann zu hormonellen Regulationsstörungen, gestörter NAhrungsaufnahme, übermäßigem Schlaf oder Bewusstseinsstörungen führen

->Weiterleitung vegetativer Signale zum größten Teil durch Medulla oblongata, von wo aus sie höhere Gehirnregionen wie den Hypothalamus erreicht, der schließlich komplexere Steurbefehle für veg. Nervensystem erzeugt

->Hypothalamus äußert Wirkung: Indem er Blut mit Hormonen anreichert und zum anderen neuroelektrisch durch die neuronale Erregungsweiterleitung zu den limbischen und vegetativen Systemen wirkt.

-> erfolgt wie im ZNS chemisch

->postganglionäre Neuroaxone sich weitesgehend unmyelinisiert, an den stark verzweigten Endungen weisen Axone Verdickungen auf, sog- Varikositäten -> gleichzusetzten mit den präsynaptischen Endigungen und beinhalten ebenfalls Transmittersubstanzen

->übertragung jedoch langsamer und flächendeckender: Abstand zwischen Varikositäten und Zielzellen(zb.Muskelzellen) fällt größer aus, smit muss die Überträgersubstanz weitere Strecken zurücklegen um Signal zu übermitteln, Folge-> Varikosität kann auch mehrere Zellen erregen, braucht aber mehr Zeit als die synaptische Übertragung

WICHTIG

->Acetylcholin und Noradrenalin, die jeweils zwei Subsysteme bilden.

Acetylcholin

->In Transmissionsprozessen von präganglionären auf postganglionäre Neuronen im Sympathikus und auch im Parasympathikus der Überträgerstoff. Bindung von ACh am postganglionären Ende erfolgt bei beiden an nikotinerge Acetylcholinrezeptoren, die sich ebenfalls durch Nikotin erregen lassen.

->Im parasympathischen System Ach ebenfalls der Transmitter, der zwischen postganglionären Endungen und Effektorganen wirkt. An den Endungen der Effektoren muskarinäre Rezeptoren vorhanden

Noradrenalin

-> im sympathischen System mit kleinen Ausnahmen der Transmitter, der für die Übertragung zwischen postganglionärer Erndigung und Efffektorgan verantwortlich ist. ->Wird gemeinsam mit Adrenalin ausgeschüttet und erzeugt sympathische Effekte in den Organen

->viele weitere Prozesse im veg.NS durch ausschüttung von Kontransmittern wie Neuropeptiden, ATP und Stickstoffmonoxid begleitet ->werden in kürzerenAbständen zusätzlich ausgeschüttet und haben neuromodulierende Funktion

-Nervus vages wichtig

->Entstehend aus Hinrstamm insgesamt 12 Hirnnervenpaare die im Hirn und unterschiedliche Systeme im Körper innervieren, u.a Atemsystem und Verdauungstrakt

->Alle Nerven peripher (verlaufen außerhalb des ZNS) bis auf Nervus opticus und Nervus olfactorius und haben jew. sensorische/motorische/Vegetative Funktion

Zentraler (größter) Hirnnerv des Parasympathikus: Nervus Vagus

->Entspringt im hirnstamm und breitet sich im Brust- und Bauchraum netzartig aus. Leiter Infos von und zu dem Brust/Bauchraum und steht im Austausch mit anderen Hirnnerven

->Im Bauchraum zuständig für: Versorgung der zugeh. Organe wie Leber, Darm, Nieren und erwirkt Bildung und Ausschüttung der Verdauungssekrete.

->Im Brustraum: im Rahmen seiner parasympathischen Funktion zur Verlangsamung des Pulses.

->Zahlreiche Stellen des Immunsystems befinden sich in Organen, die auch von Fasern des Sympathikus innerviert werden ->haben also die Möglichkeit pber Neurotransmitterausschüttung ebenfalls die Immunzellen zu reizen, die dafür spezifische Rezeptoren aufweisen

->Somit werden über den Sympathikus wichtige Immunreaktionen auf Stressoren übermittelt

->Früherer Annahme: veg. NS ausschlesslich elektronisch. Heute weiß man das auch afferentes System existiert.

->Nervenfasern die Informationen aus den Organen an das ZNS weiterleiten und somit deren Sinnesrezeptoren bilden nennt man: viszerale Afferenten

->Die über unterschiedliche Hirnnerven (zb. Vagusnerv, Nervus facialis) übermitteln Informationen meist unter unterhalb unserer Wahrnehmungsschwelle und tragen zur Steuerung der Organfunktionen bei.

• Ausnahme: Schmerzsensoren (sog. Nozizeptoren)

  ->werden bei übermäßiger Reizung/Dehnung des betroffenen Organs aktiviert und erzeugen sog. viszerale Schmerzen.

  ->Anschliessend werden Dehnungs-/Schmerz-/ oder chemische Reize an ZNS -> genauer: Hypothalamus un dteile des limbischen S weitergeleitet, wo durch assoziative und integrative Prozesse dieser Hirnareale eine bewusste Empfindung erzeugt wird

->Funkton des VGS kann durch Entspannungstechnijen beeinflusst werden

->Veg. Symptome häufig Teil von psychischen Störungsbildern/Stresserben

->Wichtige Rolle bei Steuerung: Hypothalamus:

• trophotrope Zonen:regenerative Prozesse des veg. (Atemverlangsamung, Blutdruckabfall, Pupillenverengung) (Parasympathikus)

• ergotorope Zonen: leistungssteigernde Prozessse (erhöhte Pulsfrqz, Pupillenerweiterung, Blutdruckanstieg) (Sympathikus)

->Stresszustand: Ergotrope Zonen des Hypothalamus aktivieren sympathische Prozesse mit Ausschüttung von Stresshormonen : Cortisol/Adrenalin

->stimulierung der trophotrope Zonen: Aktivierung der parasympathischen Funktionen und bringen regenerative und entspannende Prozesse in Gang

—>Auf Stimulation folgen Steuerungsprozesse in Regulationszentrale des oberen Hirnstamms ->Hypothalamus steuert nicht einzelne Organe, sondern gesamten Organismus ->Daraufhin sinkt Blutdruck, Atemfrequent, Flüssigkeits-und Nahrungsaufnahme wird geförder, Blasen- und Darmentleerung auch

->gemeinsam mit ZNS wesentliches Kommunikationssystem.ZNS chemisch, hormonelle System funktioniert über Freisetzung von Hormonen ins Blut

->werden in sog. Drüsenzellen produziert

• endokrine Drüsen ->setzen Hormone ins Blut frei (z.B Schilddrüse)

• exokrine Drüsen -> besitzen, Ausführungsganz (zb. Speichel/Tränendrüse)

->Nach Bildung werden sie bis zur Freisetzung in Vesikeln gespeichert

->Nach Freisetzung diffundieren die Hormonmoleküle in die Blutkapillaren, wo sie sich weitläufig über den Blutkreislauf verteilen

->Wirkung jedoch an Zielorten die über hormonspezifische Rezeptoren verfügen, an die die Moleküle binden können

• können so Signale zwischen weit auseinanderliegenden Bereichen kommunizieren, benötigen aber wesentlich länger als elektrische Informationsübertragung

Wichtig

Peptid- und Proteinhormone (größte Hormonklassen)

->setzen sich aus Aminosäuren zusammen

->gerine Fettlöslichkeit - können dadurch nicht durch die Zellmembran diffundieren

->entsprechende Rezeptoren befinden sich auf der Oberfläche der Plasmazellmembran

Lipophile

-> fettlösliche Überträgerstoffe

->können Membran passieren und ihre Wirkung direkt an der DNA im Zellinneren entfalten

->v.a. Sequalhormone, Stresshormon Kortisol.

->Lagern sich mit Hilfe eines Rezeptors an bestimmte Genabschnitte und beeiflussen damit die Synthese von in der Zelle vorhandenen Peptiden und Proteinen

->Einzelne Hormone werden aus der Aminosäure Tyrosin gebildet wodruch durch untersch. Syntheseprozesse Katecholamine und Schilddrüsenhormone gebildet werden

WICHTIG

->Grundvoraussetzung zur Übertragung: Eine Senderzelle, von der das Hormon ausgeht und eine Empfängerzelle in der das Hormon seine Wirlung entfaltet

autokrine Signalübertragung

->Zellen die Gleichzeitig Empfänger und Sender sind

->Das susgeschüttete Hormon dockt nach Freisetzung ins Blut neben weiteren Zielarealen bei der Senderzelle selbst wieder an und kann somit bspw. die eigene Vermehrung initiieren (zb. Beobachtbar in Zellen des Immunsystems)

parakrine Signalübertragung

->erfolgt mittels hormoneller Botenstoffe zwsichen zwei Zelen die unmittelbar nebeneinander liegen, OHNE das das Hormon ins Blut freigesetzt wird

->zb. in Hormondrüsen die ihre gemeinsame Aktivitöt koordinieren

endokrine Signalübertragung(bekannteste)

->Hormon wird meist von Hormondrüse gebildet und wird wie bei autokriner über die Blutbahn über weitere Distanzen zu den Zielzellen geleidet

->Zusammenwirken von endokriner Übertragung und Nervensystem: sog. neuroendokrine Übertragung (zb. wenn lipophile Hormone die Blut-Hirn-Schranke passieren und somit auch an Neuronen des Geischts eine Wirkung entfalten. zb2 wenn man hormonelle Stimmungsschwankungen nachvollziehen möchte)

neurokrine Signalübertragung

->Nervenzellen sind die Senderzellen

->schütten Transmitter oder Neuropeptide aus die entweder mit: modulierende Wirkung an einer Nervenzelle andocken (neuromodulatorisch) oder

über Blutstrom Muskel- und Drüsengewebe erreichen (myo- und glandomodulatorisch)

->Produktion durch Aktivierung/Deaktivierung von Genen bestimmt, die für Synthese von Peptid-und Proteinhormonen verantwortlich sind

->Für Synthese erfordern Homone Aufnahme einiger Grundbausteine über die Nahrung - zb- Steroidhormone aber auch die meisten Neurotransmittter

->Relevant dafür: Verfügbarkeit der Enzyme, die die Moleküle der Grundbausteine so modifizieren, dass die Hormonsynthese möglich ist

->Bestimmung der Enzymdichte: Durch Genexpression (=Synthese von Proteinen auf der Grundlage genetischer Informationen)

->Speicherung in Vesikeln oder direkte freisetzung in Blut

->manche Hormonen binden während der langen Strekcen in inaktiver Form an Transportproteine, die das Hormon zu seinem Wirkungsort transportiert

->Dichte der Transportproteine bestimmt somit auch die Wirkungsintensität des Hormons am Zielort

->Am Zielort angekommen wird das Hormon durch die Beteiligung von Enzymen abgespalten und aktivert

->Abbau 2 Wege

1)Hormone die sich inaktiv in der Blutbahn befinden, da sie nie an Rezeptor angebunden waren oder sich gelöst habe, werden von Enzymsystemen in unwirksame Teil gespalten. (Enzymsysteme besehen aus div. Organen zb. Niere und Leber)

2)Hormonmoleküle die an Zelle gebunden haben, werden innerhalb der Zelle abgebaut und enzymatisch aufgespalten

Lappen Unterscheidung wichtig

->wir wissen: Hypothalamus Kern-Steuerareal des veg. NS

->weitere Funkton: Einsatz von 7 unterschiedlichen hypothalamischen Hormonen, die in dafür spezialisierten Nervenzellen gebildet werden

->Hypothalamus ist ja verbunden mit Hypophyse = Hormondrüse deren Aktivität durch hypothalamische Hormone gesteuert wird.

->5 Hormone davon: erwirken Ausschüttung von Hormonen aus dem HYpophysenvorderlappen ->sog. Releasing-Hormone

->2 Hormone davon: verursachen Inhibierungn->sog. Inhibiting Hormone

->Die hypothalamischen H werden durch zwei Kapillarnetze zum Hypophysenvorderlappen transportiert und können dort die Wirkung entfalten

Hypophysenvorderlapen: (Adenohypophyse): produziert wiederum 6 untersch. Hormone

->4 davon (=glandotrope Hormone): Haben als Zielwirkort andere Drüsen (glandotrope wirken unmittelbar an einer Drüse)

->2 davon (=effektorische Hormone): wirken auf den Gesamtorganismus oder einzelne ORgane

-Der Lappen allgemein schüttet Prolactin (für Muttermilch) und Somatotropin (Wachstumshormon) aus

• produziert drüberhinaus 2 glandotrope Hormoe: follikelstimulierendes Hormon (FSH) und lutenisierendes Homron (LH) ->steuern menschl. Sexualfunktionen

  ->ausschüttung durch hypothalamische Hormon GnRH (Gonadotropin-Releasing-Hormon)

  ->Nach Freisetzung wird ihre Ausschüttung durch negative Rückkopplung reguliert, denn Konzentration des Hormons witd durch hYpothalamus registreiert und sandauernde Hormdonproduktion wird gestoppt.

Hypophysenhinterlappen (Neurohypophyse) (produziert nicht selbst)

->setzt zwei Peptidhormone frei: antiduretisches Hormon (ADH/Vasopressin) und Oxytocin

->Ist keine Drüse, sondern Gehirnareal mit neuronalen Verbndungen zum Hypothalamus

->setzt die Peptidhormone nur frei, die durch Fortsätze von hypothalamischen Neuronen zu ihr gelangen.

ADH: Steigerung des Blutdrucks, erhöhung der Harnkonzentration in der Niere. Sexualverhalten, Lernprozesse, emotionales Empfinden

Oxytocin: Steuert einschiessen der Milch beim Stillen, auch Sexualverhalten, Gedächtnisprozesse (inwieweit weiss man nicht)

->Sexualhormone = Gonadenhormone

->Die von Eierstöcken und Hoden - sog. Steroide

männliche Sexualhormone: Androgene (zb. Testosteron)

weibliche Sexualhormone: Östrogen (zb. Östradiol) Gestagene (zb. Progesteron)

(Beide Geschlechter produzieren beide in untersch. Konzentration)

->Sexualhormone werden vom hypothalamisch-hypophysären System gesteuert

Männer

->Nach Freisetzung des Hormons: Gonadoliberin werden in der Hypophyse die glandotropen Hormone LH und FSH ausgeschüttet

->Das luteinisierende Hormon aktiviert in Hoden die Produktion von Testo und weiteren Androgenen, welche in Blutstrom dann freigesetzt werden. Ebenso wird Eiweißsynthese durch Ausschüttung der Androgene gefördert (deswegen männer breiter gebaut)

->follikelstimulierende Hormon gemeinsam mit Testo verantwortlich für Spermaproduktion

Frauen

1.Zyklus: (Tag1-12) Ein folikel reif, der Östradiol synthetisiert. Dieses sorgt dann durch negative Rückkopplung für eine Inhibierung von LH. und FSH Ausschüttung durch Hypophyse.

->Somit werden in diesem Zyklus diese Hormone nur geringfügig freigesetzt

2.Zyklus:(Tag 12-15): Östradiolausschüttung erhöht sich stark und sorgt für positive Rückkopllung. LH und FSH Konzentration steigt stark an und sorgt für Freisetzung einer befruchtungsfähigen Eizelle. Der Follikel entwickelt sich zu einem Gelbkörper und beginnt progesteron zu produzieren

3.Zyklus(Tag16-28): Gebärmutterschleimhaut witd durch Östradiol und Progesteron auf die Einnistung vorbereitet, tritt dies nicht ein, wird die Schleimhaut abgestoßen

->Produziert 3 Polypeptide: Insulin, Glukagon, Somatostatin (60% pder Drüsenzellen produzieren aber Insulin=

->Die endokrinen Drüsenzellen formen sich in großen Gruppierungen von mehreren 1000 Drüsenzellen zu sog. Langerhans-Inseln. Diese befinden sich im exokrinen Drüsengebe, dass den Verdauungssaft synthetisiert

->Bsp. Mensch nimmt Glukose zu sich. Steigt Glukosegehalt im Blut schnell an und überschreitet Sollwert von 80-100mg auf 100ml Blut

->In Folge schüttet Bauchspeicheldrüse Insulin aus, welches Glukosekonzentration im Blut, also Blutzuckerspiegel reguliert.

->Es reguliert si, das es den Glukoseverbrauch fast aller Zellen erhöhrt und die Leber die Glukose in chemisch geänderter Form als Glykogen speichern lässt. Dazu veranlasst Insulin die Fettzellen zu erhähter Fettspeicherung, wofür eben auch Glukose benötigt wird

->Bsp sinkt der Blutzuckerspiegel zw. den Mahlzeiten unter den Sollwert:

->Wird Insulinproduktion inhibiert und Glukagon wird freigesetzt

->Glukagon befördert in der Leber die Umwandlung von Glykogen zurück in Glukose und kann bewirken das die Keben aus Aimnosäuren Glukose herstellt sobald die Glykogenspeicher leer sind

Somatostatin funktion noch nicht ganz geklärt, sicher jedoch das es eine hemmende Wirkung auf Hormondrüsen hat die Glukagon/Insulin produzieren und somit ebenfalls den Glukosespiegel mitreguliert.

->Hormondrüse die im vorderen BEreich des Halses einen Teil der Luftröhre umschließt

->setzt sich aus Follikeln zusammen, in denen diese Schilddrüsenhormone gespeichert sind

Wichtigsten Hormone

Trojidthyrin (T3)

Thyroxin (T4) - hat ein Jodatom mehr als T3

->Großteil der Schilddrüsenhromone wird erst außerhalb der Schilddrüse wirksam, da Thyorix dort ein Jodatom abspaltet und wieder zu Trijodthyron wird.

->Freisetzung beginnt mit Ausschüttung des hypothalmischen Hormons (TSH), welches bewirkt das die Schilddrüse Jod aus dem Blut aufnimmt um T3 und T4 herzustelllen

->T3 und T4 überwiegen für Regulation des Grundumsatzes im Körper zuständig -> sog. kalorische Wirkung

->es steigert die Eiwweißherstellung und sorgt gleichzeitg für Abbau von Fetten und Kohlenhydraten

->Schilddrüse ebenfalls an körperliche und geistigen Entwicklung und dem Knochenwachstum beteiligt

->Oberhalb der Nierenpole->Zwei Drüsen (Nebennieren)

->Setzen sich aus Nebennierenrinde und Nebennierenmark zusammen

->Nebennierenrinde dreischichtig, mit jew. unterschiedlichen Hormonen

1) innere Schicht-> bildet Androgene

2) mittlere Schicht -> bildet Glukokortikoide

3) äußerste Schicht -> bildet Mineralokortikoide

(Alle 3 zählen zu den Steroiden)

Glukokorikoid Kortisol

->Regulation des Immunsystems, Stoffwechsel, Stresserleben

->Freisetzung wird über hypothalamisch-hypophysäre Hormonsystem gesteuert

->Hypothalamus veranlasst durch Releasing-Hormon Kortikoliberin die Ausschüttung des adrenokortikotropen Hormons ACTH aus dem Hypophysenvordelappen , - welches die Kortisolfreisetzung reguliert

->Regelkreis schliesst sich dann durch negative Rückkopplung des Kortisols (auch an Hypothalamus und Hypophyse)

->Kortisol hat ähnliche Funktion wie Glukagon: es regt die Glukoseproduktion bei niedrigem Blutzucker an und stellt Zellbrennstoffe aus der Leber bereit

->Bei Stresserleben steigt CRH, ACTH und Kortisolkonzentration an

Typ1:

->tritt meist schon im Kinder- und Jugendalter ein

->Dysfunktion der Insulindrüsenzellen in der Bauchspeicheldrüse

=Regulierung meist du Injektion von Insulin und streng kontrollierte Kohlenhydratzufuhr

Typ2:

->tritt meist im Erwachsenenalter ein

->reduzierte Insulinsynthese oder eine Insulinresistenz der Zielgewebe

->Ist Hormonregelkreis des Insulins nicht intakt, erhöht sich der Blutzucker drastisch durch fehlende Aufnahme der anderen Zellen von Glukose (wodurch normalerweise insulin bewirkt wird)

->Drüberhinaus werden Fettdepots aufeglöst umd anstelle der Glukose als Energielieferant zu dienen

->Auch Körpereiweiße bauen sich ab da Insulin auch für deren Synthese zuständig ist

->Im gesamten kommt es zu schweren Störungen der Koglenhydrat,-Eiweiß und Fetthaushalte des Körpers

->Ebenso erhöhter Harndrang (Glukose geät ins Urin und erhöht die Gesamtharnmenge) und eine Übersäuerung des Blutes

-durch den Dysfunktionalen Fettstoffwechsel können langfristig Druchblutungsstörungen, Nierenversagen und Schädigung der peripheren Nerven entstehen

=Regulierung durch Kontrolle der Glukoseeinfuhr- und Bewegung(Durch den hohen Glukosebedarf kann der lukosegehalt im Blut gesenkt werden). Wenn das nicht ausreicht wird die Insulinausschüttung medikamentös in der Bauchspeicheldrüse gefördert

->zweithäufigste neurodegenerative Erkrangung mit motorischen psychischen Symptomen

3 von 4-> idiopathische Parkinsonkrankheit, eine ohne erkennbaren Auslöser eintretenden progredienten Form (zw. 50-60 J)

-> gibt auch andere genetisch bedingte und atypische Symptome die durch neurologische Erkrankung auftreten

Verlauf:

Frühsymptome: Riech-Schlafstörungen, kleine Handschrift

Dann-> typische motorische Symptome Badykinese bis Akinese (Verlangsamung bis Bewegungsarmut) , Rigor (Steifigkeit der Muskulatur), Tremor (Zittern), Defizite in Mimik, Gedächtnisdefizite, Probleme bei Aufmerksamkeitsfokussierung, psychische Veränderungen bis Depressionen

Symptome:

->Absterben der Nervenzellen in der Substantia nigra des Gehirns (Schwarze Substanz Kerngebiet im Mittelhirn für Grundfunktionen des motorischen Systems) und führt zu Degeneration des extrapyramindalen Systens insbesondere der Basalganglien.

->Durch Zellverluft Mangel an Dopamin mit Defiziten im cholinergen Signalsystem ->dadurch Bewegungseinschränlung

Behandlungsmethoden:

->Dopamingabe, tiefe Hirnstimulation bis zu Psycho- und Ergotherapie um LE vergleichbar mit Gesunden zu erreichen

Weitere neurodegenerative Erkrankungen

-Chorea Huntington und Lateralsklerose (ALS)

->Auch durch Absterben von Nervenzellen sind Hirnareale eingeschränkt und Atrophie der Skelettmuskulatur

Herzmuskulatur

->Besteht aus einkernigen Zellen, die durch Gap Junctions verbunden sind, über die sich die Erregung durch Ionenaustausch ausbreitet

->Herztätigkeit durch Schrittmacherzellen automatisiert, die selbständig Aktionspotenziale generieren und druch das vergetative NS (Sympa und Para) beeinflusst werden

Glatte Muskulatur

->Befindet sich an Wänden der Blutgefäße, Atemwege und Organe im Bauch-Beckenraum

->Besteht aus einkernigen Zellen, die durch Gap Junctions verbunden sind

->Erregung wird durch Schrittmacherzellen (Single-Unit-Typ) oder Synapsen (Multi-Untit-Typ) automatisiert und über Neurotransmitter moduliert

->Besitzen Rezeptoren für Transmitter und Hormone wie Acetylcholin, Katecholamine, Histamin, Serotonin

Quergestreifte Skelettmuskulatur

->das ausführende Element der Bewegung

->umfasst 650 Muskeln, 40% des Körpergewichts und 50-75% des Proteinanteils den Menschen

->Eigenschaften: Fähigkeit zur Erregbarkeit, Kontraktion, Dehnbarkeit, Elastizität(fähigkeit wieder in Ursprungsstellung zurück)

->nicht nur bei klassischer willkürlicher Bewegung, sondern bei Stabilisierung der Körperlage, Aufrechterhaltung der Körpertemperatur, Austausch mit Umwelt im Zuge der nonverbalen Kommunikation

->besteht aus vielkernigen Fasern die von Motoneuronen innerviert und in Form von motorischer Einheiten (Organisationsstrukur aus einem Motoneuron und allen von ihm innervierten Muskelfasern) organisiert sind

Einzelne Skelettmuskeln besitzen einen Muskelbauch aus:

->langgestreckten Muskelfasern (Muskelzellen)

->Bindegewebe

->Blutgefäße und Nervenzellen (Neuronen)

Umgeben von:

->kollagenhaltigem Bindegewebeband (Faszie) der Muskel in Form und Lage hölt

Äußerste Hülle:

->Epimysium - geht an Enden in die Sehnen über, die den Muskel mit Knochen verbinden und zur Übertragung des Muskelzugs auf den Knochen wichtig sind

Muskelfaser:

->Jede einzelne Faser ist eine Muskelzelle, mehrere cm lang und 0,01-0,1mm dick und von Zellmembran(Sarcolemm) umgeben.

->Mehrere Fasern bilden: Muskelfaserbündel (Faszikel) von mehreren cm und Druchmesser von 0,1-1mm

->kann nach elektrischer Erregung Kraft aufbauen

• im inneren der Muskelzellen liegen kontraktile Elemente (Myofibrillen 1nm durchmesser) die jeweils in Abschnitte unterteilt und durch Z-Scheiben getrannt werden

• Bereich von Z-Scheiben -> Sarkomer, enthält alle für die Kontraktion notwendigen Elemente. Mehr oder weniger stark lichtbrechende Bereiche führen im Mikroskop zu Hell-Dunkel-Bänderung, weshalb Muskeln als quergestreit bezeichnet werden

• Sarkomere: Bestehen aus parallel angeordneten Aktin- und Myosin-Filamenten, die den eigentl. kontraktilen Apparat bilden

• Innen liegende, dickere Myosin-Filamente sind mithilfe des Proteins Titin an den zwischen den Sarkomeren liegenden Z-Scheiben angeheften

• Außen liegende dünne Aktin-Filamnte binden Regulatorproteine wie Troponin mit Bindungsstellen für Ca2+ Ionen, die beim KOntraktionsstart wichtig sind

• Ankerproteine wie Dystrophin und Merosin verankern die Filamente an der extrazellulären Matrix (Grundsubstanz mit Bindegewebsfasern zum zusammenhalt der Zellen im Gewebe) und am Sarcolemm. -> SO kannd ei Muskelkraft auf die Sehnen und somit auf Muskel übertragen werden

-

Nur aktiv myosin

>unterschiedlich groß (Molekulargewicht zwischen 40 und 4.000 Kilodalton kDA)

->Bei versch. Erbkrankheiten führen Gendefekte und Mangel an Muskelproteinen zu Muskelschwäche/schwund: Bei der Gruppe der Muskeldystrophien bei denen Mutationen in Dystrophin, Myotilin, Sarcoglykan, Titin und anderen zu finden sind

Wichtige Muskelproteine:

• basiert auf Kontrakton der Sarkomere

  ->Aktin- und Myosin Filamente werden unter Aufwendung von ATP inaeinandergeschoben (Kontraktion) und passiv wieder auseinandergezogen (Entspannung) (deshalb werden kontraktile Elemente häufig Minimotoren bezeichnet)

  ——(ist im Filamentmechanismus von Andre F. Huxley, JEan Hanson und Rolf Niedergerke beschrieben)

  ->Für Kontraktion wird Adenosintriphosphat (ATP) als Energieträger benötigt, das an Myosin bildet. Sobald ATP gespalten wird, lagern sich die Myosinknöpfchen mit einer Kippbewegung an die Aktin-Filamente und schieben sich so vorwärts (sog. Ruderschläge des Myosins)

  ->Wenn Myosinknöpfchen vom Aktin-Filament wieder lösen, gleiten die Myosin- und Aktin-Filamete auseinander und der Muskel erschlafft

• Neben ATP auch Ca2+ Ionen für Muskelkontraktion benötigt

  ->Bei erschlafften Muskel wird Calcoum im sarcoplamatischen Reticulum (SR), einem Tubulinnetzwerk gespeicher.

  ->Nach Eintreffen eines Aktionspotenzials zur Stimulation der KOntraktion werden in der Membran Ca2+ Ionenkanäle des sarcoplamatischen Reticulums geöffnet und Ca2+Ionen in das Zellinnere ausgeschüttet, die an der Troponin-Komplex binde.

  ->so wird das neuronale Signal auf die kontraktilen Elemente (Sarkomere) übertrage und Kontraktion wird eingeleitet.

  ->Am Ende des Aktionspotenzials werden Ca2+Ionen zurück ins sarcoplasmatische Reticulum gepumpt und der Muskelfaser erschlafft wieder.

• Dehnbarkeit der Muskeln

  ->beruht auf Titin (Connectin), dem größten Protein das aus 34k Aminosäuren besteht mit Molekulargewicht von 3,6Megadalton (MDa).

  ->sehr elastische Protein im A-BAnd des Sarkomers am Myosin-Filament angelagert und wichtig für dessen Position

  ->Im I-Band ist Titin bis zu 10Fach dehnbar, wie ein Gummiband un bringt de kontraktilen Apparat nach der Dehnung wieder in den Ruhezustand zurück

  ->Damit Musken bei der Dehnung nicht auseinanderfallen werden sie von Faszien in Form gehalten

Tonus= Jede Muskel(faser) hat eine gewisse Länge und Spannung die bei Kontrkatiion ggü Ruhestellung verändert wird

3 Formen der Kontraktion

isotonische Kontraktion (lat. iso->gleich)

->Spannung bleibt gleich und die Muskellänge wird verlürzt

Bsp: Anheben eines Gewichts

isometrische Kontraktion

->Muskellänge bleibt gleich und Muskelspannung verändert sich

Bsp:Haltarbeit, festhalten eines Gegenstandes mit ausgestrecktem Arm

auxotone Kontraktion

->beide Parameter ändern sich gleichzeitig

Bei vielen Bewegungsabläufen

Andere Form:

Unterstützungskontraktion

->erst erfolgt eine isometrische, anschließend isotonische oder auxotone Kontraktion (zb. Gewichtheben)

Anschlagkontraktion

->es erfolgen der Reihe nach isotonische, auxotone und isometrische Kontraktion (z.b Boxen gegen fixierten Sandsack)

intermuskuläre Kontraktion:

->Zusammenspiel der einzelnen Muskeln um Bewegung zu ermöglichen

Bsp: Es kann sich ein Muskel durch kontraktion beugen oder strecken (agonist) für die gegenläufige Bewegung st aber weiterer Muskeln notwendig (Antagonist). Wird ein Beugemuskel verkürzt(angespannt) so wird gleichzeitig der korrespondierende Streckmuskel gedehnt (entspannt)

-wichtig Totenstarre und wie atp Energieträger ist

->Kontraktion ist abhängig vom Energieumsatz im Muskel

Energie durch Spaltung des chemischen Energieträgers ATP

->ATP (Adenosintriphosphat) wird in ADP (Adenosindiphosphat) gespalten und die Energie in mechanische Arbeit umgewandelt

->Bei optimalen Bedingungen Wirkungsgrad bei 40-50%, Rest wird in Wärme umgewandelt die zur Aufrechterhaltung der Körpertemperatur beiträgt

ATP

-begrenzt und muss stets neu generiert werden. Durch aerobe und aerobe Mechanismen zur Energiegewinnung.

->Aerobe Oxidation von Glucose: Abbau von Glucose zu Pyruvat und nachfolgend Co2 und H20) ->bestimmt die Dauerleistungsfähigkeit und wird bei körperlicher Belastung wie Mittelstreckenlauf oder Judo genutzt. Hier zusätzlich die Aerobe Oxidation von Triglyceriden->Fettsäureabbau zu Co2 und H20.

->spaltung von Keratinphosphat (CrP)->bei kurzzeitiger Höchstleitung (Weitsprung/Sprint)

->anaerobe Glykolsyse->Glucoseabbau zu Pyruvat und nachfolgend zu Milchsäure(Laktat) ->Laktat sammelt sich in Zellplasma und Blut an(metabolische Azidose) und weil dieses nicht schnell genug abtransportiert werden kann, kommt es im Laufe der Zeit zur Ermüdung des Muskels -> bei längerfristiger Höchstleistung (streckenlauf)

ATP Mangel-> Muskel erstarrt und es kommt zur Dauerverkürzung wie auch bei der Totenstarre.

->infolge von Traning, Überlastung, Verletzung oder aufgrund erblicher Faktoren

->ungwohnte/übermäßige Belastung: nach 24-48h Muskelkater, dadurchh feine Risse (Mikroläsionen) der überlasteten Muskelfasern. ->Führt zu lokal begrenzten Entzündungen mit Wassereinlagerung und verminderter Druchblututg, was duch freigestetzte Mediatoren zu schmerzen führt.

->Magnesium zum Abklingen? ->umstritten . Muskelmassage als effektivste Methode diskutiert.

->Muskelkrampf: wird durch hochfrequente repetitve Kontraktionen verursacht, die zum anhaltenden Tetanus (Spannung) führt. -> Ursachen können Überanstrengungen oder Ca2+ Mangel sein.-> Aufgrund von mangelnder Durchblutung und verminderter Sauerstoffversorgung mit Ansäureung des Muskelgewebes durch Laktanansammlung werden Nozirezeptoren angeregtdie Schmerzen verursachen.

—-> Beruht Energiegewinnung überwiegend auf anaerober Glykolyse, kann dies zu metabolischen Azidose (Ansäuerung des Blutes) mit Ansammlung von Laktat führen ->dadurch Muskelermüdung mit abnehmender Muskelkraft - dadurch wird die willkürliche Erregung vom ZNS reduziert um Muskel zu schonen

Nach Verletzung:

->Muskelstammzellen tragen mit Zellteilung zur Bildung neuer Muskelzellen bei.

->Kraft im Muskel kann durch körperliches Training gesteigert werden, bei dem die Dicke der Muskelfasern zunimmt.

->Extremes Krafttraining->Muskelhypertrophie - extreme Zunahme des Duchmessers jener Muskelfasern, die mehr Muskelfibrillen enthalten und zu kräftigeren Kontraktionen fäig sind.

Ruhigstellung des Muskels:

->sog. Denervierung - vermehrter Proteinabbau durch Extremdiät oder Anorexie

->Im Alter-> leichte Muskelatrophie (Muskelabbau) - Muskelfibrillen gehen zugrunde und die Größe der Muskelfasern schrumpft.

->Muskeldystrophie-> genetisch bedingte Erkrankung, die mit Veränderungen der Muskelproteine und dem Untergang der Muskelfasern einhergeht.

Erregbarkeit der Muskelfasern ->Basis der Muskelkontraktion

->Muskelfaser in Motoneuronen innerviert, deren Aktionspotenziale über die motorische Endplatte auf die Muskelfaser übertragen werden und so zur interzellulären Verschiebung von Aktin- und Myosin-Filamenten und folglich zur Kontraktion der Muskelfaser führen.

->elektromechanische Kopplung: Zusammenspiel von elektrischem Reiz durch die Motoneuronen und der Kontraktion der Muskelfasern

Motorische Einheit = Bilden das Motoneuron und die versorgten Muskelfasern

Somatische Motoneuronen (alpha Motoneuronen,motorische Nerven

=Neronen die einen Skelettmuskel zur Kontraktion anregen

->sind Nervenzellen aus: Zellkörper, Fortsätzen (Dendriten) und Axon

->Axon reich von motorischen Vorderhornzellen des Rückenmarks bid zum inervierten Muskel

->sind damit Teil des efferenten Nervensystems und erhalten über ihre Dendriten synaptische Zuflüsse von höher gelegenden Zentren der Motoriksteuerung

Aktionspotenzial:

->Die erregenden (exzitatorischen) und hemmenden (inhibitorischen) Reize werden gesammelt und führen am Axonhügel des Motoneurons zum Auslösen eines Aktionspotenzials

->Motoneuron ist in verschiedene Kollaterale aufgespaltet, also können mehrere Muskelfasern innerhalb eines Muskels gleichzeitig von einem Motoneuron angeregt werden.

->Aktionspotenzial in der Muskelfaser breitet sich mit 3-5m/S in der Muskelfaser aus

->Aktionespotenzial in der Muskelfasermembran führt zum Einstrom von Ca2+ Ionen aus dem sarcoplasmatischen Reticulum ins Zellinnere und leitet die Kontraktion ein

->je geringer Anzahl von Muskelfasern in der motorischen Einheit, desto kleiner ist auch die Kraft

->Größere Muskeln (Arme, Beine, Kaumuskel, Schläfe) koppelt ein Motoneuron bis zu tausend Muskelfasern

->Kleinere Muslen (Augenpositionsmuskeln) 1:1 Kopplung

->Hier erfolgt Erregunsübertragung vom Axon des Motoneurons auf die Muskelfaser.

=mE ist eine neuromuskuläre Synapse zwischen Motoneuron und Skelettmuskelfaser

Aufbau ähnlich zu chemischer Synapse:

->präsynaptische Membran der mE (Axonende des Motoneurons) ist von postsynaptischen (subsynaptischen) Seite (Muskelzelle) durch den synaptischen Spalt getrennt.

->postsynaptische Seite: Teil der Muskelzellmembran (Sarkolemm), die durch Einfaltungen eine stark vergrößerte Oberfläche aufweist und mit 30-40 Mio Acetylcholinrezeptoren aus der Klasse der N(nikotinergen)-Cholinrezeptoren besetzt ist

->Signalübertragung der Synapse mithilfe des Neurotransmitters Acetylcholin (ACh).

->Aktivierung der Skelettmuskel über neuromuskuläre Synapse steht im Gegensatz zu Aktivierung der glatten und der Herzmuskeln, da deren Muskelfasern über Gap Junctions elektrisch gekoppelt sind.

Hemmung

Hemmung der synpatischen Signalübertragung kann durch Gifte und pharmazeutische Wirkstoffe beeinflusst werden, was zu Muskelschwäche und Lähmung führt.

Botulinumtoxin (Botos): hemmt die Vesikelentleerung und das alpha-Bungarotovin der Kobra die Öffnung der Ionenkanäle

südamerik. Pfeilgift “Curare”: blockiert ACh-Bindung und damit die Muskelkontraktion

->Cureähnliche Substanzen verdrängen ACh-Rezeptor und werden in Medizin als Muskelrelaxans eingesetzt

->Cholinesterase-Hemmer und ACh-ähnliche Substanzen bei Alzheimer

Aktivierung

->ACh-Rezeptoren jlnnen durch Nikotin oder nikotinerge Substanzen wie Coniin (Schierlingspflanze) und Alkaloid Cystin (Goldregen) aktiviert werden. Bei höherer Dosis-> Atemlähmung und Herzstillstand

Erkrangungen wo ACh-Rezeptoren betroffen sind:

->Muskelschwäche Myasthenia gravis: Körper bildet bloci´kierende Autoantikörper gegen ACh-Rezeptoren wodurch die Reizübertragung von Motoneuron auf Muskelfasern gestört ist.

-wichtig

->Calcium entscheidende Rollen, dass infolge eines Aktionspotenzials in das Zellplasma einströmt und das Gleiten der Aktin-Myosin-Filamente zur Kontraktion einleitet.

3 Schritte:

1.Aktionspotenzial

2.Einstrom von Ca2+ Ionen ins Zellinnere und Bindung an Aktin-Myosin Komplex im Sarkomer

3.Muskelfaserkontraktion

->Einzelreiz leitet immer die maximale Ca2+-Ausschüttung ein und damit eine maximale Einzelzuckung der Muskelfaser (Alles-Oder-nichts)

->Dauer der Einzelzuckung etwa 100 mal länger als die Dauer des Aktionspotenzials (1-2ms)

->Stärke der Muskelaktivität (Kraft) hängt davon ab, wie viele Muskelfasern gleichzeitig aktiviert (“rekrutiert”) werden und wie hoch die Erregungsfrequenz ist

Langsam kontrahierende Fasern (Typ1, ST_Fasern, Slow-Twitch Fasern) -> haben hohen Myoglobingehalt zur Sauerstoffversorgung und ermüden weniger schnell ->ausgelegt für Dauerleistungen wie Haltearbeit in der Rückenmuskulatur (auch rote Muskeln)

Schnell kontrahierende Muskelfasern -> (Typ2, FT-Fasern, Fast-Twitch Fasern) ->habe niedrigen Myoglobingehalt. zeigen hohe Kontraktionsgeschwindigkeit ->bsp in Augenmuskeln (auch weiße Muskeln wegen schnell)

Muskeln mit Frquenz von 5Hz-> führen zu einzelnen Kontraktionen der Muskelfasern und ergeben aufsummiert die Grundspannung des Muskels (-> Muskeltonus) bspw. im Schlaf

Muskeln mit Frequenz 50-100Hz) -> entsteht unvollständiger Tetanus mit normaler Muskelkontraktion -> aktives Anheben des Armes, Aufrechterhaltung der Körperstellung auch bei leichter Muskeltonus notwendig. Auch Klavierspielen nur bei geringem Muskeltonus

->steigt die Kontraktonsfrequenz, sodass Einzelkontraktionen nicht mehr zu unterscheiden sind, kommt es zu anhaltender Muskelspannung (vollständiger Tetanus) wodurch Skelettmuskel maximale Kraft entwickelt wie schwere Gegenstände anheben.

->steigt auch bei geistiger Arbeit oder psychischen Belastung (Stress) wodurch Entspannungstechniken, EMG-Biofeedback oder Muskelrelaxantien zur verringerung des Muskeltonus beitragen

Tetanustoxin:

->vom Bakterium Clostridium und sorgt für Wundstarrkrampf (tetanus) mit spastischen Lähmungen.

->Gelangt dieser über eine Wunde in den Körper, kann es über Axone zum Rückenmark gelangen und Steurung der Motoneuronen aussschalten, was zur Dauererregung und Anspannung der betroffenen Muskelfasern führt

Rigor:

-> erhöhter Muskeltonus

->unterschied zu Tetanus: nicht diurch vermehrte Aktionspotenziale, sondern durch lokale Dauerposition ausgelöst, die auf erhöhten extrazellulären K+-Ionenkonzentration ofrt bsp. durch Koffein hervorgerrufenen Ca2+Ionen Freisetzung beruht.

->Rigor Hauptsymptom der Parkinsonkrankheit und oft durch Dopaminmangel ausgelöst

->Damit Bewegeungen seuerbar sind, müssen Infos über Zustand des Muskles ins ZNS geleitet werden

->Stellungssinn der Tiefenstabilität (Propriozeption) ist fpr Ingos über Stellung der Muskeln, Gelenken Einzelbewegung und externe Bedingungen (größe Gewicht des zu hebenden Gegenstandes) verantwortlich

->Durch ständige Rückkopplung und Anpassung der Bewegungsabläufe an die herrschenden Bedingungen sind flüssige Bewegungen bei Gehen/Schreiben erst möglich.

Übermittlung der Infos erfolgt durch Afferenzen (Fasern die dem ZNS Infos zu teilen). Ziehen vom Muskelbereich in das Rückenmark. Weiterleitung erfolgt von dort ins Gehirn wo bspw. im Kleinhirn die Kommandos zur Anpassung der BEwegung an geänderte Bedingungen stattfinden.

3 Arten von Propriorezeptoren (Sensoren der Tiefenstabilität)

1-Muskelspindeln - Bestimmung der Muskeldehnung

2-Golgi-Sehnenorgane - Bestimmung der Muskelspannung

3- Ruffini-Körperchen - Bestimmung der Dehnung der Gelenke

(ich lasse die detaillierte Beschreibung hier aus weil es eh nicht dran kommt)

->dafür motorische Tentren des ZNS verantwortlich

->umfassen subkortikale Motivationsareale, assoziativen Kortex, Hirnstamm, Rückenmark u.weitere

->Aufgaben: Erstellen des Bewegungsplans, Unterstüzung von Reflexen, Kontrole der Ziel- und Stützmotorik, Regulation von Muskellänge- und Spannung.

Einteilung von Bewegungen:

instinktiv -> Reaktionen, die durhc Schlüsselreize ausgelöst und ungeachtet der Konsequenzen, ohne Aufmerksamkeit und Lernen aktiviert sind. Kann bei Menschen Mimik sein (kanna ber z.T auch erlernt sein)

geplant -> zukunfsorientierte Bewegungen der Ausführung

unwillkürlich-> ungewollt, zb. Sehnenreflex

willkürlich -> gewollt, zb. der aufrechte Gang

spinale Steuerung

höhere Steuerung

nach Funkrion

->unterteilte in Skala

->heute noch gültig, obwohl klat ist das die motorischen Zentren parallel uund miteinander verzahnt arbeiten

->dabei motorische Reaktionen und Bewegungen ständig auf Rückkopplung aus den verschiedenen sensorischn Systemen angewiesen ->Sensomotorik (zusammenspiel motorischer und sensorischer Leistungen)

Bsp: Brust- und Atemmuskulatur für Beteiligung mehrerer Steuerungskomponenten:

->Atmung gilt als autonome Grundfunktion des Körpers, die zentral gesteuert und druch inspiratorische und exspiratorische Nerven als Rhytmusgeber unterhalten wird. Atmung wird im Atemzentrum des Hirnstamms entsprechend CO2 Gehalt, ph-Wert und Sauerstoffgehalt des Blutes und hormonellen Signalen reguliert. Auch psychische Faktoren wie Freude, Angst, hormonelle Veränderungen (zb.Adrenalinausschüttung) können atmung beeeinflussen.

->Atemreize aus Peripherie ebenfalls modulierend und eine willentliche Beeinflusung ist ebenfalls möglich

Kontrolle der Spinalen Motorik:

->erfolgt über LEitungsbahnen des Rückenmarks und führt zu den Reflexen

->(abgel. von lat. Dorn/Spitze) ->liegt in den Dornfortsätzen der Wirbelkörper im Rückenmark

->Rückenmark als Zentrum der Verschaltung zwischen Peripherie (Muskel) und dem Gehirn

->In Peripherie werden über Sensoren Zeize aufgenommen und über Rückenmark in sensible Bahnen ins Gehirn geleitet. In entgegengesetzter Richtung werdeb vom Gehirn Signale zur Steuerung an den Muskel gesendet

->Reflexe laufen über definierte Schaltwege ab (Reflexbogen) <- besteht aus sensorischer Rezeptr, Afferenz, ZNS, Efferenz, Effektor.

->aktivierende und hemmende Signale tragen zur Regulation bei. Je mehr Synapsen beteiligz, desto Stäker der Einfluss auf Signale.

->wegen sensorischer Komponente werden spinale Reflexe nicht mehr als stereotype Bewegungen bezeichnet, sondern Haltungs- und Bewegungsmuster die weitgehend unabhängig von Gehirn ausgeführt werden

Bsp:

->monosynaptischer Kniesehnenreflex und polysynaptischer Flexor-oder Beugereflex (=Dehnungsreflex der Muskelspindeln)

->Schreckreflex - wird auf plötzlich starke visuelle, akustische taktile Reize ausgelöst und führt zu einem schnellen Zusammenzucken, Lidschluss und gesteigeter Herzfrequenz

->durch Gehirn - die supraspinalen Zentren reguliert und umfasst die Stütz- und Willkürmotorik.

Unterscheidung:

Stützmotorik:

->Zur Steuerung von Haltung und Stellung unseres Körpers im Raum

->hauptsächlich vom Hirnstamm kontrolliert und funktioniert id.r. unwillkürlich. Gleichgewichtsorgang spiel aber große Rolle

Zielmotorik:

->zur Steuerung zielgerichteter/willentlicher Bewegungen

->hauptsächlich von Motorkortex, Kleinhirn und Basalganglien kontrolliert.

->In den subkortikalen Motivationsarealen und im assoziativen Kortex werden Handlungsantriebe und Bewegungsentwürfe generiert, die nach Kontrolle durch den primärmotorischen Kortex in Bewegungsprogramme umgesetzt werden

->Beide nicht ganz unabhängig voneinander

Bsp: willkürliche Laufen setzt aufrechten Gang voraus was von Stützmotorik unterstützt wird.

->hierzu liefern Muskelspindeln und Golgi-Sehnenapparat Informationen über Stellung der Körperteile und ermöglichen so die Korrekktur der Bewegung.

->Auch Sinne wie Tastsinnn sind auf die motorische Aktivität (zb. Finger angewiesen)

->Beschreibt wie Emotionalität und Persönlichkeitsstruktur die Bewegung und Ausdrucksverhalten beeinflussen und welche Rolle sie bei kindlicher Entwicklung spieln (Bewegungstherapie, Motopädagogik)

->Es folgen emotionale Ausdrcuksformen einem Reaktionsmuster mit Beteilligung der Muskulatur

Unterscheidung in Gestik/Mimik

Gestik:

->durch Kopf-Atm und Beinmuskulatur

Mimik:

->Kontraktion der mimischen Muskulatur, die Teil der Kopfmuskulatur ist und zur Bewegung der Haut führt

->Mimik gehört zum instinktiven Verhalten, ist aber auch willentlich beeinflussbar und zählt auch zur psychomotorischen Komponente des Schmerzes

Erkrankungen mit Störungen der Psychomototik

-Parkinson (fähigkeit zur Mimik reduziert)

-Depression

-Manie

-ADHS

-motorische Unruhe

->verläuft in den motorischen Zentren. Vom Rückenmark bis Gehirn verteilt und sind über neuronale Bahnen miteinander verschaltet

->Axone der an den Muskelfasern liegenden Motoneruonen reichen von motorischen Vorderhornzellen des Rpckenmarks bis zu innervierten Muskeln

->Motoneuronen erhalten über Dendriten synaptische Zuflüsse von höher liegenden Zentrn.

->erregende (exzitatorische) und hemmende ( inhibitorische) Reize werden gesammelt und führen am Axonende (Hügel) des Motoneurons zum Auslösen eines Aktionspotenzials und Erregung der Muskelfaser

->Unterscheidung zw.

• Spinalmotorik - Bewegungskoord. auf Rückenmarksebene (Reflexe)

• Höhere Motorik - Bewegungskoord. der Stütz- und Zielmotorik auf Ebene des Gehirns

->Für Gleichgewicht und Körperstellung mit willkürlichen Bewegungen. ->Wird vom Gehirn gesteuert und gehört zur höheren Motorik

->Bewegungsprogramm wird im prämotorischen Kortex des Gehirns entwickelt und mit Hirnstamm. Basalganglien und Kleinhirn abgestimmt und danach zum Motorkortex weitergeleitet

->im Motorkortex wird der Befehl für Bewegung erteilt und die Information über absteigende Pyramidenbahn an Mtoneuronen an den Muskeln geleitet, die so zur KOntraktion gebracht werden.

->Bei ausführung einer Bewegung zeigt sich erst gesteigerte Aktivitöt in den mtorischen Kortexarealen, die dann in eine Aktivität der Basalganglienbereiche übergeht bevor es zur tatsächlichen Bewegung kommt.

Beteiligt an

->Regulation der Stützmotorik (Hirnstamm & Kleinhirn)

->Zielmotorik (Basalganglien, Kleinhirn und Motorkortex)

Drei Bereiche der motorischen Zentren:

1) extra-pyramidale Zentren (Hirnstamm, Kleinhirn, Basalganglien)

2)motorische Kortexareale

3)Pyramidenbahn

->erbliche Erkrankung

->Degeneration der GABA-erger Neuronen und wiedeholte DNA-Abschnitte im Huntintin-Gen

->Anfang der Krankheit: depressive Verstimmungen, Aufmerksamkeitsschwankungen, Hemmungslosigkeit und später Bewegungsstörungen

->wird heute als “Veitstanz” bezeichnet, da im Mittealter die unwirschen Bewegungen als Tanz zu Ehren der Heilgen Veit interpretiert wurden

->Auch ADHS und Tic-Störungen sind durch Defizite in Basalzellen asooziiert

->In Großhirnrinde durch primär und skundarmotorischer Kortex abgebildet ->höchste Funktionsebene der Motorik

->Aufgabe des Motorkortex: Steuerung der willkürlichen Bewegungen

->Gibt nach Bewegungsentwurf im Großhirn und Kontrolle druch Kleinhirn und Basalganglien schließlich die Befehle zur Bewegung.

->vom primärmotorischen Kortex ausgehend werden BEfehle über die Neuronen des Rückenmarks und Pyramidenbahnen zu den beteiligten Muskeln gesendet

->innerhalb des sekundärmotorischen ist der prämotorische Kortex an Steuerung der Muskeln des Rumpfbereichs, der supplementör motorische Kortex am Erlernen von Bewegungsfolgen beteiligt.

->Schnellste, dicke efferente motorische Bahn des Rückemarks.

->Zieht ins Rückenmark und gibt (mit oder ohne Interneuronen verschaltet), die Information an die alpha-Motoneuronen und damit an die Muskeln weiter

->Dabei überkreuzen sich 85% der Fasern im unteren Bereich der Medulla oblongata ->sog. Pyramidenkreuzung (Überkreuzung der absteigenden Pyramidenbagn am kaudalen (unteren Teil) des Gehirns. Die ungekreuzten wechseln erst im Rückenmark auf die Gegenseite

->Beteiligt an Steuerung der Extremitätenmuskulatur und bestimmt insbesondere die Feinmotorik der Hände und Finger.

->Motorische Ausfälle infolge eines Schlaganfalls: treten aufgrund der Pyramidenkreuzugn häufig an Gegenseite der geschädigten Hirnhälfte auf

->Babys: Pyramidenbahn erst nach 2.LJ ausgebildet, weswegen Säuglinge unter 1 Jahr noch keine feinmotorischen Bewegungen ausführen ->sie bezieheen den primitiven Greifreflex des Fußes (Babinski-Reflex), der beim ausgereiften Pyramidenreflex ausgereift ist.

• dient jedoch in Neurologie als Diagnosetest bezüglich einer Schädigung der Pyramidenbahn - hier zunächst Störung der Feinmotorik aufgrund von Lähmung der Extremitätenmuskulatur, wbei grobe BEwegungen mit gesamter Extremität noch möglich sind. - nach einiger Zeit tritt Spastik auf (tonuserhöhung die unfunktionelle Haltungen zwingt) die möglicherweise durch fehlende Hemmung spinaler Motoneuronen ausgelöst wird.

Intentionen (Absichten) = kognitive Handlungsrepräsentationen

->zur realisierung muss Handlungsplanung rückwärts vom Ziel zur Intention verlaufen.

->Damit Handlungen genau an Umwelt angepasst werden, müssen Umweltsmerkmale wahrgenommen und dazu motorische und sensorische Informationen verarbeitet werden

Common-Coding-Modell (Prinz 1990)

->stellt dar wie Reize in kognitive Strukturen umgesetzt werden

->es wird ausgegangen, dass es für Wahrnehmung und Handlung eine gemeinsame Repräsentation gibt und die Beobachtung eines Ereignisses eine Reaktion hervorruft.

->Wahrnehmung bekannter Merkmale vereinfacht die Handlungssteuerung

Im Skript.

Apraxie:

->unfähigkeit, trotz intakter motorischer Funktion und ausreichender Auffassungsgabe willkürliche, zielgerichtete Bewegungen auszuführen. d.h. Verlust der zielgerichetten HAndlungsfähigkeit ihne Tremor, Lähmung, Schwäche oder sonstige motorische sensorische Störung

->Betrifft die Bewegungsplanung und Bewegungsablauf. ZEigt sich typw. beim Greifen zum Gegenstand oder Schneiden mit Schere. Körper und Objekt könnne nicht unterschieden werden sodass zb. Finger statt Schlüssek ins Schloss gesteckt wird

->Ursache: oft linkshemisphärischer Schlaganfall, bei denen Leitungswege in Bereichen gestört sind, die Hirnregionen miteinander verbdinden bspw. im corpus collosum (balken)

->Ursache2: bei neurodegenerativen Erkrankungen wie Parkinson, Alzheimer und progressive supranukleäre Blickparese (PSP, ein Basalgangliendefekt)

Klassifizierung von Apraxien:

Nach Liepmann:

1)motorische (ideomotorische und ideatorische)

->sprachdominante (meist linke) Gehirnhälfte geschädigt und zielgerichtete Bewegung ist gestört

->bei ideomotorischer: weiß Patient zwar was er tun soll, weil aber nicht wie er es ausführen soll

->bei ideatorischer: weiß Patient nicht was er tun soll, weil er Einzelbewegungen nicht zusammensetzen kann

2)visuell-konstruktive

->Schädigung meist auf nicht-sprachdominanter Seite und Wahnehmung des Patienten ist gestört

->Patienten können zb. zwei- oder dreidimensionale Konstruktionen oft nicht erkennen und zuordnen

->Mensch besteht aus ca. 60 Billionen (60x10^12) Zellen

Im Zellkern ist das genetische Material:

->Desoxyribonukleinsäure (DNS,eng:DNA)

->ist in Form von Chromosomen verpackt und enthält Gesamtheit der Gene einer Indivisuums (Genom) ->liefern Bauplan der Tellen und regeln die Bildung von Proteinen für Zellaufbau und Funktion

(->James Watson Entdecker der DNA (2000 ist Entschlüssenlung der DNA meilenstein)

->Methode zur Bestimmung der Nukleotid-/Basenabfolge der DNA innerhalb weniger sekunden und kostengünstig

->nur 2% der DNA-Sequenzen codieren für Proteine, großteil hat regulatorische Funktionen

->es gibt verschiedene Varianten von Genen (Polymorphismen) ->welche die untersch. Phänotypen bestimmen

Persönlichkeitsmerkmale mit Gene assoziierung:

Angst -> Serotonin-Transporter-Gen

ADS -> Dopamin-D4-Rezeptorgen

->Zellkern der somatischenZellen (Körperzellen) bestizt 23 Chromosomenpaare:

22 Autosomen

+ein X und ein Y bei Mann

+2X bei Frau

->jedes Gen doppelt, eins von Mutter eins von Vater

“Doppelter Chromosomensatz sog. Diploid”

->Kerne der Ei und Samenzellen (Gameten) besitzen nur den einfachen Chromosomensatz sog. Haploid und werden bei Befruchtung durch Verschmelzung in der Zygote (diploide zelle) kombiniert.

Y Chromosom: Enthält das Gen SRY(sex-determining region Y) ->ist ein geschlechtsbestimmendes Gen. (in den ersten funf Wochen entscheidet sich ob Fötus Hoden oder Ovarien bildet)

Defekt im SRY-Gen: Swyer-Syndrom ->Patienten haben trotz männlichen Genotyps einen weiblichen Phänotyp

Jede Zelle zwei Grundformen von Nukleinsäuren:

1)Desoxyribonukleinsäure

2)Ribonukleinsäure (RNS eng. RNA)

->DNA ist eine Nukleinsäure, die aus linearer Kette von Nukleotiden gebildet wird und im Zellkern als Doppelstrang vorliegt

->Jedes Nukleotid besteht aus Base, Zucker (Desoxyribose) und Phosphatrest

->DNA ist abschnittweise um Histone (basische,positiv geladene Histonproteine) gewickelt, wodurch sich ein Muster wie Perlen an einer verdrillten Kette bildet

->Komplex aus DNA und Histon bildet -> Nukleosomen

Nukleosomen:

->bestehen aus jeweils einem Histon um das herum jew. 146 Basenpaare der negativ geladenen DNA aufgewickelt sind

—> nur so kann die zwei Meter lange limeare DNA jeder Zelle im Zellkern (5nm durchmesser) Platz finden

->Gesamtheit von DNA, Histonen und weiteren relev. Strukturproteine wird Chromatin genannt. Dichtgepackte DNA wird Heterochromatin genannt

->Damit Gene abgelesen (exprimiert) werden können und DNA bei Zellteilung verdoppelt werden kann, muss die betroffene Stelle der DNA aufgewunden werden, was als Euchromatin bezeichnet wird

4 Verschiedene Nukleotide die sich in Basen unterscheiden:

1)Adenin (Nukleotid Desoxyadenosinmonophosphat)

2)Guanin (Nukleotid Desoxyguanosinmonophosphat)

3)Cytosin (Nukleotid Desoxycytidinmonophosphat)

4)Thymin (Nukleotid Desoxythymidinmonophosphat)

=hierdurch ergeben sich Buchstaben des genetischen codes, deren Aneinanderreihung die DNA-Sequenz bilden.

DNA-Doppelstrang, sog. Doppelhelix:

->es liegen sich jw. zwei Basen (TundA. Cund G) gegenüber und sind über Wasserstoffbrücken verbunden

->innerhalb der DNA-Sequenz steht jew. eine Triplett-Abfolge der Nukleotiden (Codon) für eine Aminosäure, die bei der Proteinsynthese eingebaut wird. (zb. für Alanin codiert GCG)

—>Variationsmöglichkeiten jweils an 3. Position des Tripletts (zb kan Alanin GCA, GCC, GCT codiert sein

->Neben Aminosäuren auch Start- und Stoppsequenzen des Syntheseprozesses codiert, damit dieser geordnet ablaufen kann

Statt Nukleotidabfolge kann man auch Basenabfolge sagen

Gene = definierte Sequenzen

Menschliches Genom:

->umfassr 3 Mrd. Nukleotide (oder auch 3x10^9 Basenpaare)

• von denen bisher nur etwa 2% als codierende Gene entschlüsselt (d.h. Gene die in der Proteinsynthese in Proteine umgesetzt werden)

• übringe Gene sind nicht-codierende Gene, die regulatorische oder bisher unbekannte Funktionen bestizen.

• Entschlüsselung des menschl Genoms durch Sequenzierung war ein Meilenstein. Viele Proteine allerdingd aus verschiedenen Aminosäureketten, die durch untersch. Gene codiert werden, bspw. Nasengröße oder psychische Merkmale

• Expression häufig durch Umwelt beeinflusst:

  ->mathebegabung zb. duch Genom bestimmt, Ausbildung jedoch von LErnprozessen und Sinneseindrücken der Umwelt beeinflusst

  
  

  =Somit deutlich: Bestimmung der Gensequenzen war ein Erfolg, die Zuordnung aller Sequenzen zu Proteinen jedoch noch eine zu meisternde Herausforderung.

->Umsetzung der in DNA gespeicherten Information in Aminosäuren

Zwei Schritte:

1)Transkription (umschreiben der DNA in messenger RNA -> mRNA)

2)Translation (Verknüpffung von Aminosäuren zur Bildung von Peptiden und Proteinen)

2.Schritt der Genexpression

-übersetzen der mRNA-Sequenz anhand der genetischen Codes in der Aminosäurekette

->mRNA wird über Kernporen in das Zytoplasma der Zelle transportiert, wo Translation an einem Ribosom erfolgt

Ribosom-> Makromolekülkomplex aus ribosomaler RNA (rRNA) und Proteinen

->Ribosom enthält Bindungsstellen für tRNA-Moleküle (transfer-RNA), die jeweils eine Aminosäure antransportieren und dafür sorgen, dass diese entsprechend der MAtrize in der Reihenfolge der Codosn (Nukleotid-Tripletts) aneinanderhängt

->Im Anschluss werden an manche Proteine noch im Golgi-Apparat (membransystem in der Zelle) Zuckerreste angehängt (Glykolisierung).

->diese posttranslationelle Modifikation u.a. für die richtige Verteilung der neu synthetisierten Proteine in der Zelle wichtig

->DNA der Zellen wird im Rahmen der Zellteilung verdoppelt (Replikation) und an Tochterzellen weitergegeben

->Fehler möglich: (Mutationen)

Syntheseenzym (DNA-Polymerase) arbeitet fehlerhaft

DNA ist duch Umgebungseinflüsse und Kanzerogene geschädigt

Mutation defi: Veränderung der Nukleotid(Basen-)Sequenz

->Mutationen werden normalerweise dzrcg Reparatursysteme behoben. Unterbleibt dies, werden Mutationen an Tochterzelle weitergegeben was Tumorzellen mit Mutationen in wachstumssteuernden Genen zu schnelleren Vermehrung antreibt

->EInfluss von M auf Proteine: Kann zu veränderten Proteinen kommen, zum Abbruch der Proteinsynthese (wenn stopp-code besteht)

-> Mutationen ohne Auswirkung auf Protein bleiben oft unerkannt:

• Dazu kommt es, wenn durch Mutation ein Codon entsteht, das für dieselbe Aminosäure codiert, wie die Originalsequenz

• Treten Mutationen in Keimzellen auf, werden diese an Nachkommen weitergegeben und können Treiber der Evolution werden

->durch Mutationen enstandene fehlerhafte Gene in Diagnostik als molekularer Marker für Erkrankungen genutzt

->Bauplan jeder Zelle in DNA gespeichert und wird vererbt

->ob und in welcher Form Info von Genen exprimiert (abgelesen) wird, regulieren: Transkriptionsfaktoren im Zusammenspiel mit regulatorischen Sequenzen der DNA.

->es gibt auch Regulationsmechanismen nicht nicht in Sequenz codiert sind, sondern über Markierungen an Sequenz wirken

Epigenom = Gesamtheit der epigenetischen Mechanismen

->Im Skript ausführlicher zum Nachlesen

->Phänotyp jedes MEnschen wird nicht nur durch spezifisch geerbte DNa, sondern auch anhand epigenetischer Modifikationen aufgrund von Umgebungsbedingungen und Lebenslagen beeinflusst

->Zusammenspiel von: Genen, deren Regulationsmechanismen und epigenetische Faktoren hat Einfluss auf unser Wesen, Verhalten, Kognition bis Lernen hin zu mentalen Stress und psychischen Störungen.

Studien zur Stressbelastung:

->stress im jungen oder erwachsenenalter hat tiefgreifende Auswirkungen auf genomweite epigenetische Modifikationen im Gehirn und im peripheren Geweben.

->Zwillingsstudien zeigen: infolge solcher Modifikationen treten phänotypische Unterschiede auf.

->Viele lern- und Gedächtnisprozesse bedürfen Genexpression und Proteinynthese zur Ausbildung neuer Nervenverbindungen im neuronalen Netzwerk

Genotyp:

->Bauplan für psychophysische Grundlage psychischer Vorgänge liegt im Genom.

->Genotyp determiniert die Merkmale

Phänotyp

-> die “erkennbare” Ausgestaltung, die auch durch epigenetische Mechanismen reguliert witd und das individuelle Verhalten und Denken des Menschen ausmacht

-> untersucht, welche Übereinstimmung (Konkordanz) von Merkmalen bei unterschiedlichen PErsonen(gruppen) bestehen

->Quantitativ genet. Ansätze beschäftigen mit Einfluss von genetischen und Umgebungsfaktoren (auch: Umweltfaktoren) auf untersch. Verhaltensmerkmale v. individuuen

->Molekulargen. Ansätze identifizieren bei PErsonengruppen einzelne Gene, die im Zusammenhang mit PErsönlichkeitsmerkmalen und dem Verhalten(sstörungen) stehen. (molekulare Psychologie)

-> inwieweit MErkmale vererbbar sind, wird anhand Erblichkeitsanteile mithilfe von Korrelationskoeffizienten zw. Gruppen geschätzt.

Erblichkeit:

Eltern-Kind: 50%

Geschwister: 50%

Halbgeschiwster: 25%

zweieiige Zw: 50%

eineiige ZW.: 100%

(zu beachten; können durch gegenseitige Beeinflussung von Genen und Umgebungsfaktoren verzerrt sein)

->Aussehen odder Produktion eines Wachstumsfaktors ist entwicklung des Phänotyps durch Genexoression und epigenetische Mechanismen von Gene gut aufklärbar.

->auch psychophysiologische Merkmale zu einem gewissen Maß durch genetische Ausstattung festgelegt (zb. ist Anteil der grauen Substanz im Gehirn genetisch determininert und korregliert mit kognitiven Leistungsfähigkeit, Aufmerksamkeits- und Sprachfähigkeit) ->Manifestation, d.h. in welcher Form sich psych. Eigenschaften bei Individuum zeigen wird erst durch Zusammenwirken genetischer Determinanten mit Einflussfaktoren außerhalb des Individuums (umweltfaktoren) bestimmt

Paar merken von denen

> unterscheidung zwischen kausal (ursächlich) beteiligten Fenen und Suszeptibilitätsgenen (=Gen, das bei entsprechender Ausprägung und in Abhängigkeit von Umwelteinflüssen die Wahrsch. für Erkrankung erhöht (Dispositionsgen))

->nicht-genetische Determinanten: einflussnehmende Umgebungsbedingungen (zb. Traumata bei affektvien Störungen und Angsterkrankungen) die über Gen-Umgebungs-Interaktionen wirken

Auswertungen vieler Studien zur Verhaltensgenetik:

->Alle psychischen Merkmale sind wesentlich von der Genetik beeinflusst.

->Kein Merkmal ist zu 100 % vererbbar

->.Erblichkeit wird durch viele Gene mit geringem Effekt verursacht.

->Phänotypische Korrelationen zwischen psychischen Merkmalen sind wesentlich von der Genetik beeinflusst

->.Die Erblichkeit der Intelligenz steigt mit dem Alter.

->Die Stabilität der Merkmale im Laufe des Lebens ist hauptsächlich auf die Genetik zurückzuführen.

->Die meisten Maße für den Einfluss der Umwelt zeigen einen starken genetischen Einfluss.

->Die meisten Zusammenhänge von Umgebungseffekten und psychischen Merkmalen sind von der Genetik beeinflusst.

->Kinder, die in derselben Familie aufwachsen, werden nicht gleichermaßen durch die Umgebung beeinflusst

->.Ein scheinbar abnormaler (ungewöhnlicher) Phänotyp ist normal (gewöhnlich).

Ließ im Skript die Familiens, Zwillings und Adoptionsstudien

->Viele Studien gucken Zusammenhang von Genotyp, Gehirnstrukutr, kognitiven Fähigkeiten und Erblichkeit von INtelligenz: Gesamtvolumen von Gehirn zu 85% vererbt und korreliert mit Intelligen zu 0,33

——> besonders graue Substanz ist ist mit Intelligenz und Arbeitsgedächtnis positiv korrliert, d.h. größeres Volumen korreliert mit höherer Intelligenz.

->Förderung von Individuum und passende Gruppenzugehörigkeit steigert Intelligenz

->Gene, dir im Zusammenahng mit Persönlichkeitsmerkmalen und Verhalten stheen, werden mithilfe molekulargenetischer Ansätze identifiziert

->Auffinden kausaler Geneerfolgt mittels Kartierungen aus Kopplungsstudien anhand Famlienstammbäumen und Mutationsnachweise durch Sequanzanalyse

• LEichte Abstufungen von Störungen basieren auf Sequenzunterschieden in zwei mögl. Genvarianten (Allelen)

  1)Allel eines Genlocus - aufgrund doppeltem Chromosomensatz kommen jedes Gen an seinem Ort im Genom (Locus) ind zwei Kopien (Allelen) vor. Wenn in Bevölekrung von >1% spricht man vom genetischen Polymorphismus

  2)Single-Nucleotide Polymorphisms (SNP): Variationen von enizelnen Basenpaaren in einem der DNA-Stränge. (Sequenzwdh. werden als “Repeats” bezeichnet

->relativ im humanen Genom (durchschn. alle 300-1000 Basenpaare)

->liegen in codirenden und nicht-codierenden Bereichen und können mittles DNA-Sequenzierung analysiert werden

->Manche SNP haben keinen klaren phänotypischen Effekt, sind aber an den feinen Ausprägungen der Merkmale einzelner Individuen beteiligt.

->SNP mit deutlich funktionellen Konsequenzen: ZB. witd ein Polymorphismus (5-HTTLPR) in der Promoterregon des Serotonin-Transproter-Gen (5-HTT) mit Merkmalen Depression, Angststörung und Alkoholmissbrauch in Zusammenhang gebracht.

->PGC (Psychaiatric Genomics Consortium) konnte bei mehr als 35k Schizophrenen Patienten über das geamte Genom hinweg an über 100 Genloci SNPs mit der Erkrankung in Zusammenhang bringen

Monogen Polypen wissen

Monogene: Genet. Störungen die durch eine einzige Mutation hervorgerufen werden. Von einem Gen determiniert

Bsp: Chorea Huntington und progressive Muskeldystrophie

Multifaktoriell Polygen: Mutationen in mehreren Genen, bei genetisch komplexen Erkrankungen, von mehreren Genen determiniert

Bsp: Depression, Schizophrenie, Alzheimer

Zwei Methoden zum Auffinden von genetischen Markern:

1)Kopplungsanalysen (Linkage Analysen) ->es werden Stammbäume einzelner Familien betrachtet und genomweit Kandidatenregionen bestimmtt.

2)Assoziationsanalysen -> einzelne relevante Gene werden durch Gesamtgenom-Sequenzierung in einer Gruppe von Patienten und Kontrollpersonen druchgeführt. Mitglieder dürfen nicht verwandt sein, damit unabhängige Individuen untersucht werden

->natürlich beides Einfluss auf Störungen (psychisch und physisch)

Bsp:

Risiko für Demenzerkrankungen wie Alzheimer beim Auftreten der Apolipoprotein-Variante ApoE4 verdreifacht

->Durch Ernährungsgewohnheiten hinsichtl. gesättigter Fettsäuren, was sich durch Funktion von ApoE4 als Ligand des LDL Rezeptors erklären lässt. Dadurch vermittelt diese Genvariante eine Vulnerabilität (anfälligkeit) speziell dann, wenn best. Umgebungsbedingungen bestehen. (=Gen-Umgebungs-Interaktion)

Nur lesen

Mönch Gregor Mendel = bekannt als Vater der Vererbungslehre

Führte Kreuzungsversuche an Gartenerbsen durch

Uniformiitätsregel (1. mendelsche Regel)

Besagt, dass durch Kreuzung homozygoter Individuen mit (reinerbig) unterschiedlichen Merkmalen, die erste Filialgeneration (F1, Kinder) einen einheitlichen Phänotyp zeigen, ggf. den dominanten

Spaltungsgesetz (2. mendelsche Regel)

Besagt, dass sich die folgende F2 Generation (Mischlinge, heterozygot, Enkel) im Zahlenverhältnis 3:1 bei dominanten Erbgang oder 1:2:1 bei kodominanten Erbgang aufspaltet (siehe ABB)

Unabhängigkeitsregel, Regel der Neukombination der Gene (3.MR)

Besagt, dass die einzelnen Allele unabhängig voneinander vererbt werden, wenn zwei homozygote Individuen mit mehreren unterschiedlichen Merkmalen nichtgekoppelter Gene gekreuzt werden

->unvollständige Dominanz (intermediärer Erbgang)

->Pleiotropie (mehrfache phänotypische Ausprägung)

->polygene Vererbung (wenn Merkmal von mehreren Genen determiniert wird)

->Epistasis (Zusammenwirken von Gen und Kontrollgen das die phänotypische Ausprägung des Gens bestimmt)

Nicht so immdetail

->wenn mehrere Gene zusammenspielen und dadurch neue Phänotypen auftreten

Emergente Merkmale zb: Interessen und Talente, Kreativität, Fähigkeit zu Einflussnahme auf andere (social impact), Extraversion, sog. “gutes Aussehen”, und HAbituationsrate (Gewöhnungsrate)

->werden in Modellen beschireben, in denen das gehirnbasierte neurobiologische System mit genetischen, epigenetischen und Umgebungseinflüssen zusammenwirken.

Manche Kognitionsforscher bezeichnen auch die kognitiven Fähigkeiten eines Menschen al emergente Eigenschaft, die durch die kombinierte Aktivität vieler Neuronen entsteht, auch wenn einzelne NErvenzelle keine kognitiven Fähigkeiten bestitzt.

= verdeutlicht das emergente MErkmale durch die Neukonfiguration der Gene und nicht einfach durch deren Summation entstehen

->Teil der sensorischen Infos die uns überhaupt bewusst werden; 10^1- 10^2 bit/s, während 10^9 ausgeblendet werden

Sinnesphysiologie:

->untersucht nueroanatomische und neurophysiologische Bedingungen und Mechanismen der Sinneswahrnehmung und Reizleitung.

Im Skript weiterlesen

Subjektive: Umsetzung von Sinneseindrücken (Empfindungen) in Wahrnehmungen

Objektive: Umsetzung der physikalischen Reize in Sinneseindrücke

Physikal. Reze durch objektive Messmethoden bestimmbar - Psychophysik

Somatosensorik

->Taktile und Propriozeptive Sensoren der Haut, ORgane, Muskeln, Gelenke und Temperatursinn

Sensorisch

->Wahrnehmung der spezifischen Sinne der primären Sinnesorgane:

Auge, Ohr, Nase, Zunge, Gleichgewichtsorgang

=Gesamtheit der beteiligten neuronalen Strukturen

umfasst

->Sensoren (Eingangsstrukturen)

->Afferente Bahnen zum Gehirn (Transmissionsstrukturen)

->Subkortikale und Kortikale Struktuten.

Kann aus mehreren Sinneskanälen bestegen

Ein Sinneskanal umfasst:

->reizaufnehmende Strukturen

->reizleitenden Strukturen

->reizverarbeitenden Strukutren

Ein Sinnesreiz

->besteht aus physikal. und chem. Ereginissen, druch die eine Sinneszelle gereizt wird

->umwandlung von phyikal. oder chem. Reiz in ein Sensorpotenzial ->sog. Transduktion: hier kommt es in den sensorischen Rezeptoren zur Verschiebung des Membranpotenzials der relev. Nervenzellen und zur Öffnung/Verschluss von Ionenkanälen.

->Umwandlung in Aktionspotenzial: sog. Transformation

Sekundäre:

->von Epithelzellen abgeleitet (d.h. keine Neuronen)

->nehemn Reiz auf, produzieren ein Sensorpotenzial und geben diesen über einen chemischen Transmitter an ein nachgeschaltetes Neuron weiter (Transduktion), indem ein Aktionspotenzial erzeugt und an das ZNS geleitet wird (Transformation)

bsp: visuelles, auditives, gustatorisches System

Primäre

->vollziehen selbst die Umwandlung der Reizenergie in ein Aktionspotenzial, welches an das ZNS weitergeleitet wird (Transformation direkt in den Sinneszellen)

bsp: taktiler und olfaktorischer Sinn

Absolute Reizschwelle

->die minimal nötige Stärke eine Reizes damit dieser vom Sinnesorgan zum ZNS geleitet wird

Unterschiedsschwelle

->minimal notwendiger Unterschied, damit zwei Reize als getrennte Reize erfasst werden

Adaption

-> Einwirken eines Reizes für eine längere Dauer, bei der die Empfindlichkeit für den Reiz verringert wird und das Sensorpotenzial auf das Ruhepotenzial zurückfällt ->sog. Schwellenerhöhung

unterschwellige Wahrnehmung

->Wenn eine Einwirkung auf den Sensor zwar zur kortikalen Verarbeitungsregion gelangt, aber keine bewusste Empfindung entsteht ->ist besonders im Körperinneren der Fall

->mentale Prozesse und Handlungsentscheidungen können hierurch trotzdem beeinflusst werden

->rezeptive Felder werden von Neuronen bedient und bilden gemeinsam eine rezeptive Fläche

->rezeptive Felder mehrerer Neuronen können sich überlappen (Redundanz) spdass beim Ausfall eines Neurons zumindest andere angesprochen werden.

->Verschaltung mehrerer Neuronen führt zur Konvergenz und auch erregende und hemmende Zuflüsse können verschaltet sein

->Bechäftigt sich mit:

Wahrnehmungen and er Körperoberfäche: Hautsinn, Temperatursinn

Wahrnehmungen des Körperinnerinnen: Tiefsinn/Propriozeption an Muskeln und Gelenken und Viszerozeption wie Hunger, Durst, Harndrang

umfasst: BErührung, Vibration, Druckintensität, Spannung, Kitzeln

->Emfindungen werden über die Haut vermittelt und zur Verarbeitung über das Hinterstrangsystem (weiße Substanz des Rückenmarks mit aufsteigenden Bahnen) zum somatosensorischen Kortex weitergeleitet

->In der Haut liegen verschiedene morphologich unterschiedliche Sinneszellen: sog. Mechanosensoren:

-Merkel Scheiben: liefern Informationen über Verformung der Haut beim Berühren eines Objekts und damit dessen Form/Textur

->kleine rezeptive Felder, dadurch genaue Lokalisation der Reizquelle und scharfe Begerenzungen

(Deren gute Auflösungsfähigkeit wird von Blindenschirft (Braille-Schrift) genutzt (1824 von Loui Braille etablierte Sechs-Punkte-Schirft)

-Meissner Körperchen: kommen an unbehaarten Hand unf Fußinnenseiten vor und registrieren mechanische Verformungen der HAut und deren Geschwindigkeit

->kleine rezeptive Felder, dadurch genaue Lokalisation der Reizquelle und scharfe Begerenzungen

-Pacini-Lamellenkörperchen: Wahrehmung von Vibrationen

->große rezeptive Felder

-Ruffini-Körperchen: detektieren Druckveränderungen und intensität.

->große rezeptive Felder

-Freie Nervenendigungen: sind Verästelungen afferenter Nervenfasern. Kommmen vor: freiliegend in der Haut, an Haarfolikeln und in verschiedensten Geweben. Liefern Informationen über Zug/Druck, Temperatur, Schmerz

Bsp: Ruffini Körperchen können beim Fassen eines Gegenstandes über größeren Bereich feststellen, wie viel Druck und KRaft zum Festhalten aufgewendet werden mzss

->wird über Sensoren in der Haut: Thermosensoren vermittelt

->Die höchste Dichte der Kälte und Wärmesensoren in Mund und an der Cornea (Hornhaut des Auges)

->Thermodensoren messen Veränderungen der Temperatur, Geschwindigkeit dieser Veränderungen und Ausmaß der betroffenen Hautoberfläche

->Freie Nervenendigungen dienen zur Detektion: Besitzen temperatursensitive KAtionenkanäle und über deren Öffnen und Schließen werden Aktionspotenziale erzeugt.

->Diese Temperatursignale werden zur Verarbeitung im Vorderstrangsystem (weiße Substanz des Rückenmarks) zum somatosensorischen Kortex geleitet

->In Bereichen zw. 20 und 40 graf lännen die Thermosensoren sich schnell an neue BEdingungen adaptieren: Damit zeigt sich die überlapende Empfindlichkeit zwischen Wärme und Kälterezeptoren und Kälte-Schmerzsensoren (Nozirezeptoren-Y nehmen potenziell gewebeschädigende Reize auf)

->Schmerzempfindungen ab 45 grad Wärme und 5-15 grad Kälte abwärts

->sinnesphysiologisches und psychisches Erleben das mit potenziell gewebeschädigenden Reizen (Noxen) und Schmerz im Zusammenhang steht betriffft Bereich er Nozizeption. - also Aktivität des sschmerzleitenden Systems

->Schmerz durch Verhaltensweisen, Erwartungen, persönliche Einstellungen beeinflusst

->Schmerz Teil des individuellen Erlebnisbereichs der Sinne und lässt sich durch Intensität,Dauer, Ort beschreiben

->Hat Schutzfunktion bei drohender oder tatsächlicher Gewebeschädigung und id.r. negatives Erleben

->Schmerz kann auch erlebt werden, wenn keine akute Reizung mit Schädigung festzstellen ist (chronischer Schmerz) pder wenn Phantomschmerz auftritt

->In allen Körpergeweben außer Gehirn und Leber

->bestehen aus den Endigungen peripherer Nervenaxone, deren NErvenzellkörper in Hinterwurzelganglien und Trigeminusnervenkernen befinden

->Nozizeptive Afferebzeb laufen in räumlicher Nähe zu sonstigen somatosensiblen Fasern und Umschaltung im Rückenmark und Verarbeitung in subkortikalen und kortikalen Bereichen ist ähnlich

->vile periphere Nozirezeptoren adaptieren bei konstantem Schmerz anfangs recht gut, bei anhaltenden Schmerzen kommt es zu verstärkenden PRozessen im nozizeptiven System mit Sensibilisierung (Steigerung der Erregbarkeit) die das Ertragen des Schmerzes langfristig schwieriger machen.

Nozirezeptoren für verschiedene Reize:

-mechanische durch Druck und Deformation des Gewebes

-thermische durch Hitze

-chemische Reize die eine Reaktionskette über physiologische Mdiatoren wie Ach, Prostagladin, Histamin, Serotonian u.a auslösen

‘Entzündungsreaktion führt erst zuu Gewebeschädigung mit Hyperalgesie (Schmerzempfindlichkeit)

Auch scharfe Reizstoffe wie bestimmte Gewürze binden an Capsaicin-Rezeptoren und aktivieren auch Schmerzrezeptoren

Nur paar Bsp->Mittelschnell leitende A(delta)-Fasern leiten Schmerz der Qualität scharf, gut lokalisierbar, kurz anhaltend

->langsam leitende C-Fasern die Schmerzqualitäten brennend, dumpf, lang-anhaltend

An Vermittlung der Signale physiologische MEdiatoren und Transmitter beteiligt:

->Beherrschung und Umgang mit Schmerz werden durch positive Verstärkung (zb. durch Angst) und Vermeidung unangenehmer Situationen (zb. Schonung) sowie durch Nichtbeachten (zb Bagatellisieren) beeinflusst.

= All diese können auch zur chronifizierung des Schmerzes beitragen

->es werden zur schmerztherapie Analgetika eingesetzt (= schmerzlindernde Substanzen)

->werden in Opioidanalgetika und nicht-opioidartige Analgetika eingeteilt

->Schmerzhemmende Substanzen wie Opioide (= chemisch heterogene, morphinartige Substanzen, die an Opioidrezeptoren binden und teils zur Schmerzlinderung eingesetzt werden) binden an die schmerzleitenden Fasern und greifen damit gleich auf der Ebene der Sensoren ein.

->Nicht-medikamentöse Behandlungsverfahren: Gegenstimulationsverfahren, Akupunktur, Biofeedback: Dienen der Unterbrechung der Schmeruleitung

psychologische Schmerztherapie:

->biologische, soziale und sychische Parameter des Schmerzerlebens-und verhaltens werden analysiert und im Schmerzmodell dargestellt, um anschliessend Veränderungen der ungünstigen Bedingungen in therapeutischen Sitzungen zu erarbeiten

->Visueller Reiz ist Licht, Licht = elektromagnetische Wellen

->menschliches Spektrum 400-700nm

->kurzwelliges, Ultraviolett (Bienen), Röntgen, Gammastrahlen

->langwelliges, infrarot, Radar-Funkwellen

Farben; bestimmt von spez. Wellenlänge, subjektive Helligkeit durch Amplitude der Wellenlängen

->Licht wird über Hornhaut (cornea) aufgenommen, durch Pupille geleitet, mithilfe der Linse gebündelt und in Richtung Netzhaut (Retina) gelenkt.

->Dann ausbreitung duch Nervenzellschichten und treffen anschließend auf Lichtsinneszellen (Fotorezeptoren) wo die Reizaufnahme erfolgt. Auf Netzhaut entszehft dabei ein umgekehrtes Abbild des betrachteten Objekts

->Info für das Abbild wird in der Netzhaut in Nervenimpulse umgewandelt, die über Sehnerv in visuellen Cortex (Teil der Großhirnrinde) geleitet wird. Eig Bild entsteht im Gehirn

->Licht wird mehrmals gebrochen und gebeugt und ist an viele Stellen der Netzhaut unscharf, nur an Fovea Centralis (Sehgrube) ist es scharf <- Schnittpunkt der Lichtstrahlen mit der Netzhaut wo nur Fotosensoren für das Farbsehen befinden (Zäpfchen)

->Blinder Fleck: Keine Fotosensoren, weil hier der Sehnerv in Richtung Gehirn austritt. Wird aber nicht bemerkt.

->liegen in Epithelzellen der Netzhaut

->eintreffender Reiz führt zu Potenzialverschiebungen, die an einer Synapse in Form von elektrochemischen Signal an ein Neuron geleitet werden -> am neuron wird ein Aktionsoptenzial ausgelöst, das zur Reizweiterleitung führt

Zwei Typen:

1)Stäbchen

-> enthalten Fotopigment Rhodopsin (Pigmente die umgewandelt werden wenn sie Licht absorbieren wodurch ein Reiz weitergeleitet wird)

->Pigment aändert bei Lichteinfall seine Molekülstruktur (Konformation) und vermittelt Signal.

->Sind für Hell-Dunkel sehen und befinden sich in Netzhaut außerhalb Fovea Centralis

2)Zapfen

->Haben 3 verschiedene Fotopigmente, womit Farbsehen möglich

-Rot-Zapfen: Empfindlichkmaximum im Wellenlängenbereich vom roten Licht

-Grün-Zapfen im grünen

-Blau zapfen im blauen

->Zapfen liegen konzentirtert in Fovea Centralis

->Weiterleitung und Verstärkung der Signale erfolgt in Netzwerk von neuronalen Horizontalzellen, Bipolarzellen, amakrinen Zellen hin zu den Ganglienzellen, welche dann Information über Sehnerv (Nervus opticus) ins Gehirn leiten. Verabreitung dann im visuellen cortex

->Mutation der DNA-Sequenz der roten/grünen Pigmentgene kann rotgrün schwäche oder blindheit bedingen

->zwei Farben lassen schwer oder gar nicht unterscheiden und als Grau wahrgenommen werden

->Gene für Fotopigmente liegen auf X-Chromosom und werden rezessiv vererbt. Frauen weniger häufig betroffen

->Zur Adaption an Dunkelheit kann Auge die Empfindlichkeit um 6-7- Fache steigern, indem mehr Fotopigmente gebildet werden.

->BEi Teil oder Totalausfall der Stäbchen kommt es zur Dämmerungs- und NAchtblindheit - möglich durch Gendefekt angeboren oder Vitamin A Mangel oder Entzündung des Sehnervs

Hierzu zählen:

Kurzsichtigkeit (Myopie)

Weitsichtigkeit (Hyperopie)

Astigmatismus (veränderte Corneakrümmung)

grauer Star (Katarakt, Linsentrübung)

grüner Star (Schädigung des Sehnervs durch Veränderungen im Augendruck)

->füheren ebenfalls alle auch zur Einschränkung der Bewegungskontrolle

Lerne ich nicht direkt, einfach immer wieder Lesen im Skript

-> Vestibularorgan (im Innenohr) : liefert Informationen über die Lage des Körpers im Raum

->Trägt zu Halte- und Stellreflexen der Stützmotorik bei, die über HIrnstamm und Kleinhirn kontrolliert werden

->Zusammenarbeit mit visuellen System, Propriorezeptoren der Muskeln

-Alle Informationen werden im Gehirn zusammenführt und unterstützen die Bewegungen

-> Besteht aus Makulaorgan (Utriculus und Sacculus) und Bogengängen

->Reize für Sensoren sinf: Schwerkraft, lineare und Drehbeschleunigungen

->Dabei werden Kalzitkristalle (Statolithen) in der Statholitenmembran durch die Bewegung verschoben und Reizen die drunter liegenden Haarzellen. (Sekundäre Haarzellen d.h. sie leiten signale nicht direkt weiter wie zb die Hörsinneszellen)

->Ihre Aktivierung führt zur Öffnung von Ionenkanälen und Übertragung der Reize auf die anliegenden Neuronen, die sie in das KLeinhirn weiterleiten

Ursachen:

->Innenohrverletzungen mit BEeinträchtigung der Innenohrflüssigkeit (Meniére Krankheit, Anfallsdrehschwindel)

->Kleinhirnläsionen mit Einschränlung der Wahrnehmungsverarb.

->psychische Belastung

->Reisekrankheiten (seekrankheit u.a.) zählen zu Bewegungskrankheiten

Symptome: Schwindel, Pbelkeit

->Durch drehen, schüttel, auf ab bewegungen (zb wellen) kommt es zu Scheinebwegungen die als Gehlmeldungen durch Gleichgewichtsorgang weitergeleitet werden.

andauernder Schwindel ist geprägt von vestibulären sowie auch psychogenen Faktoren

Dazu zählen:

->Gustatorischer Sinn (Geschmackssinn)

->Olfaktorischer Sinn (Geruchssinn)

->Allgemeineer Chemischer Sinn (nicht zuzuornen zu beiden oben)

->eng mit limbischen System verknüpft und regeln unsere Stimmungen und Gefühle

->Olfaktirische Reize sind Durftstoffe die über Nase und Rachenraum aufgenomen werden

->Nicht ale in Umwelt vorhandenen oder synthetisierbaren Soffe sind “riechbar” und können vom Geruchssin detektiert werden

->Diese müssen nämllich flüchtig (in Gasen löslich) und in der Riechschleimhaut löslich sein und Mensch muss die geeigneten Sensoren besitzen

->Mensch hat Rezeptoren für Methan, KOhlenmonoxid und Sauerstoff

->Es gibt keine Elementargerüche, sondern Gerüche sind Mischgerüche aus einzelnen spezifischen Sibtsanzen die von einzelnen Rezeptoren detektiert werden. Es dominiert aber oft ein geruch der andere überdeckt

->Kaffe zb besteht aus 500 riechbaren Stoffen

Aufgaben von Geruchssinn:

->Auslösen der Speichel- und Magensaftskretion zur Verdauung

->Geben von Warnsignalen zur Überwachung der Hygiene (Exkremente, Schweiss)

->soziale Interaktion eim Sexualverhalten, Wiedererkennungswert von Objekten (weshalb Duftstoffe auch verhaltenssteuernd wirken wie zb Appetiti wird dadruch gesteuert)

->Vertrautheit wie zb bei Neugeborenen

->Auch Sympathie/Apathie und Kaufentscheidungen können durch Geruchssinn beeinflusst werden

In Riechschleimhaut

->Stütz und Basalzellen

->5-6Mio olfaktorische Rezeptorproteine (Sensoren), die einer großen Genfamilie angehören welche 1% aller Gene der Menshcne ausmachen

->annahme: jede olfaktorische Sinneszelle trägt nur eine Art von Rezeptoren und erkennt damit nur einen Duftstoff an seiner spezifischen Molekülstrukutr (Codierung der Duftstoffe)

->Mensch kann etwa 1 Bio Gerüche unterschieden, kann 5000 benennen.

->Riechsystem sehr empfindlich. zb können 2ng Vannilleektrakt in 1mm Luft detektiert werden

Sensoren des Riechsystems (Riechzellen)

-> sind primäre Sinneszellen, die im Riechepithel am oberen Teil der Nasenhöhle liegen.

->Riechschleimhaut vom Schlei der Bowman-Drüsen bedeckt, der diese feucht hält damit Duftstoffe darin gelöst werden könnne

->Wennn Duftstoffe an der Fortsätzen (Zilien) der Riechzelen andocken, wird Signal über den Riechkolben (teil des Gehirns der Geruchswahrnehmung dienen) in das olfaktorische Zentrum des GEhirns geleitet.

->olfaktorische Zellen haben anders als andere eine relativ kurze Lebensdauer von 1 Monat und werden ständig nachebildet.

->Während des normalen Atems strömt Luft über Riechepithel hinweg und nur wenige Duftmoleküle binden an die Sensoren. Erst beim “Schnüffeln” wird Luftsrtom nach oben umgelenkt und viele Duftmoleküle können an due Riechzellen binden

->Sinale der Riechzellen werden an Riechkolben geleitet, positiv und negativ verschalten und anschließend zu zentralen Verabeitung in olfaktorischen KOrtex geleitet. Das Leitungssystem nennt man Riechbahn.

->subjektiv wahrgenommene Intensität des Duftstoffs nimmt ab wenn der Stoff mehrere Minuten lang vorhanden ist. (Adaption)

Ursachen;

->Schnupfen über allergische Rhinitis (Nasenschleimhautenzündung, Heuschnupfen)

->COVID Infektion

->Läsionen des olfaktorischen Cortex

->neurologische Erkrankungen wie Parkinson

Pheromone:

Duftstoffe, die der KOmmunikation zwischen Lebewesen dienen

->Markierungs und Sexuallockstoff und Erkennung von Artgenossen und beeinflussen bewusst und unbewusst andere Individuen

->für Säugetiere und Reptilien: vomeronasales Organ (VNO) was der Erkennung von Pheromonen nützt, umstritten ob es bei Menschen existiert

Aufgabe:

Überprüfung der Verzehrfähigkeit von Stoffen

Kann auch verhalten beeinflussen

Geschmackssensoren:

->Etwa 50 stück liegen in Geschmacksknospen in den Geschmackspapiellen von Zunge und Zungenrändern

->Jedes Geschmacksneuron auf bestimmte Geschmacksqualität spezoalisiert und wird durch diese aktiviert,

->sejundäre Sinneszellen

->Bei Reizung kommt es zu Depolarisation und Freisetzung des Transmitters Glutamat, dieser bewirkt am Neurin ein Aktionspotenzial der ins Gehirn geleitet wird, wo verarbeitung der Signale dann erfolgt

->Die Qualitäten sind: süß, sauer, salzig, bitter und umami (Empfindung die durch Flutamat und Aspartat hervorgerufen wird und typischen Fleischgeschmack ausmacht)

->süß durch Glukose,Saccharose, Saccharin und Aminos- D-Leucin zu Merldung von Nähstoffen hervorgerufen

->salzig durch Kochsalz und Ammoniumchlorid, Magnesiumchlorid, Natriumfluorid

->sauer durch Salz-, Essig-, Zitronen- und Weinsäure (meldet unreifen und vergorenen Zustand

->bitter durch Chininsulfat, Nicotin, Coffein, L-Leucin, Magnesiumsulfat (meldet verdorben und giftig)

->umami durch Glutamat und Aspartat vermittelt und meldet vorhandensein von Nährstoffen

Wichtig: Geschmacksstoffe müssen im Speichel und zu gewissem Grad wasserlöslich sein

(über qualität fettig wird noch diskutiert)

->wird bestimmt durch Konentration, Temperatur und Einwirkdauer des Stofffes

->Geruchssin hat auch wesentlichen Einfluss (zb wenn olfaktorisches Systm durch Schnupfen blockiert, schmeckt man nichts)

->auch bei häufigem Konsum bestimmter Geschmacksqualitäten kann es durch Adaption zu verminderten Geschmacksempfinden kommen.

->Anzahl gustatorischer Geschmacksknospen sinkt mit zunehmenden Alter

->Störungen der Geschmacksmepfindungen (Dysgeusien) können durch Medikamente, Entzündung, Verletzungen oder Tumor in Geschmacksnervenbahnen sein

->Ist von Geruchs GEschmack abzugrenzen, weil er von freien Nervenendigungen in den Schleimhäuten von Nase, Mund, Augen u.a. vermittelt wird und zu brennenden, stechenden Empfindungen führt

->werden insbesondere durch sehr aggressive Reizstoffe aktiviert, wie manche Gewürze, Geeschmackstoffe in hohen kozentrationen, Gase wie KOhlendioxid und Ammoniak.

->Allg. chemischer Sinn hat eine Schutzwirkung und kann auch als Teil des nozizeptiven Systems betrachtet werden