Biopsychologie Lektion 2

• Grundbaustein des menschlichen/tierischen Körpers
• jeder Körper besteht aus 75-100 Billionen Zellen
• davon ca. 25 Billionen Erythrozyten (rote Bk)
• Alle Zellen brauchen Nährstoffe zur Energiegewinnung durch chemische Prozesse und geben Endprodukte in zellumgebende Flüssigkeit ab

1. Stammzellen
2. Erythrozyten (rote Blutkörperchen)
3. Leukozyten (weiße Blutkörperchen)
4. Thrombozyten(Blutplättchen)
5. Neurone
6. Gliazellen
7. Muskelzellen
8. Knorpelzellen
9. Knochenzellen
10. Hautzellen
11. Fettzellen
12. Keimzellen
13. ...

Das Zytoplasma ist die Zellflüssigkeit und enthält wichtige Organelle der Zelle: Mitochondrien, endoplasmatisches Retikulum, Lysosomen

=Zellmembran

Sie umschließt die Zelle und besteht aus einer Doppelschicht und Proteinen. Sie organisiert den Austausch von Molekülen zwischen der Zellumgebung und dem Protoplasma

=Zellinhalt, besteht aus dem Zytoplasma und dem Nukleus

1. Passiver Stoffaustausch durch Diffusion
2. Passiver Stoffaustausch durch Osmose
3. Aktiver Stofftransport

Es kommt zur Diffusion bei Konzentrationsdifferenzen in einer Lösung als Folge der Brownschen-Molekularbewegung.

Es findet eine osmotische Bewegung von Wassermolekülen durch eine für nur Wasser durchlässige (semipermeable) Membran statt. Es fließt ein Nettowasserstrom in die Salzlösung, da dort die Wasserkonzentration niedriger ist, als im reinen Wasser.

Gegen den Konzentrationsgradienten müssen Stoffe unter Energieaufwand (ATP) in und aus der Zelle befördert werden. Die wichtigste Pumpe dafür ist die Natrium-Kalium Pumpe:

Die Konzentration von Ka+ ist im Zellinneren höher als an der Außenseite, dort ist die Konzentration von Na+ höher. Pro Zyklus werden 3 Na+ von innen nach außen und 2 Ka+ von außen nach innen transportiert.

=Zellkern

Stellt die Steuerungszentrale der Zelle dar und beinhaltet DNA(Desoxyribonukleinsäure) und RNA(Ribonukleinsäure)

Hier findet der Stoffwechsel der Zelle statt:

Glukose gilt als Energielieferant und - speicher. Dieses wird innerhalb der Zelle mithilfe von Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid und Wasser oxidiert = Aerober Stoffwechsel



Dabei wird Energie freigesetzt, das genutzt wird um den universellen Treibstoff der Zelle herzustellen.

Adenosintriphosphat, universeller Treibstoff der Zelle

Kleine Säckchen, die mit Enzymen gefüllt sind und Nähr- und Abfallstoffe zersetzen

Viele kleine Einstülpungen in der Zellmembran, die in die Zelle hineinragen und zuständig für den Transport innerhalb der Zelle sind.

Runde Organelle, die aus RNA und Proteinen bestehen und für die Synthese von Proteinen zuständig sind

Stütz- und Transportfunktion

Sekretbildung und Zellstoffwechsel

Sie bilden im zentralen und peripheren Nervensystem die funktionell wichtigsten eigenständigen Grundeinheiten.

• im menschlichen Gehirn ca. 25 Millionen
• Größe und Form schwanken, Grundplan immer gleich

1. Axodendritische Synapse
2. Axosomatische Synapse
3. Axoaxonische Synapse

Neuronen sind verbunden durch das Axon des einen Neurons und einen Dendrit des anderen Neurons.

Neuronen sind verbunden durch das Axon des einen Neurons und die Soma des anderen Neurons.

Ein Neuron ist verbunden zu einem Axon eines anderen Neurons, welches wiederum an die Soma eines dritten Neurons andockt und so alle 3 miteinander verschaltet.

Gliazellen umgeben die Nervenzellen in Form eines speziellen Stützgewebes.

Sie erfüllen ähnliche Aufgaben des Bindegewebes und sind an der "Ernährung" der Neuronen beteiligt.

Oligodendroglia bilden die Myelinschicht der zentralen und peripheren Nervenfasern.

Die Astrozyten bilden eine Art Speicher für Kaliumionen, die aus den Neuronen bei den Erregungsprozessen in das Interstitium freigesetzt werden.

Sonderrolle Bluthirnschranke: Sie lagern die Endfüßchen ihrer Fortsätze eng an die Blutkapilaren des Gehirns an und bilden so ein Diffusionshindernis für große Moleküle.

Die Bluthirnschranke hat ein protektive Funktion, allerdings hindert sie auch Pharmaka die zentralen Nervenzellen zu erreichen.

Das Interstitium ist ein Extrazellulärraum. Zwischen den Nerven- und Gliazellen bleibt jeweils ein kleiner Spalt frei. Diese Zwischenräume sind durch Flüssigkeit verbunden --> Liquor cerebrospinalis

Jeglicher Stoffaustausch der Neuronen erfolgt in und aus dem Interstitium, die Neuronen kommunizieren nicht direkt miteinander.

--> Ventrikel

An manchen Stellen im Gehirn erweitert sich das Interstitium zu größeren Hohlräumen, den Ventrikeln.

Das gesamte Nervensystem ist von einem dichten Netz von Blutgefäßen durchzogen. Es ist eng geknüpft, sodass die Neuronen kurze Wege zur Aufnahme und Abgabe von Nähr- und Abfallstoffen haben.

-->kein direkter Kontakt zwischen Kapillarwand und Neuron

Eine erhöhte Aktivität eines Neuronenverbandes steigert die Stoffwechselaktivität der beteiligten Neuronen, wodurch vermehrt Zwischen- und Endprodukte freigesetzt werden. Diese Metabolite wirken erweiternd auf die Hirngefäße und resultieren in einer erhöhten Durchblutung.

Kann in bildgebenden Verfahren sichtbar gemacht werden (PET, MRT)

Alles außer Gehirn und Rückenmark, hat seinen Ursprung im Rückenmark und Hirnstamm

=elektromechanischer Prozess, der sich selbst generierend über das Axon als Aktionspotenzial ausbreitet. Je nach Gewebeart wandern die Nervenimpulse mit 100m/s

Das Ruhepotenzial bezeichnet den elektrischen Potenzialunterschied an der Zellmembran der im Ruhezustand zwischen äußerer Umgebung und dem Inneren des Neurons besteht, wenn keine elektrische Signalweiterleitung stattfindet.

Das Aktionspotenzial ist ein kurzer neuronaler Impuls, verursacht durch eine aktive elektrische Ladungsänderung an der Zellmembran, die ohne Spannungsverlust über ein Axon laufen und dem Informationstransport im Nervensystem dienen.

Myelinscheiden können die Axone von Nervenzellen umgeben. Sie bestehen aus einer lipidreichen Schicht, die elektrisch isolierend wirkt und dadurch die Leitgeschwindigkeit erhöht.

Ionen können die Axonmembran nur an den Ranvierschnürrringen passieren. An jeweils diesen Stellen werden die spannungsgesteuerten Kanäle geöffnet. Das Aktionspotenzial "springt" weiter.

1. Das Aktionspotenzial führt zur Öffnung der Calciumkanäle
2. Diese lösen eine Verschmelzung der Vesikel mit der Zellmembran aus und der Transmitter wird ausgeschüttet --> hier wird aus elektrischem Signal ein chemisches
3. Die Moleküle der Transmitter diffundieren durch den synaptischen Spalt und binden auf der anderen Seite an den Rezeptoren (spezielle Eiweißmoleküle)
4. Die im Spalt verbliebenen Neurotransmitter werden schnell deaktiviert damit Synapse nicht blockiert ist

• Abbau der verbliebenen Transmitter durch Enzyme
• Reuptake/Wiederaufnahme

Im synaptischen Spalt wirken z.B. SSRI Selective Serotonin Reuptake Inhibitor

• Es können exzitatorische postsynaptische Potenziale (EPSPs) oder inhibitorische postsynaptische Potenziale (IPSPs) entstehen.
• Die Stärken der Potenziale werden summiert.
• Wenn die Summe die Schwelle überschreitet, kommt es zur Erregung des gesamten Neurons