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Frage

Wird der Schwellenwert überschritten, wird ein Aktionspotential ausgelöst. Durch den Einstrom welcher Ionen in den Intrazellularraum des Axons kommt es jetzt zur weiteren Depolarisation?

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Li+

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Durch den Ausstrom welcher Ionen aus dem Intrazellularraum des Axons kommt es während eines Aktionspotenzials zur Repolarisation?

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Li+ Ionen

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Welche Verbindungen stellen Synapsen her?

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Nervenzelle zu Drüsenzelle

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Frage

Die Reizweiterleitungsgeschwindigkeit ist u.a. abhängig vom Durchmesser des Axons der Nervenzellen und nimmt proportional zum Durchmesser zu. Die Axone von einigen Tintenfischen ist jedoch dicker als bei Menschen. Wie kann die Leitungsgeschwindigkeit in den Nervenzellen der Menschen trotzdem höher sein als bei den Tintenfischen?

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Die Axone der Nervenzellen bei Säugetiere können von Myelinscheiden umhüllt sein. Diese sind Voraussetzung für die saltatorische Erregungsleitung, welche um ein vielfaches schneller ist als die kontinuierliche Erregungsleitung bei den Tintenfischen. Die Erhöhung der Myelinisierung ist für die Erhöhung der Erregungsgeschwindigkeit effizienter als die Vergrößerung des Durchmessers.

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Frage

Erläutere den Begriff "Reflex" im neurologischen Sinne.

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Antwort

Ein Reflex ist eine unwillkürliche, stereotypische, rasche Reaktion des Nervensystems auf einen Reiz. Ein bekanntes Beispiel ist der "Kniesehnen-Reflex", bei der das Bein vereinfacht auf den Hammerschlag reagiert und schnell ausschlägt.

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Frage

Bei der Erkrankung Multiple Sklerose (MS) werden vereinfacht die Myelinscheiden der Axone der Neurone im ZNS abgebaut. Stelle eine Vermutung auf, was das für eine Auswirkung auf die Reizweiterleitung hat und welche Symptome auftreten könnten.

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Die Myelinscheiden sind entscheidend für die saltatorische Reizweiterleitung, welche schneller ist als die kontinuierliche ohne Myelinscheiden. Durch den Myelinabbau könnte man vermuten, dass die Reizweiterleitung stark verlangsamt wird. Da die Erkrankung das ZNS betrifft, könnte dies sich dann z.B. durch beeinträchtigte Denkleistungen ausdrücken.


Eine weiterführende Vermutung wäre, das die Reizleitung durch das fehlende Myelin sogar gestoppt wird, da dort wo das Myelin war, sich keine Ionenkanäle (z.B. für Natrium) befinden. Folglich kann an diesen Stellen kein Aktionspotential entstehen.

Dies hätte noch schwerwiegendere Folgen als bei der ersten Vermutung.

Die Symptome können aber nicht nur kognitive Fähigkeiten (z.B. Sinnesorgane) betreffen, sondern auch motorische. Bei besonders schweren Verläufen könnte es sogar zu Lähmungen kommen.


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Frage

Bei Aktionspotentialen gilt das Alles-oder-Nichts-Prinzip. Erkläre, was dies bedeutet und die zellbiologische Grundlage dafür.

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Ein Aktionspotential wird ausgehend vom Ruhepotential erst ausgelöst, wenn das Membranpotential einen bestimmten Schwellenwert erreicht. Dieser liegt bei Neuronen etwa bei -60 bis -50mV. Wenn dies erreicht wird, wird immer im gleichen Umfang ein Aktionspotential ausgelöst. Es wird also entweder ein "vollständiger" Aktionspotential ausgelöst oder gar keines, also entweder "Alles" oder "Nichts".

Grund sind die spannungsabhängigen Natriumkanäle, die sich nur in einem bestimmten Spannungsbereich öffnen und durch den folgenden Natriumeinstrom die Membran weiter bis zur "Spitze" des Aktionspotentials depolarisieren. Entweder öffnen sich diese Kanäle und leiten eine "vollständige" Depolarisation ein oder sie öffnen sich gar nicht.

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Bei der Codierung der Informationen bei der neuronalen Reizweiterleitung gibt es prinzipiell zwei Arten. Auf welche Weise wird der Reiz im Axon der Neurone codiert?

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Es gibt die analoge und die digitale Codierung. In Axonen wird der Reiz in Form von Aktionspotentialen wiedergegeben wird. Im Gegensatz zur analogen Codierung kann sie jedoch nicht durch die Länge und Größe des Impuls nachgebildet. Jedes Aktionspotenzial ist nach dem Alles-oder-Nichts-Prinzip nämlich immer gleich lang und gleich stark. Der Reiz wird folglich nur durch die Frequenz der Aktionspotentiale bestimmt. Im Axon wird also digital codiert.

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Frage

In den Dendriten und im Zellkörper werden keine Aktionspotentiale weitergegeben. Der Reiz wird also nicht wie im Axon digital codiert. Auf welche Wiese wird außerhalb des Axons codiert? Gehe dabei auch auf die zellbiologischen Hintergründe ein.

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Neben der digitalen Codierung gibt es die analoge Codierung, bei der die Stärke und Länge des Reiz analog, also auf entsprechender/gleicher Weise wiedergegeben wird. Beim Eintreffen einer Erregung von einer Synapse an den Dendriten und am Zellkörper kommt es durch die Bindung der Neurotransmitter zu einem Ionenein-/ausstrom und damit zu einer passiven Veränderung des Membranpotentials. Es entsteht also ein postsynaptisches Potential (PSP) in den Dendriten. Dieses PSP ist analog zur Länge/Stärke der Erregung: Je länger die Erregung dauert, desto länger bleibt die Potenzialverschiebung erhalten, und je stärker sie ist, desto größer ist die Amplitude des PSP. Im Gegensatz zum Aktionspotential kann die Länge und Amplitude des PSP also je nach Erregung variieren.

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Curare sind muskellähmende Stoffe und wirken als kompetitive Hemmstoffe für Acetylcholin. Erkläre die Wirkungsweise von Curare.

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Acytylcholin ist ein Neurotransmitter, welcher v.a. bei den motorischen Endknöpfchen ausgeschüttet wird und vereinfacht durch Bindung an Rezeptoren ein PSP auslöst. Durch die Gabe von Curare wird Acetylcholin vom Rezeptor verdrängt. Curare bindet als kompetitiver Hemmstoff reversibel an den gleichen Rezeptoren wie Acetylcholin, ohne jedoch die damit verbundenen Ionenkanäle zu öffnen. Da zusammengefasst Acetylcholin nicht mehr binden kann, kann das Signal die Muskeln nicht mehr erreichen und es kommt zur temporären Muskelschwäche oder sogar zur Lähmung.

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Frage

Wer sorgt dafür, dass wieder das Ruhepotential in einer Nervenzelle hergestellt wird?

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Natrium-Kalium-Pumpe

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Welche Aufgabe erfüllen Neuronen (Nervenzellen) im Nervensystem?

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Sie leiten Erregungen weiter.

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Frage

Beschreibe den Zellkörper (Soma) eines Neurons.

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Kugel- oder birnenförmig und von einer Zellmembran umgeben, enthält der Zellkörper die Zellorganellen. Die Zentriolen, die während der Mitose den Spindelapparat ausbilden, fehlen. Somit ist ein Neuron nicht teilungsfähig. An der Membran des Zellkörpers werden Informationen, die über die Dendriten ankommen, zur Erregung, die über das Axon weitergeleitet wird, verarbeitet.

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Frage

Beschreibe die Dendriten eines Neurons.

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Die Dendriten sind die kurzen, verzweigen Fortsätze des Neurons. Über sie werden Erregungen zum Soma geleitet.

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Beschreibe das Axon eines Neurons.

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Das Axon beginnt am Axonhügel und endet in Verzweigungen, die zu Endknöpfchen verdickt sind. Dazwischen ist es lang und hat einen geringen Durchmesser. Über das Axon werden Erregungen vom Soma zu anderen Neuronen übertragen.

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Aus welchen zwei großen Bestandteilen besteht das Zentrale Nervensystem (ZNS)?

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Gehirn und Rückenmark.

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Was sind Gliazellen und welche Aufgaben erfüllen sie?

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Gliazellen umgeben die Nervenzellen und füllen die Räume zwischen Nervenzellen aus (vor allem im Gehirn). Sie schützen und stützen die Nervenzellen und versorgen sie mit Nährstoffen und Sauerstoff. Außerdem umhüllen und isolieren die Gliazellen die Axone.

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Frage

Was sind die Schwannschen Zellen?

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Schwannsche Zellen sind spezielle Gliazellen, die die Axone des peripheren Nervensystems umhüllen.

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Das periphere Nervensystem sind die Teile des Nervensystems, die ... von Gehirn und Rückenmark liegen.

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außerhalb

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Nervenfasern, die eine Markscheide aus Myelin aufweisen, nennt man ...

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marklose Nervenfasern

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Frage

Eine Nervenfaser besteht aus ...

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Soma, Dendriten und Axon

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Markhaltige Nervenfasern leiten eine Erregung ... als marklose Nervenfasern.

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langsamer

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Das ... Nervensystem besteht aus Gehirn und Rückenmark.

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zentrale

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Das ... Nervensystem bezeichnet das gesamte Nervensystem außerhalb von Gehirn und Rückenmark.

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somatische

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Frage

Das ... Nervensystem ist die Abteilung des Nervensystems, die willentliche Aktionen und eine bewusste Wahrnehmung der Umwelt ermöglicht.

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vegetative

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Frage

Das ... Nervensystem ist die Abteilung des Nervensystems, die automatische Vorgänge im Körper steuert.

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vegetative

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Frage

Womit informiert sich der Mensch von seiner Umwelt?

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 mithilfe seiner Sinnesorgane und des Nervensystems

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Was beinhaltet das Nervensystem?

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wie ein Netz, welches die gesamten Neuronen und Gliazellen beinhaltet

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Wie werden eintreffende Reize aufgenommen?

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  • werden von Sinneszellen (spezialisierte Nervenzellen) in elektrische Erregung umgewandelt
  • Neuronen (Nervenzellen) leiten diese Erregung weiter
  • Die vielen Milliarden Nervenzellen des menschlichen Körpers bilden untereinander zahlreiche Kontakte aus, die eine Verarbeitung der Information ermöglichen
  • Als Folge dieser Verarbeitung werden Erregungen über Nervenzellen zu Erfolgsorganen geleitet, um dort eine Reaktion auszulösen


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Frage

Wie kann das Nervensystem aufgeteilt werden?

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Antwort

entweder aufgrund seiner Topographie (Anatomie) oder seiner Funktion kann es eingeteilt werden 

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Wie heißen die zwei Bereiche, wenn man das Nervensystem topographisch aufteilt?

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Zentralnervensystem (ZNS) und peripheren Nervensystem (PNS)

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Woraus besteht die ZNS?

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besteht aus dem Rückenmark und dem Gehirn

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Woraus besteht das PNS?

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  • besteht aus afferenten und efferenten Neuronen
  • von Sinneszellen ziehen afferente (= sensible oder sensorische) Fasern zum Gehirn
  • Vom Gehirn ziehen die efferenten (= motorischen) Fasern zum Erfolgsorgan
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Welche Bereiche gibt es bei der funktionellen Einteilung des Nervensystems?

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somatischen und vegetativen Nervensystem

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Was ist das somatische Nervensystem (SNS)?

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Das sind die Anteile von Zentralnervensystem und peripherem Nervensystem, die mit der Verarbeitung bewusster Vorgänge zu tun haben

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Was ist das VNS?

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  • Das beinhaltet die Zentren und Fasern, die unbewusste oder unwillkürliche Vorgänge steuern
  • die Regulation und Aufrechterhaltung von Atmung (Lunge), Verdauung (Darmmotorik), Blutkreislauf (Herz), Ionenmilieu (Niere) und Körpertemperatur
  • Es erhält vom Zentralnervensystem Signale über Sinneseindrücke und Muskelbewegungen und kann diese berücksichtigen


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Frage

Woraus besteht das VNS noch, neben dem Zentralnervensystem?

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Antwort

aus Efferenzen (Nervenenden, die die Impulse weiterleiten) zur glatten Eingeweidemuskulatur, zur Herzmuskulatur und zu Drüsen

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Frage

Was macht der Sympathikus?

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steuert den Körper bei Erregung, d. h. er wirkt leistungssteigernd

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Frage

Was macht der Parasympathikus?

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Antwort

steuert den Körper in Ruhephasen, d. h. er wirkt beruhigend


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Was sind Gliazellen?

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  • Sind am Aufbau des Nervengewebes sind beim Menschen (und anderen höheren Vielzellern) die Gliazellen beteiligt
  • Sie umgeben die Nervenzellen und füllen v. a. im Gehirn die Räume zwischen den Nervenzellen aus (deshalb auch „Nervenleim“)
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Frage

Was sind die Aufgaben von Gliazellen?

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  • Stütz- und Schutzfunktion (ähnlich wie Bindegewebe)
  • Stoffwechselfunktion (Versorgung der Neuronen mit Nährstoffen und Sauerstoff)
  • Umhüllung und Isolierung der Axone
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Frage

Was ist ein Neuron?

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Antwort

eine Nervenzelle

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Aus was besteht ein Neuron?

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  • besteht aus den drei Zellabschnitten Soma (Zellkörper), Dendriten (kurze Fortsätze) und Axon (langer Fortsatz) mit Endknöpfchen (Synapse)


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Wie sieht der Zellkörper aus?

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ist von einer Zellmembran umgeben und hat meist

eine kugelige oder birnenförmige Gestalt (Durchmesser von 5 –100 µm)

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Frage

Was ist in das Cytoplasma eingebettet?

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es sind die typischen Zellorganellen einer tierischen Zelle eingebettet: Zellkern, Mitochondrien, Golgi-Apparat, endoplasmatisches Retikulum und Ribosomen

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Woran sind Zentriolen beteiligt?

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Sind an der Ausbildung des Spindelapparats bei der Mitose beteiligt

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Wann sind Neuronen nicht mehr teilungsfähig?

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Antwort

nach der Embryonalentwicklung

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Was sind Dendriten?

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Als Dendriten werden die kurzen, verästelten Fortsätze eines Neurons bezeichnet. Sie werden zum Ende hin immer dünner und erreichen eine Länge von einigen Zehntelmillimetern.

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Frage

Wodurch fällt das Axon meist auf?

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fällt häufig durch seinen gleichbleibenden geringen Durchmesser und seine Länge auf (bei manchen Neuronen im Rückenmark des Menschen über einen Meter lang)

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Frage

Wie ist ein Axon aufgebaut?

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Antwort

  • Der Anfangsbereich des Axons ist kegelförmig verdickt (Axonhügel)
  • Am Ende ist das Axon bzw. seine Endverzweigungen (Kollaterale) zu einem Endknöpfchen verdickt
  • Mit diesem Endknöpfchen nimmt ein Neuron Kontakt zu anderen Nervenzellen auf (Synapse)


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