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Neurotransmitter

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Für was sind Neurotransmitter wichtig?

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wichtig für die Erregung einer Nervenzelle

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Was sind Neurotransmitter?

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  • Neurotransmitter (oder kurz einfach nur Transmitter) genannt, sind Überträgerstoffe wodurch die Erregungsübertragung an chemischen Synapsen erfolgt
  • Sie übertragen, verstärken oder auch modulieren die Reize von einer Nervenzelle zu einer anderen
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Wo findet man Neurotransmitter?

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  • 1921 konnte Otto Loewi an isolierten Froschherzen die Existenz von chemischen Überträgerstoffen zeigen
  • Der Herzschlag bei Fröschen wird durch Nerven gesteuert
  • Die Signale solcher Nerven an die nachgeschalteten Herzmuskelfasern konnten per Pipette abgesaugt werden
  • Mit dieser Lösung in der Pipette konnte auch der Schlag von fremden Herzen beeinflusst werden. Heute ist der Botenstoff analysiert und seine Strukturformel bekannt – er heißt Acetylcholin (ACh)
  • Betrachtet man ein einzelnes präsynaptisches Endknöpfchen im Elektronen-Mikroskop, so fallen kreisförmige Strukturen auf
  • Es handelt sich hierbei um winzige Bläschen, synaptische Vesikel
  • Diese dienen dem Motoneuron zur Speicherung des Transmitters Acetylcholin


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Was passiert, wenn es zu einer überschwelligen Erregung des Motoneurons kommt?

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  • Es wandern Aktionspotenziale axonabwärts zu den Endknöpfchen
  • Diese Aktionspotenziale lösen ein Verschmelzen der präsynaptischen Speichervesikel mit der Neuronenmembran aus
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Wie diffundiert in den synaptischen Spalt freigesetztes Acetylcholin?

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diffundiert in weniger als 0,1 ms Postsynaptisch durch den synaptischen Spalt zur postsynaptischen Membran und erreicht dort sitzende Rezeptoren

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Wie wird die Rezeptorenform verändert?

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Wie ein Schlüssel ins Schloss passen die Transmittermoleküle zu ihrem Rezeptor – und verändern dessen Form

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Was passiert, nachdem die Rezeptorenform verändert wurde?

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  • bewirkt die Öffnung von Na+-Kanälen
  • Kurzzeitig strömen Natrium-Ionen in die Muskelzelle und depolarisieren die postsynaptische Membran
  • Ein postsynaptisches Potenzial (PSP) entsteht
  • Je nach auslösender Aktionspotenzial-Frequenz bzw. freigesetzter Transmittermenge variiert das PSP
  • Erst ab einem Schwellenwert führt das Transmittersignal zur Kontraktion der Muskelfaser


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Was muss passieren, um eine Repolarisierung der Postsynapse zu ermöglichen?

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  • Nur kurz bindet der Transmitter an den Rezeptor
  • Möglichst rasch nach der erfolgten Signalübertragung muss er den Rezeptor verlassen um eine Repolarisierung der Postsynapse zu ermöglichen
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Was bewirkt eine  Daueraktivierung z. B. im Bereich der Herz- bzw. Rippenmuskulatur?

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würde den Herzstillstand bzw. eine Atemlähmung bewirken und damit den Tod bedeuten.


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Wie werden Transmitterspeicher wieder aufgefüllt?


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  • Ein Enzymmolekül spaltet pro Sekunde ca. 25 000 ACh-Moleküle in die nicht-reaktiven Komponenten Acetat und Cholin
  • Beide werden dann aus dem synaptischen Spalt per Endozytose in die Präsynapse aufgenommen
  • ACh wird enzymatisch resynthetisiert und wieder in Vesikel verpackt
  • Damit ist der Acetylcholin-Kreislauf geschlossen
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Welche Funktion hat 

Acetylcholin (ACh)?

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Steuerung von Muskelzellen (hemmend und erregend)

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Welche Funktion hat Gammaaminobuttersäure (GABA)?

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hemmende Wirkung im Neocortex

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Welche Funktion hat Glutaminsäure?

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erregende Wirkung im Neocortex

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Welche Funktion hat Dopamin?

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erregende Wirkung im Mittelhirn

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Welche Funktion hat Serotonin?

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dämpfende Wirkung im Hypothalamus

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Welche Funktion hat Noradrenalin?

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Stressbewältigung im Gehirn, Herz, ZNS

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In welche Gruppen können Rezeptormoleküle für Transmitter geteilt werden?

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  • Bei den ligandengesteuerten (auch: ionotropen) Rezeptoren öffnet sich im Rezeptormolekül sofort beim Andocken der Transmittermoleküle ein Ionenkanal und die entsprechenden Ionen können in die postsynaptische Zelle einströmen
  • G-Protein-gesteuerte (auch: metabotrope) Rezeptoren sind über ein Second-Messenger-System über sog. G-Proteine an Ionenkanäle gekoppelt und lösen so indirekt und relativ langsam eine postsynaptische Reaktion aus
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Frage

Was sind Echte Transmitter?

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  • Echte Transmitter wie Acetylcholin, Noradrenalin, Dopamin, Serotonin und Gamma-amino-Buttersäure wirken als kurzlebige Botenstoffe im Extrazellulärraum auf die Kanäle ihrer Zielzellen
  • Sie sind chemische Substanzen, die als Überträgerstoffe Erregungen auf ihrer Zielzellen übertragen und sehr schnell enzymatisch abgebaut oder wieder resorbiert werden
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Was sind Neuro-Hormone oder Neuropeptide?

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  • bestehen aus 2 – 39 Aminosäuren. Sie werden ins Blut sezerniert, haben eine große Reichweite und eine, mit Transmittern verglichen, relativ hohe Lebensdauer
  • Zu ihnen zählen z. B. Endorphine, die wie Morphine an Opiat-Rezeptoren binden. Endorphine, Enkephaline und andere Neuro-Hormone wirken über G- Proteine oder über die direkte Aktivierung von Enzymen (z. B. Tyrosinkinasen)


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