Glossar Neurobiologie
– Struktur und Funktion des Nervensystems –
Neuron oder Nervenzelle: ist ein spezialisierter Zelltyp, der Informationen in Form von elektrischen Signalen verarbeiten und weiterleiten kann.
Ganglion: ein aus Neuronen bestehender Knoten.
Strickleiternervensystem: Zwei Nervenstränge sind über Ganglien miteinander verknüpft.
Cephalisation: evolutionärer Entwicklungsprozess, bei dem sich der Kopf zunehmend morphologisch vom Körper abgrenzt.
zentrales Nervensystem, ZNS: gliedert sich in Gehirn und Rückenmark. Hier werden alle wichtigen Informationen verarbeitet und finden wichtige Steuerungsprozesse statt.
peripheres Nervensystem: Bezeichnung für alle Neuronen, die Informationen von den Körpergeweben zum ZNS oder vom ZNS zu den Geweben leiten.
afferente Neuronen: leiten Informationen von den Sinneszellen oder Sinnesorganen zum ZNS.
efferente Neuronen: leiten Signale vom ZNS zu den jeweiligen Muskeln.
somatisches Nervensystem: ist für alle Prozesse zuständig, die willkürlich gesteuert werden, wie muskelkoordinierte Bewegungsabläufe.
autonomes Nervensystem, auch vegetatives Nervensystem: Es ist für alle Prozesse zuständig, die nicht willentlich beeinflusst werden können, wie die Steuerung der Eingeweide.
Wirbeltiergehirn: besteht aus fünf Gehirnabschnitten, die sich während der Embryonalentwicklung bilden: Großhirn, Zwischenhirn, Mittelhirn, Kleinhirn und Nachhirn.
Hemisphären: Unterteilung des Großhirns in eine rechte und eine linke Hälfte, die durch ein Nervenbündel, den Balken, verbunden sind.
Großhirn: übergeordnetes Zentrum für die Verarbeitung von Sinneseindrücken und des Bewusstseins.
Zwischenhirn: gliedert sich in Thalamus und Hypothalamus. Der Thalamus verarbeitet sensorische und motorische Informationen und leitet sie zum Großhirn. Der Hypothalamus reguliert das autonome Nervensystem und ist für die Regulation des Hormonhaushalts verantwortlich.
Großhirnrinde, Cortex: äußerer Teil des Großhirns und übergeordnetes sensorisches und motorisches Zentrum der Säugetiere. Der Cortex gliedert sich in Stirnlappen, Scheitellappen, Schläfenlappen und Hinterhauptlappen.
Rindenfelder: Gliederung der Großhirnrinde in verschiedene sensorische und motorische Funktionsbereiche.
Soma: Zellkörper eines Neurons.
Axon: schmaler, bis zu 1 m langer Zellfortsatz eines Neurons. Axone werden auch als Neuriten oder Nervenfaser bezeichnet.
Axonhügel: verdickter Bereich des Axons am Übergang vom Soma zum Axon. Dort entsteht bei ausreichender Erregung ein Aktionspotenzial.
Synapsenendknöpfchen: verdickte Struktur am Ende eines Axons. Da Axone häufig verzweigt sind, weisen sie eine Vielzahl an Synapsenendknöpfchen auf.
Dendriten: stark verzweigte Zellfortsätze eines Neurons, die eine baumkronenähnliche Struktur aufweisen.
Synapse: Kontaktstelle zwischen zwei Neuronen.
Gliazellen: Zellen des Nervensystems, die kleiner als Neuronen sind und diese unterstützen.
Astrozyten: sind die häufigsten Gliazellen. Sie regulieren die chemische Zusammensetzung der Zellumgebung der Neuronen und beeinflussen ihr Wachstum.
Blut-Hirn-Schranke: Barriere zwischen dem Blutkreislauf und dem ZNS. Sie verhindert das Eindringen giftiger Substanzen in das ZNS.
Myelinscheide: Lipidschicht um die Axone von Wirbeltieren, die sie elektrisch isoliert. Sie wird von spezifischen Gliazellen gebildet. Die Gliazellen umwickeln das Axon, sodass ihre Zellmembranen dicht aneinanderliegen.
Schwann-Zellen: Gliazellen, die die Myelinscheide im peripheren Nervensystem bilden.
Oligodendrozyten: Gliazellen, die die Myelinscheide im zentralen Nervensystem bilden.
Ranvier-Schnürringe: freiliegende Abschnitte der Axone zwischen den Myelinscheiden. Sie ermöglichen eine schnelle Erregungsleitung.
unipolare Zellen: Neuronen mit nur einem Zellfortsatz. Sie kommen bei den meisten wirbellosen Tieren vor.
bipolare Zellen: Neuronen mit zwei Fortsätzen, zum Beispiel in der Netzhaut des Auges von Wirbeltieren.
multipolare Zellen: Neuronen mit einer starken Verästelung der Dendriten. Hierzu gehören die Purkinje-Zellen im Kleinhirn.
– Neuronale Signalübertragung –
Ionenkanäle: Kanäle in der Zellmembran, die für bestimmte Ionen selektiv permeabel sind.
Konzentrationsgradient: Maß für das Gefälle des Konzentrationsunterschieds eines gelösten Stoffes, hier in einem biologischen System.
Potenzialdifferenz: gemessene Spannung zwischen der Zellinnenseite und der Zellaußenseite aufgrund der unterschiedlichen Verteilung geladener Ionen.
Gleichgewichtspotenzial: berechnetes Potenzial für eine Ionenart am Neuron. Es resultiert aus dem elektrischen Potenzial und den entgegengesetzt gerichteten Anziehungskräften aufgrund des Konzentrationsgradienten.
Membranpotenzial: gemessene Spannung am Neuron zwischen Zellaußenseite und Zellinnenseite.
Patch-Clamp-Technik: In den 1970er-Jahren entwickelte Methode zur Messung der Spannung an einzelnen Ionenkanälen.
Ruhepotenzial: gemessene Spannung zwischen dem Axoninneren und der extrazellulären Umgebung im Ruhezustand eines Neurons.
Kaliumionenhintergrundkanäle: ständig geöffnete Kaliumionenkanäle, die das Ruhepotenzial eines Axons besonders bestimmen.
Natrium-Kalium-Pumpe: Carrierprotein in der Axonmembran, das Kaliumionen in das Neuron und Natriumionen aus dem Neuron unter ATP-Verbrauch herausbefördert.
Schwellenwert: Bezeichnung für die Spannung, die das Membranpotenzial mindestens erreichen muss, damit ein Aktionspotenzial ausgelöst wird.
Aktionspotenzial: schnelle Potenzialveränderung an der Membran eines Axons, die durch einen Reiz ausgelöst wird, nachdem der Schwellenwert erreicht oder überschritten wurde.
Depolarisation: kurzfristige Umkehr der Spannungsverhältnisse an der Axonmembran aufgrund der Öffnung spannungsgesteuerter Natriumionenkanäle und dadurch einströmende Natriumionen im Verlauf eines Aktionspotenzials.
Repolarisation: Rückkehr zu den ursprünglichen Spannungsverhältnissen am Axon durch Ausströmen der Kaliumionen nach Öffnen der spannungsgesteuerten Kaliumionenkanäle während eines Aktionspotenzials.
Hyperpolarisation: kurzfristig erhöhte Spannung am Ende eines Aktionspotenzials über das Ruhepotenzial hinaus.
Refraktärzeit: Zeitraum verminderter Erregbarkeit eines bestimmten Bereichs der Axonmembran nach Durchlauf eines Aktionspotenzials.
saltatorische Erregungsleitung: Aktionspotenziale springen an myelinisierten Neuronen von Ranvier-Schnürring zu Ranvier-Schnürring und werden deshalb erheblich schneller weitergeleitet als an nicht myelinisierten Neuronen.
chemische Synapsen: Synapsen, bei denen die Informationsübertragung durch einen chemischen Botenstoff, einen Neurotransmitter, erfolgt.
transmittergesteuerte Ionenkanäle: Ionenkanäle, die sich nur öffnen, wenn bestimmte Neurotransmitter an ihre spezifischen Rezeptoren binden.
spannungsgesteuerte Ionenkanäle: Ionenkanäle, die sich öffnen, sobald an der Axonmembran eine bestimmte Spannung erreicht wird.
Acetylcholin-Rezeptor: spezifischer Rezeptor der Natriumionenkanäle an der postsynaptischen Membran cholinerger Synapsen.
Acetylcholinesterase: Enzym, das Acetylcholin durch Spaltung in Cholin und einen Acetatrest inaktiviert.
elektrische Kopplung: passive Weiterleitung des elektrischen Signals aufgrund des Ionenstroms an einer elektrischen Synapse, die über Proteinkanäle, die Gap junctions, gebildet wird.
exzitatorisches postsynaptisches Potenzial: entsteht durch Depolarisation der postsynaptischen Membran an einer erregenden Synapse.
inhibitorisches postsynaptisches Potenzial: entsteht durch Hyperpolarisation der postsynaptischen Membran an einer hemmenden Synapse.
räumliche Summation: An mehreren erregenden Synapsen kommt es zeitgleich zu Depolarisationen, die miteinander verrechnet werden.
zeitliche Summation: Die an einer Synapse entstehenden postsynaptischen Potenziale werden miteinander verrechnet.
synaptische Integration: Verrechnung aller an einer Synapse erzeugten Potenziale.
digitale Codierung: Alles-oder-nichts-Prinzip bei Aktionspotenzialen. Die Stärke des Reizes wird durch die Frequenz codiert.
analoge Codierung: Die Stärke des Reizes wird durch die Menge des ausgeschütteten Neurotransmitters codiert.
Modulation: Beeinflussung der Erregbarkeit von Neuronen durch Second-Messenger-Übertragungswege.
Neurotoxine: Giftstoffe, die das Nervensystem angreifen und die Informationsübertragung stören.
– Vom Reiz zur Reaktion –
adäquater Reiz: spezifischer Reiz, für den ein Rezeptor empfindlich ist.
Signaltransduktion: Verarbeitung eines Reizes über einen Verstärkungsmechanismus zu elektrischen Signalen.
Second-Messenger: sekundärer Botenstoff, der Signale verstärkt.
G-Protein: Protein mit dem Cosubstrat GDP. Es wird durch einen Neurotransmitter aktiviert und wirkt indirekt als Second Messenger auf Ionenkanäle.
blinder Fleck: Austrittsstelle des Sehnervs in der Netzhaut ohne Fotorezeptoren.
gelber Fleck, Fovea: Bereich des schärfsten Sehens auf der Netzhaut mit sehr hoher Zapfendichte.
Fotorezeptor: Es gibt zwei Typen von Lichtsinneszellen in der Netzhaut: Stäbchen sind lichtempfindlicher und für das Sehen bei Dämmerung, Zapfen für das Farbensehen zuständig.
Rhodopsin: Sehfarbstoff, bestehend aus dem lichtabsorbierenden Farbstoff Retinal und dem Membranprotein Opsin.
Fototransduktion: Verarbeitung des Lichtreizes zu einem Nervenimpuls.
Rückenmark: schließt an den Hirnstamm an und verläuft innerhalb der Wirbelsäule. Es leitet alle afferenten Signale zum Gehirn und alle efferenten Signale zu den Muskeln.
neuromuskuläre Synapse, motorische Endplatte: Synapse zwischen Motoneuron und Muskelfaser.
Aktinfilament: Filament aus miteinander verdrillten Ketten kugelförmiger Aktinmoleküle.
Myosinfilament: Bündel von Myosinmolekülen mit kugelförmigen Köpfen und einem fadenartigen Fortsatz.
Tetanus: dauerhafte Muskelkontraktion.
Gleitfilamenttheorie: Modellvorstellung zur Kontraktion der Sarkomere, nach welcher Aktin- und Myosinfilamente durch die Beweglichkeit des Myosinköpfchens aneinander vorbeigleiten.
– Endogene und exogene Stoffe –
Hormon: chemischer Botenstoff mit regulatorischer Funktion, der von spezialisierten Zellen produziert und über Blut und Lymphe zu spezifischen Zielzellen transportiert wird.
Proteohormon: Es gehört zu den Proteinen, ist wasserlöslich und bindet extrazellulär an die Zielzelle.
Steroidhormon: Es ist lipidlöslich, gelangt daher im Blut mithilfe von Transportproteinen zu den Zielzellen, passiert leicht die Zellmembran und bindet intrazellulär an einen Transkriptionsfaktor.
Gewebehormon: wird nicht von einer Drüse, sondern von einer Einzelzelle produziert und gelangt meist über Diffusion zu Zielzellen in der näheren Umgebung.
endokrine Drüse: Sie gibt ihr Sekret ins Körperinnere ab.
glandotropes Hormon: Es kontrolliert die Aktivität einer anderen Hormondrüse.
gonadotropes Hormon: Es wirkt auf die Gonaden, also Hoden und Eierstöcke.
negative Rückkopplung: Wirkungsprinzip, bei dem ein Stoff hemmend auf die eigene Herstellung wirkt.
vegetatives Nervensystem: Teil des peripheren Nervensystems, das für die unwillkürliche Steuerung grundlegender Lebensfunktionen verantwortlich ist.
Homöostase: Konstanthaltung eines inneren Milieus durch Regulation.
Sympathikus: Teil des vegetativen Nervensystems, der grundsätzlich eine Leistungssteigerung des Organismus bewirkt.
Parasympathikus: Antagonist des Sympathikus, der grundsätzlich der Erholung und Regeneration dient.
psychoaktive Substanz: zugeführter Wirkstoff, der auf die Psyche und das Bewusstsein wirkt.
psychische Abhängigkeit: Verlangen nach Drogen zur Erlangung eines Lustgefühls oder zur Vermeidung von Unwohlsein.
Opioid-Rezeptor: Rezeptormolekül für körpereigene Endorphine und Opioide pflanzlicher Herkunft.
Adenylatzyklase: Enzym, das als Teil des secondmessenger-Systems die Umwandlung von ATP zu cAMP katalysiert.
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