Von der Zelle zum Neuron
Die Zelle:
Was ist eine Zelle?
Es gibt Zellen, die als Einzelwesen existieren: z. Bsp. die Amöbe (Erreger der Amöbenruhr). Diese Zelle hat alle Organellen, um allein existieren zu können und sich fortzupflanzen. Meistens aber finden sich Zellen in einem Verbund (oft als spezielles Organ). Eine Zelle ist ein paar Hundertstel mm groß, daher besser mit einem Mikroskop zu beobachten. Durch Beobachtung mit dem Elektronenmikroskop können die Ultrastrukturen einer Zelle studiert werden: Zellmembran, Cytoplasma, Zellkernmembran, Zellkern, Mitochondrien, rauhes (rough endoplasmatic reticulum = RER) und glattes endoplasmatisches Reticulum (smooth endoplasmatic reticulum = SER), Golgiapparat, Nahrungsvakuolen, Filamente. Im Zellkern ist die genetische Information in Form der Desoxyribonucleinsäure (DNS, englisch desoxyribonleinacid = DNA) gespeichert. Bei der Zellteilung verdoppeln sich die Chromosomen, die Zelle schnürt sich ab und es entstehen 2 Zellen mit dem gleichen Chromosomensatz. Die Anzahl der Chromosomen ist für jede Spezies Lebewesen unterschiedlich (beim Menschen gibt es 22 Paare Autosomen sowie bei der Frau zwei X und beim Mann ein X und ein Y Heterosom, insgesamt also 46 Chromosomen). Einzelheiten über die Vererbung, Genetik und Cytogenetik werden in der Vorlesung "Vererbung, Umwelt und Verhalten“ behandelt.
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Inhaltsverzeichnis
Die Zelle:
Was ist eine Zelle?
Zellbiologie:
Zucker:
Fettsäuren:
Eiweiß:
Nukleotide:
Enzyme
Zellmembran:
Interstitium
Diffusion und Osmose
Stoffaustausch der Zelle mit ihrer Umgebung: Endozytose, Exozytose
Stoffaustausch innerhalb der Zelle
Zellbestandteile, Strukturen und Funktionen:
Fragen zur Zelle :
Die Nervenzelle
Aufbau des Neurons
Elektrische Erregungsleitung
Wie pflanzt sich die Erregung in einer Nervenfaser fort?
Die chemische Reizübertragung
Spezialisierte Neurone: Input-Zellen (afferente Neurone)
Afferente Nerven:
Efferente Neurone (Effektorzellen, Motorneurone)
Gliazellen
Blut-Hirn-Schranke
Fragen zur Nervenzelle:
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit vermittelt ein grundlegendes Verständnis über den Aufbau und die Funktionsweise biologischer Zellen sowie deren spezialisierte Weiterentwicklung als Nervenzellen zur Reizleitung und Informationsverarbeitung.
- Grundlagen der Zellbiologie und zelluläre Bestandteile
- Stoffwechselprozesse und Energiegewinnung in der Zelle
- Struktur und elektrische Reizleitung von Neuronen
- Chemische Signalübertragung an Synapsen
- Spezialisierung von afferenten und efferenten Nerven
Auszug aus dem Buch
Die Nervenzelle
Die Nervenzelle (das Neuron) ist eine hochspezialisierte Zelle und besteht aus einem Zellleib (im Prinzip ähnlich aufgebaut wie die oben beschriebene Zelle) und 2 Arten von Zellfortsätzen: das Axon und die Dendriten (siehe Abb. mit Golgi-Färbung). Die Dendriten sind meist sehr kurz und nehmen die Signale anderer Axone auf und geben sie an den Zellleib weiter. Das Axon hingegen ist eine Faser, die auch sehr lang sein kann (bis zu 1 m) und zur Fortleitung der Impulse dient. Die Nervenfaser kann von einer Myelinhülle (aus fettigen Molekülen) umhüllt sein (markhaltige Fasern), sie wird in regelmäßigen Abständen durch die Ranvier´schen Schnürringe unterbrochen.
Daneben gibt es auch noch die Schwann´schen Zellen und Blutgefäße, die dem Stoffwechsel der Nervenfaser dienen. Das elektrische Nervensignal springt von Schnürring zu Schnürring (saltatorisch) und wird dort auf gleicher Spannung gehalten. Am Ende verdickt sich die Axonfaser und formt einen Teil der Synapse (das präsynaptische Ende), d. h. die proximale Stelle der Verbindung mit dem nächsten Neuron (siehe Abb.). Daneben gibt es aber auch noch die pseudounipolaren Zellen, deren Fasern Afferenzen von Rezeptoren (z. Bsp. für Schmerz, Hitze, Kälte, Tastgefühl, Dehnung, Spannung, Blutdruck, Sauerstoffpartialdruck, pH etc.) nach diversen Umschaltungen zum Cortex leiten. Es gibt aber auch marklose Fasern.
Zusammenfassung der Kapitel
Die Zelle: Einführung in den grundlegenden Aufbau und die biologischen Funktionen sowie die genetischen Informationen von Zellen.
Die Nervenzelle: Detaillierte Darstellung des Aufbaus von Neuronen sowie deren elektrische und chemische Signalverarbeitungsprozesse.
Schlüsselwörter
Zellbiologie, Mitochondrien, Zellmembran, Neuron, Axon, Dendriten, Synapse, Aktionspotential, Neurotransmitter, Gliazellen, Blut-Hirn-Schranke, Afferente Nerven, Efferente Nerven, Reizübertragung, Stoffwechsel
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der biologischen Basis des Lebens auf zellulärer Ebene und der hochspezialisierten Funktionsweise der Nervenzellen im menschlichen Organismus.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die Schwerpunkte liegen auf dem Aufbau von Zellen, deren biochemischen Prozessen, der elektrischen Erregungsleitung in Nervenfasern sowie der chemischen Kommunikation an Synapsen.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist es, den Aufbau und die spezialisierten Mechanismen von Zellen und Neuronen verständlich darzulegen, um die Entstehung und Weiterleitung von Informationen im Körper zu erklären.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Der Text basiert auf physiologischen und biologischen Grundlagen, ergänzt durch mikroskopische und färbetechnische Verfahren wie die Golgi-Färbung zur Untersuchung von Nervenfasern.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die Zellbiologie (Bausteine, Energie, Membranen) und die Neurophysiologie (Aufbau des Neurons, elektrische Erregungsleitung, synaptische Übertragung und Rezeptorfunktion).
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Zellbiologie, Neuron, Stoffwechsel, Synapse, Aktionspotential und Rezeptorpotential sind die zentralen Begriffe.
Wie genau funktioniert die saltatorische Erregungsleitung?
Bei markhaltigen Fasern springt das elektrische Signal von Schnürring zu Schnürring, was die Geschwindigkeit der Impulsweiterleitung deutlich erhöht.
Was unterscheidet das Rezeptorpotential vom Aktionspotential?
Während das Aktionspotential ein "Alles-oder-Nichts-Prinzip" verfolgt, ist das Rezeptorpotential in seiner Stärke abgestuft (graded).
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- Syzane Berisha (Author), 2001, Von der Zelle zum Neuron, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/790
