Neuronen und Synapsen. Prof. Dr. Silvio Rizzoli Tel: ;

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1 Neuronen und Synapsen Prof. Dr. Silvio Rizzoli Tel: ;

2 Neuronen und Synapsen 1. Stunde: Übersicht über Eigenschaften des Neurons und des Axons. Elektrische Synapsen. 2. Stunde: Die chemische Synapse. Die neuromuskuläre Endplatte als Beispiel. 3. Stunde: Die Mechanismen der Exozytose. 4. Stunde: Die Mechanismen der Endozytose. 5. Stunde: Postsynaptische Rezeptoren. 6. Stunde: Synaptische Integration: Summierung, Inhibition. 7. Stunde: Synaptische Plastizität. 8. Stunde: Gliazellen.

3 Figure 10-1 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) Membranen

4 Plasmamembran aus Phospholipiden Hydrophob Hydrophil Lipophob Lipophil Kopfgruppe + Phosphat + Glycerol + 2 Fettsäurereste

5 Plasmamembran aus Phospholipiden Hydratation: Anlagerung von Wassermolekülen an Ionen oder polare moleküle

6 Ionenkanälen: Proteinkomplexe

7 Na-Kanälen Eijkelkamp et al., 2012

8 Das Aktionspotential (AP) Detlev Schild

9 Leitwerte Was konnte Alles-oder-Nichts hier bedeuten? Detlev Schild

10 Refraktärzeiten Detlev Schild

11 Funktionelle Bereiche eines Neurons Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009

12 Gliazellen Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009

13 Informationsleitung Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009

14 Synapsen

15 Gap Junctions sind Poren von eine Zelle in eine benachbarte Zelle Detlev Schild

16 Struktur von Gap Junctions Atomkraftmikroskopie earch_images/afm.jpg Sosinsky et al., 2005

17 Gap junctions sind Poren von eine Zelle in eine benachbarte Zelle Detlev Schild

18 Gap junctions sind nicht Tight Junctions! Epithelia Permeabilität Warum? Detlev Schild

19 Neuronen und Synapsen 1. Stunde: Übersicht über Eigenschaften des Neurons und des Axons. Elektrische Synapsen. 2. Stunde: Die chemische Synapse. Die neuromuskuläre Endplatte als Beispiel. 3. Stunde: Die Mechanismen der Exozytose. 4. Stunde: Die Mechanismen der Endozytose. 5. Stunde: Postsynaptische Rezeptoren. 6. Stunde: Synaptische Integration: Summierung, Inhibition. 7. Stunde: Synaptische Plastizität. 8. Stunde: Gliazellen.

20 Synapsen Alberts, Johnson, Walter, Lewis. Molecular Biology of the Cell, Taylor & Francis, 2007

21 Birks, 1960 Synapsen

22 Minis vs. EPSC (EPP) EPSCs Katz, J Neurocytol, 1993; Rizzoli and Betz, J Neurosci, 2002

23 Del Castillo and Katz, J Physiol, 1955; Rizzoli and Betz, Science, 2004 Elektrophysiologie

24 Minis vs. EPSC (EPP) Boyd und Martin, 1995; courtesy of John Heuser

25 Minis vs. EPSC (EPP) Boyd und Martin, 1995; courtesy of John Heuser

26 Minis vs. EPSC (EPP) Boyd und Martin, 1995; courtesy of John Heuser

27 Nicht-stimulierte Synapse Heuser and Reese, 1973

28 Stimulierte Synapse Heuser and Reese, 1973

29 Heuser and Reese, 1973

30 1970; Courtesy of John Heuser

31 1970; Courtesy of John Heuser

32 1970; Courtesy of John Heuser

33 1970; Courtesy of John Heuser

34 1970; Courtesy of John Heuser

35 1979; Courtesy of John Heuser

36 Endplatte Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009

37 Subsynaptische Einfaltungen Slater, J Neurocytol, 2003

38 Courtesy of Detlev Schild Pharmakologie:

39 Neuronen und Synapsen 1. Stunde: Übersicht über Eigenschaften des Neurons und des Axons. Elektrische Synapsen. 2. Stunde: Die chemische Synapse. Die neuromuskuläre Endplatte als Beispiel. 3. Stunde: Die Mechanismen der Exozytose. 4. Stunde: Die Mechanismen der Endozytose. 5. Stunde: Postsynaptische Rezeptoren. 6. Stunde: Synaptische Integration: Summierung, Inhibition. 7. Stunde: Synaptische Plastizität. 8. Stunde: Gliazellen.

40 Vesikelrezyklierung Rizzoli, EMBO J, 2014

41 Vesikelfusion: docking, SNAREs, synaptotagmin Rizzoli, EMBO J, 2014

42 Freisetzung (SNAREs) SNARES Jahn and Scheller, Nat Rev Molec Cell Biol, 2006

43 Post-Vesikelfusion: SNARE freisetzung Rizzoli, EMBO J, 2014

44 Pharmakologie: SNAREs

45 Tetanus Sir Charles Bell's portrait of a man with generalized tetanus and evident opisthotonus and risus sardonicus.(original in the Royal College of Surgeons of Edinburgh, Scotland) Courtesy of Diethelm Richter

46 Neuronen und Synapsen 1. Stunde: Übersicht über Eigenschaften des Neurons und des Axons. Elektrische Synapsen. 2. Stunde: Die chemische Synapse. Die neuromuskuläre Endplatte als Beispiel. 3. Stunde: Die Mechanismen der Exozytose. 4. Stunde: Die Mechanismen der Endozytose. 5. Stunde: Postsynaptische Rezeptoren. 6. Stunde: Synaptische Integration: Summierung, Inhibition. 7. Stunde: Synaptische Plastizität. 8. Stunde: Gliazellen.

47 Vesikelrezyklierung Rizzoli, EMBO J, 2014

48 Endozytosis McMahon and Boucrot, 2012

49 Endozytosis McMahon and Boucrot, 2012

50 Un-coating und re-filling Rizzoli, EMBO J, 2014

51 Sekundär aktiver Transport: Anti und Symporter Detlev Schild

52 Neuronen und Synapsen 1. Stunde: Übersicht über Eigenschaften des Neurons und des Axons. Elektrische Synapsen. 2. Stunde: Die chemische Synapse. Die neuromuskuläre Endplatte als Beispiel. 3. Stunde: Die Mechanismen der Exozytose. 4. Stunde: Die Mechanismen der Endozytose. 5. Stunde: Postsynaptische Rezeptoren. 6. Stunde: Synaptische Integration: Summierung, Inhibition. 7. Stunde: Synaptische Plastizität. 8. Stunde: Gliazellen.

53 Ionenkanälen: Proteinkomplexe Electronmikroskopie

54 Tollkirsche = Atropa belladonna (Parasympatholytikum)

55 Tollkirsche = Atropa belladonna (Parasympatholytikum) Atropin Bindet an den muskarinischen Rezeptoren des Parasympathikus (ACh) Wirkung ACh Lähmung des parasympathisch innervierten sphincter pupillae (Nervus oculomotorius) Mydriasis

56 Mechanismen: Ionotrope Rezeptoren Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010

57 Mechanismen:Metabotrope Rezeptoren Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010

58 Öffnungszeiten Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010

59 AMPA vs. NMDA Rezeptoren Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010

60 Neuronen und Synapsen 1. Stunde: Übersicht über Eigenschaften des Neurons und des Axons. Elektrische Synapsen. 2. Stunde: Die chemische Synapse. Die neuromuskuläre Endplatte als Beispiel. 3. Stunde: Die Mechanismen der Exozytose. 4. Stunde: Die Mechanismen der Endozytose. 5. Stunde: Postsynaptische Rezeptoren. 6. Stunde: Synaptische Integration: Summierung, Inhibition. 7. Stunde: Synaptische Plastizität. 8. Stunde: Gliazellen.

61 Reizverarbeitung: Konvergenz, Divergenz Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009

62 Summation räumliche und zeitliche

63 Reizverarbeitung: Hemmung Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009

64 Reziproke antagonistische Hemmung Schmidt pg 137. abb 7.7 Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010

65 Reziproke antagonistische Hemmung Klinke pg 768. abb 23.6 A Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009

66 Autogene Hemmung Klinke, pg 768, abb 23.6 B Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009

67 Verschiedene Afferenzen Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010

68 Lokomotion Kandel, Schwarts, Jessel, Principles of Neural Science, McGraw-Hill, 2012

69 Komplexität von Beugereflex/Streckreflex Klinke, pg 770, abb 23.7 Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009

70 Rhytmische Aktivität, G. Brown um 1911 Kandel, Schwarts, Jessel, Principles of Neural Science, McGraw-Hill, 2012

71 Neunauge Kandel, pg 745, 37-5 Kandel, Schwarts, Jessel, Principles of Neural Science, McGraw-Hill, 2012

72 Lateralen Inhibition (Hemmung) Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009

73 Neuronen und Synapsen 1. Stunde: Übersicht über Eigenschaften des Neurons und des Axons. Elektrische Synapsen. 2. Stunde: Die chemische Synapse. Die neuromuskuläre Endplatte als Beispiel. 3. Stunde: Die Mechanismen der Exozytose. 4. Stunde: Die Mechanismen der Endozytose. 5. Stunde: Postsynaptische Rezeptoren. 6. Stunde: Synaptische Integration: Summierung, Inhibition. 7. Stunde: Synaptische Plastizität. 8. Stunde: Gliazellen.

74

75 Cajal, ~ : Spines

76

77 Zelluläre Mechanismen des Lernens Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010

78 Zelluläre Mechanismen des Lernens Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010

79 Zelluläre Mechanismen des Lernens

80 Zelluläre Mechanismen des Lernens

81 Langzeitpotenzierung (LTP) Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010

82 Langzeitpotenzierung (LTP) Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009

83 Langzeitpotenzierung (LTP) Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009

84 Langzeitpotenzierung (LTP) Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009

85 Langzeitdepression (LTD)

86 Langzeitdepression (LTD) Klinke, pg 836, fig 25.13b

87 Myasthenia gravis

88 Neuronen und Synapsen 1. Stunde: Übersicht über Eigenschaften des Neurons und des Axons. Elektrische Synapsen. 2. Stunde: Die chemische Synapse. Die neuromuskuläre Endplatte als Beispiel. 3. Stunde: Die Mechanismen der Exozytose. 4. Stunde: Die Mechanismen der Endozytose. 5. Stunde: Postsynaptische Rezeptoren. 6. Stunde: Synaptische Integration: Summierung, Inhibition. 7. Stunde: Synaptische Plastizität. 8. Stunde: Gliazellen.

89 Gliazellen Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009

90 Astrozyten GLUT3 NT-Versorgung Energie- Versorgung GLUT1 NT Aufnahme GLUT2 Na + Ionale Homeostase Courtesy of Diethelm Richter

91 Oligodendrozyten Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009

92 Macrophagen Migration Pathologie Proliferation Amöboide Mikroglia C. Boucsein 2001 Courtesy of Diethelm Richter

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