Muskel und Motorik. Wintersemester 2014 Prof. Dr. Silvio Rizzoli Tel: ;
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1 Muskel und Motorik Wintersemester 2014 Prof. Dr. Silvio Rizzoli Tel: ;
2 Lehrbücher Klinke/Pape/Kurtz/Silbernagl Physiologie Thieme, 2009 Kap. 17, 18, 22 Schmidt/Lang/Heckmann Physiologie des Menschen Springer, 2010 Kap. 13, 14, 15, 19
3 Inhalt 1. Stunde: Skelettmuskulatur 2. Stunde: Elektromechanische Koppelung 3. Stunde: Muskelkontraction Muskelmechanik Muskelenergetik 4. Stunde: Reflexe 5. Stunde: Hemmung Mechanismen 6. Stunde: Stützmotorik vs. Lokomotion 7. Stunde: Motorische Areale des zerebralen Kortex 8. Stunde: Basalganglien 9: Stunde: Kleinhirn 10: Stunde: Pathologie 11: Stunde: Pathologie 12: Stunde: Technologie
4 Organisation des Skelletmuskels Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
5 Organisation des Skelletmuskels Birks et al., J Physiol, 1960
6 Organisation des Skelletmuskels Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
7 Organisation des Skelletmuskels Myomesin Alpha-Aktinin Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
8 Myosinfilamente Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
9 Actinfilamente Some images of actin filament structure Heuser and Kirschner, J Cell Biology, 1980
10 Feinstruktur von Myosin Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010
11 Ankern Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
12 Ankern Allen and Whitehead, I J Biochem Cell Biol, 2011
13 Ankern Duchenne-Dystrophie Gliedergürteldystrophie (limb-girdle muscular dystrophy, LGMD) Kongenitale Dystrophie Bushby, Pract Neurol, 2009
14 Ankern kongenitale-dystrophie Ferreiro et al., Neuromusc Dis, 2011
15 Kontraktion: Gleitfilamenttheorie Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
16 Movies Movie The Way Things Move: Looking Under the Hood of Molecular Motor Proteins Ronald D. Vale and Ronald A. Milligan Science. ISSN (print), (online)
17 Querbrückenzyklus (I) Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
18 Querbrückenzyklus (I) Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
19 Querbrückenzyklus (I) Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
20 Querbrückenzyklus (I) Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
21 Querbrückenzyklus (I) Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
22 Querbrückenzyklus (I) Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
23 Querbrückenzyklus (II) Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010
24 Ca 2+ Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010
25 Sarkomerproteine Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010
26 Zusammenfassung: Muskelarten Feinbau der Muskelzellen Streifung Myosin Aktin Gleitfilamenttheorie Molekülare Grundlagen (Myosin, Aktin, Ca 2+ )
27 Inhalt 1. Stunde: Skelettmuskulatur 2. Stunde: Elektromechanische Koppelung 3. Stunde: Muskelkontraction Muskelmechanik Muskelenergetik 4. Stunde: Reflexe 5. Stunde: Hemmung Mechanismen 6. Stunde: Stützmotorik vs. Lokomotion 7. Stunde: Motorische Areale des zerebralen Kortex 8. Stunde: Basalganglien 9: Stunde: Kleinhirn 10: Stunde: Pathologie 11: Stunde: Pathologie 12: Stunde: Technologie
28 Funktionelle Bereiche eines Neurons Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
29 Gliazellen Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
30 Informationsleitung Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
31 Synapsen Alberts, Johnson, Walter, Lewis. Molecular Biology of the Cell, Taylor & Francis, 2007
32 Endplatte Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
33 Freisetzung (SNAREs) SNARES Jahn and Scheller, Nat Rev Molec Cell Biol, 2006
34 Minis vs. EPSC (EPP) EPSCs Katz, J Neurocytol, 1993; Rizzoli and Betz, J Neurosci, 2002
35 Courtesy of Detlev Schild Aktionspotential
36 Subsynaptische Einfaltungen Slater, J Neurocytol, 2003
37 Transversale Tubuli Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
38 Sarkoplasmatische Retikulum Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010
39 Triaden-Struktur Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
40 Elektromechanische Koppelung (I) Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
41 Elektromechanische Koppelung (II) Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010
42 Ca 2+ Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
43 Kontraktion Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010
44 Courtesy of Detlev Schild Pharmakologie:
45 Pharmakologie: SNAREs
46 Myasthenia gravis
47 Zusammenfassung Synapsen Endplatte MINIs, EPP, AP, Acetylcholin T-Tubuli, Retikulum DHPR, RyR Ca 2+ -abhängige Mechanismen Pharmakologie Endplatte/Muskel Krankheiten
48 Inhalt 1. Stunde: Skelettmuskulatur 2. Stunde: Elektromechanische Koppelung 3. Stunde: Muskelkontraction Muskelmechanik Muskelenergetik 4. Stunde: Reflexe 5. Stunde: Hemmung Mechanismen 6. Stunde: Stützmotorik vs. Lokomotion 7. Stunde: Motorische Areale des zerebralen Kortex 8. Stunde: Basalganglien 9: Stunde: Kleinhirn 10: Stunde: Pathologie 11: Stunde: Pathologie 12: Stunde: Technologie
49 Elektromyographie Klinke, pg 112, abb 4.11 Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
50 Muskelkontraction Klinke, pg A Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
51 Einzelzuckung vs. Tetanus Klinke, pg A-B Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
52 Muskelfasern Tonisch vs. Phasisch Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
53 Kraft vs. Muskellänge (I) Klinke pg 114, abb 6.10A Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
54 Kraft vs. Muskellänge (II) Klinke pg 114, abb 6.10B Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
55 Kraft vs. Muskellänge (III) Klinke pg 114, abb 6.10C Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
56 Kontraktionstypen: Isotonische Kontraktionen: verkürzt sich der Muskel bein kostanter Kraftentwicklung oder konstanter Belastung. Z.B., bei anhebein eines Gewichtes mit konstante geschwindigkeit. Isometrische Kontraktionen: die Kraft ändert sich ohne eine Änderung der Muskellänge ohne eine Änderung der Sarkomerlänge (=> elastische Verformung des Myosinkopfes, Dehnung der Aktin- und Myosinfilamente). Was wäre hier als Beispiel? Auxotonische Kontraktionen: die Länge und Kraft ändern sich gleichzeitig (z.b., bei Gelenkbewegungen). Positiv auxotonische Kontraktionen = die Last steigt mit der Verkurzung an; negativ auxotonische Kontraktionen = gegenteil. Unterstützungskontraktionen: zwei Phasen: eine isometrische Phase, und eine isotonische oder auxotonische Phase. Z.B., das Hochheben eines Gegenstands: erste Phase, isometrisch bis die Kraft dem Gewicht des Gegenstandes entspricht (isometrisch), und zweite Phse, anheben (isotonisch). Anschlagkontraktionen: zwei Phasen: eine isotonische Phase, und eine isometrische phase. Z.B., bei kauen.
57 Sarkomerlänge vs. Kraft Klinke, pg 115, abb 4.13 Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
58 Muskelkater Mackey et al., J Apply Physiol, 2008
59 Energiequellen Schmidt, pg 114, Tab 6.2 Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010
60 Energieumsatz Klinke, pg 117, tab 4.15 Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
61 Muskelermüdung Pre-synaptic transmission is sufficient for the most intense physiological stimulation: Denker et al., PNAS, 2011a
62 Zusammenfassung Einzeltuckungen Tetanus Muskelfibertypen Kontraktionen Muskelkater Muskelenergetik Muskelermüdung
63 Inhalt 1. Stunde: Skelettmuskulatur 2. Stunde: Elektromechanische Koppelung 3. Stunde: Muskelkontraction Muskelmechanik Muskelenergetik 4. Stunde: Reflexe 5. Stunde: Hemmung Mechanismen 6. Stunde: Stützmotorik vs. Lokomotion 7. Stunde: Motorische Areale des zerebralen Kortex 8. Stunde: Basalganglien 9: Stunde: Kleinhirn 10: Stunde: Pathologie 11: Stunde: Pathologie 12: Stunde: Technologie
64 Das Rückenmark Klinke, pg 762, abb 23.2A Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
65 Der Reflexweg Klinke, pg 762, abb 23.2B Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
66 Sensoren: Muskelspindel Schmidt pg 128, abb 7.1 Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010
67 Zur Errinerung: Nervenfasern Schmidt pg 129, Tab 7.1. Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010
68 Sehnenorganen Schmidt pg 128, ab 7.2. Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010
69 Entladungsmuster der Spindeln und Sehnenorgane Schmidt pg 130, Abb 7.3 Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010
70 Phasischer Dehnungsreflex Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010
71 Dehnungsreflex (II) Klinke, pg 762, abb 23.3 Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
72 T- und H-Reflexen Schmidt. Pg 133, Abb 7.5 Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010
73 Flexorreflex (I) Schmidt pg 135, abb 7.6 A-B Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010
74 Flexorreflex (II) Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
75 Zusammenfassung Reflexe Reflexwege Muskelspideln Sehnenorganen Muskeldehnungsreflexe Klinisch-relevante Messungen Fremdreflexen
76 Inhalt 1. Stunde: Skelettmuskulatur 2. Stunde: Elektromechanische Koppelung 3. Stunde: Muskelkontraction Muskelmechanik Muskelenergetik 4. Stunde: Reflexe 5. Stunde: Hemmung Mechanismen 6. Stunde: Stützmotorik vs. Lokomotion 7. Stunde: Motorische Areale des zerebralen Kortex 8. Stunde: Basalganglien 9: Stunde: Kleinhirn 10: Stunde: Pathologie 11: Stunde: Pathologie 12: Stunde: Technologie
77 Reziproke antagonistische Hemmung Schmidt pg 137. abb 7.7 Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010
78 Reziproke antagonistische Hemmung Klinke pg 768. abb 23.6 A Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
79 Autogene Hemmung Klinke, pg 768, abb 23.6 B Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
80 Verschiedene Afferenzen Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010
81 Bahnung und Hemmung Schmidt, pg 138, Abb 7.8 Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010
82 Renshaw-Hemmung Klinke, pg 768, abb 23.6 C Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
83 Präsynaptische Hemmung Klinke, pg 768, abb 23.6 D Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
84 ZNS Kontrolle Klinke, pg 768, abb 23.6 E Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
85 Innervationsstille Praktikums-Heft!
86 Zusammenfassung Reziproke antagonistische Hemmung Autogene Hemmung Rekurrente Hemmung Präsynaptische Hemmung Innervationsstille
87 Inhalt 1. Stunde: Skelettmuskulatur 2. Stunde: Elektromechanische Koppelung 3. Stunde: Muskelkontraction Muskelmechanik Muskelenergetik 4. Stunde: Reflexe 5. Stunde: Hemmung Mechanismen 6. Stunde: Stützmotorik vs. Lokomotion 7. Stunde: Motorische Areale des zerebralen Kortex 8. Stunde: Basalganglien 9: Stunde: Kleinhirn 10: Stunde: Pathologie 11: Stunde: Pathologie 12: Stunde: Technologie
88 Stützmotorischen Zentren MI = Primärer motorischer Kortex SMA = Supplementär-motorische Rinde PM = Prämotorische Rinde SI = Primärer senso-motorischer Kortex ASS CX = Parietaler Assoziationskortex Schmidt, pg 140, abb 7.9 Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
89 Stützmotorischen Zentren MI = Primärer motorischer Kortex SMA = Supplementär-motorische Rinde PM = Prämotorische Rinde SI = Primärer senso-motorischer Kortex ASS CX = Parietaler Assoziationskortex Schmidt, pg 140, abb 7.9 Tractus rubrospinalis und Tractus reticulospinalis lateralis erregen Flexormotoneuronen und hemmen Extensoren. Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
90 Stützmotorischen Zentren MI = Primärer motorischer Kortex SMA = Supplementär-motorische Rinde PM = Prämotorische Rinde SI = Primärer senso-motorischer Kortex ASS CX = Parietaler Assoziationskortex Schmidt, pg 140, abb 7.9 Tractus rubrospinalis und Tractus reticulospinalis lateralis erregen Flexormotoneuronen und hemmen Extensoren. Tractus vestibulospinalis und Tractus reticulospinalis medialis erregen Extensormotoneuronen und hemmen Flexoren. Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
91 Haltereflexe Schmidt, pg 141, abb 7.10 Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
92 Haltereflexe Schmidt, pg 141, abb 7.10 Haltereflexe = Stehreflexe. Gleichgewicht. Informationen: vestibulären und visuellen Systeme, Halsmuskulatur (tonische Halsreflexe) Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
93 Haltereflexe Schmidt, pg 141, abb 7.10 Haltereflexe = Stehreflexe. Gleichgewicht. Informationen: vestibulären und visuellen Systeme, Halsmuskulatur (tonische Halsreflexe) Stellreflexe. Aufrichtung der Körper (liegend => normal). Informationen: vestibulären und visuellen Systeme, Halsmuskulatur (Hals-Stellreflexe) Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
94 Lokomotion Kandel, Schwarts, Jessel, Principles of Neural Science, McGraw-Hill, 2012
95 Komplexität von Beugereflex/Streckreflex Klinke, pg 770, abb 23.7 Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
96 Methoden Kandel, pg 739, Fig 37-1 Kandel, Schwarts, Jessel, Principles of Neural Science, McGraw-Hill, 2012
97 Rhytmische Aktivität, G. Brown um 1911 Kandel, Schwarts, Jessel, Principles of Neural Science, McGraw-Hill, 2012
98 Lamprey Kandel, pg 745, 37-5 Kandel, Schwarts, Jessel, Principles of Neural Science, McGraw-Hill, 2012
99 Modelelemente FRA = Flexor Reflex Afferents Kandel, pg 743, 37-4 Kandel, Schwarts, Jessel, Principles of Neural Science, McGraw-Hill, 2012
100 Motor Patterns Kandel, pg 746, 37-7 Kandel, Schwarts, Jessel, Principles of Neural Science, McGraw-Hill, 2012
101 Bewegungen Kandel, pg 741, 37-2 Kandel, Schwarts, Jessel, Principles of Neural Science, McGraw-Hill, 2012
102 Schrittzyklus Klinke, pg 771 abb 23.8A Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
103 Halbzentrenmodell der Lokomotion Klinke pg 771 Abb 23.8B Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
104 Propriozeption vs. Lokomotion Kandel, pg 748, 37-8 Kandel, Schwarts, Jessel, Principles of Neural Science, McGraw-Hill, 2012
105 Propriozeption vs. Lokomotion Kandel, pg 749, 37-9 Kandel, Schwarts, Jessel, Principles of Neural Science, McGraw-Hill, 2012
106 Reizung in Mittelhirn vs. Lokomotion Kandel, pg 751, Kandel, Schwarts, Jessel, Principles of Neural Science, McGraw-Hill, 2012
107 Sensorik vs. Lokomotion Kandel, pg 752, Kandel, Schwarts, Jessel, Principles of Neural Science, McGraw-Hill, 2012
108 ZNS Kontrolle Kandel, pg 750, MRF = medial reticular formation Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
109 Zusammenfassung Stützmotorik Haltereflexe Stellreflexe Lokomotion: Rhythmusgenerator Lokomotion: Methoden Lokomotion: Hirnzentren
110 Inhalt 1. Stunde: Skelettmuskulatur 2. Stunde: Elektromechanische Koppelung 3. Stunde: Muskelkontraction Muskelmechanik Muskelenergetik 4. Stunde: Reflexe 5. Stunde: Hemmung Mechanismen 6. Stunde: Stützmotorik vs. Lokomotion 7. Stunde: Motorische Areale des zerebralen Kortex 8. Stunde: Basalganglien 9: Stunde: Kleinhirn 10: Stunde: Pathologie 11: Stunde: Pathologie 12: Stunde: Technologie
111 Multisensorische Konvergenz Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010
112 Absteigende motorische Bahnsysteme Klinke, pg 776, abb Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
113 Aufsteigende sensomotorische Bahnsysteme Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
114 Zielbewegungen Klinke, pg 778, abb Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
115 Neuronale Aktivität während Fingerbewegung Klinke, pg 780, Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
116 Kortexorganisation Kandel, Schwarts, Jessel, Principles of Neural Science, McGraw-Hill, 2012
117 Funktionelle Kortexorganisation Lamina I (Stratum moleculare): zellarm; hauptsächlich Fasern und vereinzelte Interneurone Lamina II (Stratum granulosum externum): kleinere bedornte Sternzellen Lamina III (Stratum pyramidale externum): kleinere Pyramidenzellen Lamina IV (Stratum granulosum internum): größere primärafferenten bedornten Sternzellen, die Projektionen aus anderen Hirnarealen enthalten. Lamina V (Stratum pyramidale internum): große Pyramidenzellen, die aus der Hirnrinde herausprojizieren Lamina VI (Stratum multiforme): verschiedene Pyramiden- und bedornte Sternzellen, sowie Interneurone. Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010
118 Areale der motorischen Kortex Klinke, pg 781, abb Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
119 Areale der motorischen Kortex Bewegungsprogramm durchgeführt Bewegungen initiiert/geplannt Bewegungsprogram erstellt Klinke, pg 781, abb Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
120 Efferente Projektionen Klinke pg 782, abb Nur 2% an Alpha-Motoneuronen Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
121 Motorische Homunkulus Klinke, pg 784, abb Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl. Physiologie, Thieme, 2009
122 Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010 Präzisionsgriff
123 Long-loop-reflexes Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010
124 Transkranielle Magnetstimulation Schmidt, pg 156, abb 7.24 Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010
125 Babinski-Reflex Schmidt pg 135., abb 7.6A-B Schmidt, Lang, Heckmann. Physiologie des Menschen, Springer, 2010
126 Zusammenfassung Phasen von zielmotoriche Bewegungen Aufbau der Kortex Motorichen Kortex Der primäre motorische Kortex Prämotorische Rindenfelder Efferenzen Afferenzen
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