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Steuerung von Stoffwechselprozessen durch Nerven und Hormone.

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Präsentation zum Thema: "Steuerung von Stoffwechselprozessen durch Nerven und Hormone."—  Präsentation transkript:

1 Steuerung von Stoffwechselprozessen durch Nerven und Hormone

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3 Nervensystem Neurone (Nervenzellen) Gehirn Zentral Nerven System (ZNS) Peripheres Nervensystem Rückenmark Sensorische Nerven Verbindet alle Körperteile mit dem ZNS Teile des Nervensystems

4 Film: Aufbau und Funktion der Nervenzelle Zeichne und beschrifte eine Nervenzelle.

5 Das Neuron

6 Bau einer Nervenzelle

7 Reiz-Reaktionsschema Rezeptor Sensorisches Neuron ZNS Relais- neuron Motorneuron Effektor

8 Nervenimpulse werden von Rezeptoren[1] durch sensorische Neuronen[2] zum ZNS [8-11] transportiert. Innerhalb des ZNS werden sie von Relaisneuronen [7] verarbeitet und über Motorneurone [12] zu den Effektoren[13-14] transportiert.

9 Ruhepotential

10 Definition Ruhepotential Das für eine erregbare Zelle im Stadium der Nichterregung charakteristische Membranpotential, bei dem die Innenseite der Zelle negativer (Mensch -70mV) als die Außenseite ist. Es wird hervorgerufen durch das aktive Pumpen von Na-Ionen nach außen und K-Ionen nach innen. Das Vorhandensein von Cl Ionen und anderen negativ-geladenen Ionen führt zur negativen Ladung an der Membran.

11 Ruhepotential

12 Definition Aktionspotential. Kurze Veränderung des Membranpotentials einer erregbaren Zelle, hervorgerufen durch das durch einen Reiz ausgelöste selektive Öffnen und Schließen spannungsempfindlicher Natrium- und Kaliumionenkanäle.

13 Aktionspotential Na + (Axon) ++

14 Aktionspotential Na + (Axon) K+K+

15 Ruhepotential: Aktiver Transport Na-Ionen nach außen, K-Ionen nach innen; mit ATP, über Ionen- Pumpen; entgegen dem Konzentrations- gradienten; -70mV. Na + K+K+

16 Reiz über dem Schwellenwert. Ruhepotential: Aktiver Transport Na-Ionen nach außen, K-Ionen nach innen; mit ATP, über Ionen-Pumpen; entgegen dem Konzentrationsgradienten; - 70mV.

17 Reiz über dem Schwellenwert. Na-Kanäle öffnen sich passiver Transport von Na von außen nach innen Depolarisierung Es entsteht ein Aktionspotential. + 30mV Ruhepotential: Aktiver Transport Na-Ionen nach außen, K-Ionen nach innen; mit ATP, über Ionen-Pumpen; entgegen dem Konzentrationsgradienten; - 70mV. Na +

18 Reiz über dem Schwellenwert. Ruhepotential: Aktiver Transport Na-Ionen nach außen, K-Ionen nach innen; mit ATP, über Ionen-Pumpen; entgegen dem Konzentrations-gradienten; - 70mV. Na-Kanäle öffnen sich passiver Transport von Na von außen nach innen Depolarisierung Es entsteht ein Aktionspotential. + 40mV K-Kanäle öffnen sich = passiver Transport von K = von innen nach außen Repolarisierung Das Aktionspotential wird abgebaut.

19 Reiz über dem Schwellenwert. Ruhepotential: Aktiver Transport Na-Ionen nach außen, K-Ionen nach innen; mit ATP, über Ionen-Pumpen; entgegen dem Konzentrationsgradienten; - 70mV. Na-Kanäle öffnen sich passiver Transport von Na von außen nach innen Depolarisierung Es entsteht ein Aktionspotential. + 40mV K-Kanäle öffnen sich = passiver Transport von K von innen nach außen Repolarisierung Das Aktionspotential wird abgebaut. Ruhepotential: Aktiver Transport Na-Ionen nach außen, K-Ionen nach innen; mit ATP, über Ionen-Pumpen; entgegen dem Konzentrationsgradienten; - 70mV.

20 Festigen Sie die Vorgänge am motorischen Neuron mit Hilfe der nachfolgenden Präsentation

21 Na + K+K+ K+K K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ Zustand an einem Neuron ohne ATP Ionen bewegen sich über Kanäle in der Membran – negativ geladene Ionen bleiben im Inneren Insgesamt sind aber immer gleich viele Ionen auf beiden Seiten!

22 K+K+ Na + K+K+ Ruhepotential aktiver Transport K+K+ Na + K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K Na-Ionen nach außen, K-Ionen nach innen

23 Na + K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K Mit ATP – gegen den Konzentrationsgradienten, über Na-K-Pumpen Na-Ionen nach außen, K-Ionen nach innen Ruhepotential aktiver Transport

24 Aktionspotential beginnt mit Depolarisation Na + K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K Spannungsgesteuerte Na-Kanäle öffnen sichNa passiver Transport nach innen +30mV

25 Na + K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K Spannungsgesteuerte Na-Kanäle öffnen sich Na passiver Transport nach innen +30mV Aktionspotential beginnt mit Depolarisation

26 Na + K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K Repolarisation ist der zweite Teil des Aktionspotentials K-Ionen durch spannungsgesteuerte K-Kanäle nach außen

27 Na + K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K Repolarisation ist der zweite Teil des Aktionspotentials K-Ionen durch spannungsgesteuerte K-Kanäle nach außen

28 K+K+ Na + K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K

29 K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K Mit ATP – gegen den Konzentrationsgradienten, über Na-K-Pumpen Na-Ionen nach außen, K-Ionen nach innen Ruhepotential aktiver Transport

30 Die Übertragung zwischen Nerven erfolgt über Synapsen.

31 Präsynaptisches Neuron Postsynaptisches Neuron AxonDendrit Synaptischer Spalt Vesikel mit Neurotransmitter Spannungsgesteuerte Ca-Kanäle Transmittergesteuerte Na-Kanäle Präsynaptisches NeuronPostsynaptisches Neuron Synaptischer Spalt

32 Vesikel mit Neurotransmitter Neurotransmitter Neurotransmitter- Pumpe zur Wiederaufnahme Neuro- transmitter- abgabe Spannungs- gesteuerte Ca 2+ -Kanäle Aktions- potential wird weitergegeben Synapti- scher Spalt Postsynap- tisches Neuron Präsynap- tisches Neuron Ca 2+ Nerven- impuls Ca 2+ Neuro- transmitter- diffusion Rezeptoren für Neuro- transmitter öffnen Na + - Kanäle Wie funktioniert eine Synapse?

33 Wie funktioniert eine Synapse? Komplettübersicht 3. Vesikel mit Neurotransmitter Neurotransmitter 4. Neurotransmitterabgabe DURCH EXOCYTOSE 2. Spannungs- gesteuerte Ca 2+ -Kanäle Ca 2+ 1.Nerven- impuls Ca Neurotransmitterdiffusion durch den synaptischen Spalt 6. Rezeptoren für Neurotransmitter öffnen Na + -Kanäle Depolarisation AKTIONSPOTENTIAL 8a. Neurotransmitter werden abgebaut oder zurück gepumpt 7. Aktionspotential wird weitergegeben

34 Homöostase

35 Durch die Homöostase wird das innere Milieu zwischen engen Grenzwerten gehalten. Blut-pH, Kohlendioxidkonzentration, Blutglukosekonzentration, Körpertemperatur Wasserhaushalt

36 Das endokrine System Das endokrine System besteht aus Drüsen, die vom Blut transportierte Hormone freigeben.

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38 Hormon System endokrineDrüsen Hormone Über Blut transportiert Hypophyse Epiphyse Thymusdrüse Keimdrüse Nebenniere Bauchspeicheldrüse Nebenschilddrüse Schilddrüse Das endokrine (Hormon)-System kontrolliert die Homöostase über negatives Feedback Zu Zielzellen

39 Negative Rückkopplung hat einen stabilisierenden Effekt, d.h. ein Anstieg des Niveaus über den Maximalwert [5] bewirkt eine Verringerung [1] der Produktion und führt damit zum Absinken des Niveaus. Maximal -wert Negativer Feedback Absinken des Niveaus

40 Ein Absinken des Niveaus unter den Minimalwert [6] bewirkt eine Erhöhung [2] der Produktion. Minimal- wert Negativer Feedback Erhöhung des Niveaus Maximal -wert

41 Geringfügige Veränderungen [3] die innerhalb der Grenzen liegen benötigen keinen Feedback. Minimal- wert Maximal -wert Geringfügige Veränderungen benötigen keinen Feedback

42 Körpertemperatur Wie kann der Körper seine Temperatur erhöhen, wenn es draußen kalt ist? Wie kann der Körper seine Temperatur senken, wenn es draußen heiß ist? Wie kann der Körper seine Temperatur senken, wenn es draußen heiß ist?

43 Normale Körper- temperatur (T) Korrekturmechanismus: Vasodilatation; Schweiß; Verhaltensänderungen Muskeln erschlafft Korrekturmechanismus : Vasokonstriktion; Zittern; Verhaltensänderungen Kein Schweiß Mehr Stoffwechsel Abbildung Schema zur Wärmeregulation des Körpers T nimmt ab T nimmt zu Normale Körper- temperatur (T)

44 Rolle der Nieren bei Homöostase Regulierung des Salz- und Wasserhaushalts. Wenn es… zu viel Wasser aber zu wenig Salz im Körper gibt produzieren die Nieren groβe Menge Urin mit geringer Salzkonzentration zu wenig Wasser aber zu viel Salz im Körper gibt, produzieren Niere eine geringe Menge an Urin mit hoher Salzkonzentration.

45 Im Pankreas / Bauchspeicheldrüse wird der Blutzuckergehalt des Blutes reguliert!

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47 Normaler Blutzuckerwert produzieren Insulin, Leber und Muskulatur absorbieren Glukose aus Blut Umwandlung in Glykogen Speicherung in Leber und Muskulatur produzieren Glukagon. Leber Abbau von Glykogen zu Glukose Abgabe an das Blut -Zellen Pankreas Schema zur Blutglukose-Regulation des Körpers Sport = weniger Zucker im Blut Essen = mehr Zucker im Blut Normaler Blutzucker- wert

48 Vergleichen Sie nun mit Hilfe einer Tabelle die Reaktion auf zu hohen und auf zu niedrigen Blutzucker! Vergleichen heißt: Gemeinsamkeiten und Unterschiede!!!

49 InsulinGlukagon verringert Blutzuckererhöht Blutzucker Glukoseaufnahme der Zellen;Keinen Effekt auf Glukose Insulin = Glukose GlykogenG = Glykogen Glukose unterstützt Zellatmung unterstützt Zellatmung nicht Unterstützt Glukose FettSpalten von Fetten Gemeinsamkeit: Beide kontrollieren über negativen Feedback Blutzuckerhomöostase Vergleichen heißt: Gemeinsamkeiten und Unterschiede!!! Notieren Sie Unterschiede immer in einer Tabelle!!!

50 Diabetes Typ IDibetis Typ II Alter Beginn Oft schon im Kindesalter Meist ab 40 Jahre, aber auch jüngere Menschen betroffen Grund Inselzellen des Pankreas sind zerstört, keine Produktion von Insulin Fettleibigkeit, zu wenig Sport; nachlassende (versagende) Insulin- produktion Vorkommens- Häufigkeit 10-15% 85-90% Behandlungs- möglichkeiten: Injektion von InsulinGewichtsreduzierung & Insulintabletten


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