Pathophysiologie des Nervensystems SS2017 Addendum – Vorausgesetztes Wissen

Funktionelle Neuroanatomie, enthaltene Transmitter: Cortex Basalganglien (telencephal und funktionell Zugehörige) Limbisches System Thalamus Hypothalamus Raphe-Kerne Locus coeruleus Neurophysiologie-Grundlagen

Gliazellen Makroglia = Derivate des Neuro-Ectoderms glia, griech. = Leim; Rudolf Virchow Makroglia = Derivate des Neuro-Ectoderms zentrale Glia: Glioblasten differenzieren sich zu Astrozyten und Oligodendrozyten periphere Glia: Schwann-Zellen (Neuralleiste) 1861 Mikroglia entstammt dem haematopoetischen System (wandern als Monozyten ein und bleiben stets mobil mit phagozytotischer Aktivität).  Mesoglia, Hortega-Zellen

‘Signaling’ : Kommunikation zwischen Körperzellen… Je nachdem, wieviel Weg zwischen den Kommunikatoren zurückgelegt wird: endokrin neuronal chemisch elektrisch parakrin autokrin Wolfgang Bargmann, 1943 Ernst und Berta Scharrer, 1949 http://www.acbrown.com/neuro/Lectures/Hpth/NrHpthOtpt.htm

*attention deficit syndrome Neurotransmitter Name Funktion  Enzymsynthese durch Acetylcholin meist erregend Cholinacetyltransferase “erster Neuro-Transmitter”; ZNS, Parasympaticus Biogene Amine Dopamin erregend oder hemmend Tyrosin-Hydroxylase (TH) 16 Populationen im Hirn; M.Parkinson, Sucht, Schizophrenie Noradrenalin erregend TH und Dopamine-b-Hydroxylase (DBH) Depression, Angst, ADS* Adrenalin TH, DBH, Phenylethanolamin-n-methyl-Transferase PNMT) Hirn, Sympatikus; Stress Serotonin Tryptophan hydroxylase Aminosäuren Glutamat   Glutamat-Toxizität Gamma-Aminobutersäure (GABA) hemmend Glutamat-Decarboxylase  wichtig bei Epilepsie Glycin meist hemmend 50% der RM-Synapsen Aspartat  erregend *attention deficit syndrome

Neurotransmitter/Hormon-Rezeptortypen: Acetylcolin GABA, Glutamat Acetylcolin, Dopamin GABA, Glutamat, Neuropeptide Neuropeptide Neurotrophine (Neuro)Steroide

Acetylcholin Die wichtigsten cholinergen Projektionen

Acetylcholin Nicotin-Effect in dopaminergen Populationen des zentralen Belohnungssystems   Nicotin stimuliert dopaminerge VTA- Neurone in Abwesenheit von ACh verstärkt endogene ACh-Wirkung führt bei stetem Vorhandensein zum nACh-R-Abbau  immer mehr Nicotin zum Erreichen desselben Effekts nötig VTA = ventral tegemental area, dopaminerge Population A10 http://thebrain.mcgill.ca/flash/a/a_03/a_03_cr/a_03_cr_par/a_03_cr_par_nicotine.html

Dopamin

Dopamin (DA) Funktionen Meso-striatal: (Nigro-striatal) - Steuerung der extrapyramidalen Motorik  Morbus Parkinson - gestört durch lang andauernde Neuroleptikatherapie Meso-Limbisch: - “zerebrales Belohnungssystem” - mit DA-freisetzenden (Methamphetamin), re-uptake hemmenden (Cocain) Drogen stimuliert - Libido-Veränderungen durch DA-Transmission dämpfende Pharmaka - verantwortlich für “positive” Schizophrenie-Symptome Meso-Cortical: - Einfluβ auf cognitive Funktionen (Motivation, Antrieb) - gestört bei Schizophrenie (D1-Rezeptor-Mangel im Cortex) Tubero-Infundibulär: - Sekretion von DA aus N. Arcuatus-Neuronen in den Portalkreislauf der Adeno- hypophyse  hemmt Freisetzung von Prolactin

Dopamin-Rezeptoren exzitatorisch inhibitorisch

Dopamin-Rezeptoren

Noradrenalin, NA (Norepinephrine) – Adrenalin - aus Dopamin durch Dopamin-β-Hydroxylase - sowohl Neurotransmitter als auch Hormon des Nebennierenmarkes - Stresshormon an Peripherie, sehr ähnlich Adrenalin - postganglionärer Sympathicus - zerebral: allgemeine Aktivierung des Gehirns: Erwachen, Stress - 95% des im Hirn freigesetzten NA haben ihre Neurone im locus coeruleus Engl: (Nor)Epinephrine  “epi-nephros”

Serotonin – 5-Hydroxytryptamine, 5-HT, 5-OH-T B1: Raphe pallidus B2: Raphe obscurus B3: Raphe magnus B4: Substantia grisea centralis caudalis B5: Raphe pontis medialis B6: Raphe pontis dorsalis B7: Raphe dorsalis mesencephali B8: Nucleus linearis caudalis B9: Nucleus lemnisci medialis

Histamin

H1 histamine receptor H3 histamine receptor Type Location Function Found on smooth muscle, endothelium, and central nervous system 5-HT1A: Autoreceptor on serotonergic neurons! Causes vasodilation, bronchoconstriction, smooth muscle activation, separation of endothelial cells and pain and itching due to insect stings; the primary receptors involved in allergic rhinitis symptoms and motion sickness, sleep, alertness circadian cycle H2 histamine receptor Located on parietal cells Primarily stimulate gastric acid secretion H3 histamine receptor CNS, presynaptic autoreceptors Decreased neurotransmitter release: histamine, acetylcholine, norepinephrine, serotonin H4 histamine receptor Found primarily in the basophils and in the bone marrow. It is also found on thymus, small intestine, spleen, and colon. Unknown role

Glutamat - wichtigster exzitatorischer Transmitter im Vertbraten-ZNS - ionotrope und metabotrope GLU-Rezeptoren - re-uptake via Glia

Glutamat-Rezeptoren Type Name Agonist(s) NMDA receptor ionotropic NMDA receptor N-methy-D-Aspartate Kainate receptor Kainate AMPA receptor α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid metabotropic mGluR1-3 L-AP4, ACPD, L-QA[3]

gamma-Aminobuttersäure, GABA 1883 erstmals synthetisiert und lange für einen rein pflanzlichen Metaboliten gehalten… - im ZNS aus Glutamat via Glutamat-Decarboxylase - Clearance per re-uptake in Praesynapse und Glia - wichtigster inhibitorischer Transmitter im Säuger-ZNS - ionotrope und metabotrope prae- u. postsynaptisch lokalisierte Rezeptoren - Hyperpolarisation der GABA-R- tragenden Zelle erreicht durch: Cl--Einstrom oder K+-Ausstrom GAT 1/2/3= GABA Transporter

GABA-Rezeptoren ionotrop: GABAA & GABAC Cl- -Kanäle metabotrop: GABAB-Rezeptoren

GABA vor allem hemmende Interneurone in vielen Regelkreisen Prinzipalneurone des Striatums (medium spiny neurons) und des Cerebellums

GABAA-Rezeptor Aktivität: Adult http://psywifo.klinikum.uni-muenchen.de/forschung/endokrinneu/3.html

Glycin einfachste Aminosäure/Transmitter Co-Ligand am NMDA-Rezeptor - Inhibitorischer Transmitter in: - Golgi-Zellen des Cerebellums - Retina - Rückenmarksinterneurone (50% der hemmenden RM-Synapsen) - ionotroper Rezeptor (Cl--Kanal) NMDA-Rezeptor Strychnin (Strychnos nux-vomica) als spezifischer Rezeptorantagonist  spinale Enthemmung der Motorik, Krämpfe (detto, nur schwächer: Bicucullin) Brechnuss (Strychnos nux-vomica)

Klassischer Neurotransmitter - Neuropeptid