Komplette Neurobiologie Abitur Zusammenfassung

Biologie




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Neurobiologie

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Reiz und Reaktion
Eines der fundamentalen Kennzeichen alles Lebendigen ist das Phänomen der Reizbarkeit. Lebewesen
haben die Fähigkeit, Reize aus ihrer Umwelt aufzunehmen und auf diese zu reagieren. Dabei laufen die
Reizreaktionen bei tierischen Lebewesen immer nach dem gleichen Schema ab:

Ein Reiz wie z.B. Licht, Temperatur oder Druck wirkt auf das Lebewesen ein. Dieser kann von außen,
aus der Umwelt des Lebewesens einwirken, er kann aber auch durch eine Zustandsänderung im Inne-
ren des Organismus entstehen. Der Reiz wird nun von speziellen sensorischen Rezeptoren aufgenom-
men. Entsprechend der Vielfalt möglicher Reize entstand eine Vielfalt spezialisierter Rezeptortypen.
Dabei ist jeder Rezeptortyp für eine spezifische Reizqualität empfindlich, den adäquaten Reiz. Unter
bestimmten Umständen können Rezeptorzellen aber auch auf Reize reagieren, auf deren Aufnahme
sie nicht spezialisiert sind: Ein starker Druck auf das Auge kann eine Lichterwahrnehmung hervorrufen,
man sieht die sprichwörtlichen Sterne. Inadäquate Reize wirken nur dann, wenn ihre Intensität sehr
hoch ist. Wie geht es nun weiter? In den Rezeptoren bewirkt der Reiz eine Veränderung der Memb-
ranpermeabilität und damit des Membranpotenzials. Diese Potenzialänderung bezeichnet man allge-
mein als Erregung, spezieller als Rezeptorpotenzial. Die nächsten Schritte sind die Weiterleitung der
Erregung und ihre Verarbeitung (Integration) innerhalb des Nervensystems. In manchen Fällen sind
Interneurone1 zwischengeschaltet, die die empfangene Erregung direkt an benachbarte Nervenzellen
weitergeben. Schließlich kann aus der Verarbeitung der Erregung ein neuronaler Befehl resultieren,
der in Form einer Aktionspotenzialfrequenz über ableitende (efferente) Nervenbahnen zu Effektoren
(z.B. Muskeln) geleitet wird. Hier erfolgt die Umwandlung der Erregung in eine bestimmte Reaktion
auslöst
geringster Energiemenge Erregung
Reiz mit
(z.B. Bewegung). Adäquater Reiz –>Umwandlung des Reizes an
einem Rezeptor in ein elektrisches Signal –>
Weiterleitung des Signals an Gehirn über
Einfaches Reiz-Reaktions-Schema afferente Nervenfasern –> Verarbeitung im
"" " "
a:*:* Gehirn –> Leitung von Signalen, die zur
afferente efferente
SIE:L:*
Reaktion führen z.B zu einem Muskel über
Nervenfasern .am Nervenfasern efferent nervenfasern




SEESTRAßE
1 Interneurone sind in der Regel inhibitorisch und enthalten GABA als Neurotransmitter.


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Überblick über das menschliche Nervensystem
Das Nervensystem dient dazu, Umweltreize wahrzunehmen und Reaktionen, wie zum Beispiel Bewe-
gungen, zu erzeugen. Es wird unterteilt in das zentrale Nervensystem, in dem Informationen empfan-
gen und verarbeitet werden und das periphere Nervensystem, das Informationen von den Rezeptoren
in das zentrale Nervensystem oder zu Muskel- und Drüsenzellen sendet.

-
.


Informationen Sendet Signale
zentrales peripheres
empfangen +
Nervensystem verarbeiten
Nervensystem
(ZNS) (PNS)


elektrische Impulse teilen von ZNS Befehls -




sensorische von Sinnesorgan motorische Signale zu den Effektiv -




Gehirn Rückenmark (afferente) Zum Gehirn CZNS) (efferente) zellen ( Muskeln → Muskelkontraktion )

Untereinheit Untereinheit



somatosensorische viscerosensorische autonomes
somatisches
Neuronen Neuronen (vegetatives)
Nervensystem
(Außenwelt) (inneres Milieu) Nervensystem




Parasympathikus Sympathikus




Zentralnervensystem (ZNS): Gehirn und Rückenmark (Reflexe und Umschaltstelle)

Peripheres Nervensystem (PNS): Hirnnerven (versorgen Kopforgane) und Spinalnerven (versorgen
Rumpf, entspringen jeweils rechts und links zwischen den Wirbeln). Das PNS wird der Übersicht hal-
ber in hierarchisch gegliederte Komponenten mit unterschiedlichen Funktionen aufgeteilt:

Die sensorische Untereinheit besteht aus sensorischen, afferenten Nerven und überträgt die
Informationen von den Sensoren, welche das innere (viscerosensorische Neurone) und äußere
(somatosensorische{
2 Neuronen) Milieu überwachen, in das ZNS.


Die motorische Untereinheit besteht aus motorischen, efferenten Neuronen, über die Signale
aus dem ZNS an die Effektoren wie Muskeln oder Drüsen gesandt werden. Die motorische Un-
tereinheit wird wiederum in zwei funktionale Einheiten unterteilt:

Das somatische Nervensystem sendet Signale an die Skelettmuskulatur, welche die Ver-
haltensantworten auf die äußeren Reize generieren. Das somatische Nervensystem unter-
liegt zumeist der willkürlichen Kontrolle, obwohl ein Teil der Bewegung der Skelettmusku-
latur durch Reflexe bestimmt wird. Reflexbögen wie der Patellarsehnen-Reflex können
ohne Umweg über das Gehirn direkt vom Rückenmark aus die Muskulatur beeinflussen.

Das autonome Nervensystem umfasst die Nerven, die zu den inneren Organen hin und
von ihnen weg führen. Sie steuern die Tätigkeit der inneren Organe, z.B. Atmung, Ausschei-
dung, Blutdruck. Diese Steuerungsfunktionen werden uns normalerweise nicht bewusst
und sind auch nur bedingt beeinflussbar, weshalb diese Untereinheit des PNS auch als das
vegetative Nervensystem bezeichnet wird.




ESSERS
2 altgriechisch soma = Körper und lateinisch sensus = Empfindung
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Sympathikus und Parasympathikus
Das vegetative (autonome) Nervensystem ist unterteilt in das sympathische und das parasympathische
System. Der Sympathikus wird bei Abwehr- und Fluchtverhalten aktiviert ("fight, flight or freeze"). Er
steigert den Energieverbrauch und die Aufmerksamkeit und bringt den Organismus zur Höchstleitung.
Der Parasympathikus hat auf die meisten Organe die entgegengesetzte antagonistische Wirkung:
Er wird bei Nahrungsaufnahme aktiviert, stimuliert die Verdauung und damit die Bildung von Energie-
reserven und senkt die Herzfrequenz. Damit dient er vor allem der Erholung des Organismus.


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