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Questions and Answers
Welcher Hauptneurotransmitter wird in der Signalisierung durch den afferenten Nervus Vagus involviert?
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Welche der folgenden Erkrankungen kann mit Störungen in der GABA-Signalisation in Verbindung gebracht werden?
Welche der folgenden Erkrankungen kann mit Störungen in der GABA-Signalisation in Verbindung gebracht werden?
Welche Struktur fungiert als Hauptrelais für afferente Signale bei lokalisierter peripherer Entzündung?
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Welcher Einfluss hat Stress auf die HPA-Achse?
Welcher Einfluss hat Stress auf die HPA-Achse?
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Welche der folgenden Substanzen wird als einstoffwechselprodukt von Bakterien angesehen, das die Kommunikation zwischen dem Darm und dem Gehirn beeinflusst?
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Welche mögliche Folge wird nicht mit einer Schädigung des Nervus Vagus assoziiert?
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Welcher Teil des Nervensystems spielt eine Schlüsselrolle bei der Aktivierung des zerebralen Immunsystems?
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Welche Zytokine sind für das Induzieren von Fieber verantwortlich?
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Was ist die Hauptfunktion des Efferenten Vagusnervs bei der Immunantwort?
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Wie wirken sich Zytokine auf die Serotonintransmission aus?
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Was bewirkt das Karbolfuchsin bei der Ziehl-Neelsen-Färbung?
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Welche Wirkung hat Fieber auf pathogene Mikroben?
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Welche Eigenschaft haben Gram-positive Bakterien in Bezug auf ihre Zellwände?
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Welche Struktur übernimmt die Hauptrolle im Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenachse?
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Welches Zytokin hat die stärkste Wirkung als somnogen?
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Was unterscheidet Gram-negative Bakterien von Gram-positiven Bakterien?
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Welches Element wird während der Gram-Färbung eingesetzt?
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Was ist eine mögliche Auswirkung von herabgesetzter Neurogenese?
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Wie viele eukaryotische Zellen hat der menschliche Organismus ungefähr?
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Was kann als therapeutisch angreifbarer Bestandteil der Bakterienzellhülle angesehen werden?
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Welche Färbung zeigt Gram-negative Bakterien typischerweise?
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Was ist der primäre Grund für die Notwendigkeit der Erkennung und Eliminierung pathogener Bakterien?
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Was beschreibt die Gram-Reaktion in Bezug auf Bakterien?
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Wie hoch kann der osmotische Innendruck in Bakterien sein?
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Was ist eine charakteristische Eigenschaft von Mykobakterien?
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Welches von diesen Bakterien hat in der Regel eine dicke Mureinschicht?
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Was beschreibt die Blut-Hirn-Schranke in Bezug auf das ZNS-Gewebe?
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Welche Funktion haben die zirkumventrikulären Organe im ZNS?
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Wie kommunizieren Immunzellen im peripheren System mit dem zentralen Nervensystem?
Wie kommunizieren Immunzellen im peripheren System mit dem zentralen Nervensystem?
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Was ist eine Hauptursache für die begrenzte Barrierefunktion der zirkumventrikulären Organe?
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Was geschieht bei einer Störung der komunikation zwischen dem peripheren und zentralen Zytokin-System?
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Welche Arten von Immunmechanismen sind zwischen dem Immunsystem und dem Gehirn vorhanden?
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Welche Aussage über die tight junctions der ZNS-Kapillaren ist korrekt?
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Was ist eine Funktion von Zytokinen im zentralen Nervensystem?
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Was sind die tight junctions im ZNS wichtig für?
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Welches der folgenden Statements beschreibt das Flagellum korrekt?
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Welche Form der Bewegungsflagellierung ermöglicht die schnellsten Fortbewegungsgeschwindigkeiten?
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Welche Aussage über das Chemotaxissystem ist korrekt?
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Was ist die Funktion von Sekretionssystemen bei Bakterien?
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Wie viele prokaryotische Zellen sind im menschlichen Organismus in etwa vorhanden?
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Welche Eigenschaften sind typisch für pathogene Bakterien?
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Was ist eine wesentliche Rolle des Immunsystems im menschlichen Körper?
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Was besitzt ein Sekretionssystem in der Zellhülle vieler Gram-negativer Bakterien?
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Welche maximale Geschwindigkeit kann bei polarer Begeislung erreicht werden?
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Welcher Wissenschaftler entdeckte Penicillin?
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Study Notes
Immun-ZNS Kommunikation
- Die Kommunikation zwischen Immunsystem und Gehirn umfasst sowohl angeborene als auch erworbene Immunmechanismen.
- Sowohl T-Zell- als auch Antikörper-vermittelte Abwehr sind an der Kommunikation beteiligt.
Wege der Aktivierung des Cerebralen Immunsystems
- Über die Blut-Hirn-Schranke (BBB), insbesondere die zirkumventrikulären Organe (CVOs).
Schrankenkonstruktionen
- Blut-Hirn-Schranke (BBB): Das ZNS-Gewebe benötigt für einwandfreie Funktionsfähigkeit konstante Milieu-Bedingungen im Extrazellularraum. Die Compartment-Grenzen zu Blut und Liquor sind durch Tight Junctions gesichert.
- Zirkumventrikuläre Organe (CVOs): Periventrikulär lokalisiert, weisen gelockerte Schrankenkonstruktionen (fenestriertes Epithel) auf. Sie dienen der Registrierung von Serum-Osmolarität, Körpertemperatur und Hormonfreisetzungen sowie der Vermittlung des Brechreflexes. Sie bilden aber auch eine "Schwachstelle" der Barriere-Funktionen gegenüber Erregern, Entzündungszellen und Schadnoxen.
Signale zwischen peripherem und zentralen Zytokin-System
- Periphere Zytokine: Signalisationsfaktoren von Immunzellen an andere Zelltypen, gebildet von Leukozyten.
- Zytokine im ZNS: werden von allen Elementen der Neurovaskulären Einheit gebildet. Sie dienen als Signalisationsfaktoren innerhalb der Neurovaskulären Einheit und in der Neurotransmission.
Neuronale Kommunikation bei Lokalisierter Entzündung
- Bei lokalisierter peripherer Entzündung bilden lokale afferente Nerven (Nervus Vagus) das Hauptrelais.
- Aktivierung durch Zytokine oder sekundäre Mediatoren (PGE2).
- Serielle Aktivierung primärer und sekundärer Projektionsareale des N. Vagus im Gehirn.
Efferente ZNS-Immunkommunikationssysteme
- Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenachse (H-H-NENI-Achse): Diese Achse spielt eine wichtige Rolle bei Stressreaktionen und der Regulation von Entzündungen.
- Sympathicus-System: Beeinflusst die Immunantwort durch die Freisetzung von Neurotransmittern wie Noradrenalin.
- Efferenter Vagus: Steuert die Rekrutierung von Makrophagen in der Milz.
Cytokine und Fieber
- Fieber ist eine gesteigerte Thermogenese bei vermindertem Hitzeverlust.
- Es führt zu einer Proliferationsminderung vieler infektiöser Pathogene bei Temperaturen über 37 Grad Celsius.
- Die wichtigsten fieberinduzierenden Cytokine sind IL1-beta, TNF-alpha, IFN-alpha und IL-6.
Non-REM Schlaf-Induktion
- IL1-beta und TNF-alpha sind die wichtigsten somnogenen Zytokine.
- Periphere Administration und/oder gesteigerte Produktion im Gehirn führt zu einer Vermehrung des Non-REM-Schlafs.
- Die erforderliche Menge ist geringer als jene, die für eine Fieberreaktion nötig ist.
Zytokine verändern Transmitterfunktionen
-
Verminderung von:
- Serotonintransmission
- Endokrinen Funktionen (herabgesetzte Glucocorticoid-Rezeptor-Sensitivität)
- Neuronaler Plastizität (herabgesetzte Neurogenese, gesteigerte Glutamat-excitotoxische Schädigung)
- Regionaler Hirnaktivität (Verminderung der Amygdala-Funktion, verminderte Funktion des vorderen Gyrus Cinguli)
Das Menschliche Leben als Interaktion von Eukaryoten und Prokaryoten
- Unser Organismus besteht aus etwa 10^13 eukaryotischen Zellen und aus zehnmal so vielen Bakterien (Prokaryoten).
- Pathogene Bakterien müssen erkannt und eliminiert werden, wofür das Abwehrsystem (Immunsystem) zuständig ist.
Mycobacterium tuberculosis
- Ziehl-Neelsen-Färbung dient zur identifizierung von Mykobakterien.
- Das dabei verwendete Karbolfuchsin dringt nach Erwärmen in die Wachsschicht der Kapsel von Mykobakterien ein und ist durch eine Säure-Alkohollösung nicht mehr auswaschbar.
Gram-Reaktion
- Die Gram-Färbung (Gentianaviolett) erlaubt die Einteilung der meisten medizinisch relevanten Bakterien in zwei Gruppen.
- Gram-positive Bakterien weisen eine dicke Hülle aus Peptidoglykan = Murein auf.
- Gram-negative Bakterien besitzen eine dünne Mureinschichte, an die sich nach außen eine weitere "äußere Membran" anschließt.
Stark unterschiedlicher Lipidanteil in der Zellhülle verschiedener Bakterienspezies
- Mykobakterien und Nokardien: 60% (definitive Wachshülle)
- Gram-negative Bakterien: 20%
- Gram-positive Bakterien: 4%
Murein-Netzwerk
- Gibt dem Bakterium mechanische Festigkeit bei hohem osmotischem Innendruck.
Murein ist ein therapeutisch angreifbarer Bestandteil der Bakterienzellhülle
- Unter den membrangebundenen Proteinen der Bakterien befinden sich Enzyme, die für die Synthese und Modifikation des Mureins = Peptidoglykanschicht der Bakterienwand wichtig sind.
Das Flagellum
- Besteht aus polymerisierten Flagellinmolekülen, die ähnlich wie Endotoxin (LPS) starke Immunreaktionen auslösen können.
Formen der Begeißelung
- Polar
- Bipolar
- Rundumbestückung
Leistungsdaten bei polarer Begeißelung
- Bis zu 40 Umdrehungen/Sekunde
- Fortbewegungsgeschwindigkeit 25 µm/Sekunde (1000 µm = ein Millimeter)
- Bei Vibrionen bis 200 µm/Sekunde
Bewegungs Steuerung von Bakterien
- Chemotaxissystem erkennt Gradienten von Lock- oder Schreckstoffen und leitet diese Information über ein Transduktionssystem an den Flagellenmotor weiter.
Das Antriebssystem (links) und die Andock-Vorrichtung (rechts)
Sekretionssysteme der Bakterien
- Befinden sich in der Zellhülle vieler Gram-negativer Bakterien (z.B. Enterobakterien).
- Phylogenetisch und strukturell mit dem Flagellenapparat verwandt.
- Besitzen einen zentralen Transportkanal.
Funktion von Sekretionssystemen
- Freisetzung von Proteinen (Effektoren) in die Umgebung oder in Wirtszellen (Translokation).
Alexander Fleming
- Entdecker des Penicillins.
Antibiotika verlangen verantwortungsvollen Einsatz
Modellbeispiele aus Gesundheit, Störung und Krankheit
- Die Microbiota - Gut - Brain Axis in Gesundheit und Krankheit.
Das menschliche Leben ist eine Interaktion von Eukaryoten und Prokaryoten
- Unser Organismus besteht aus etwa 10^13 eukaryotischen Zellen und aus zehnmal so vielen Bakterien (Prokaryoten).
- Pathogene Bakterien müssen erkannt und eliminiert werden, was das Abwehrsystem (Immunsystem) übernimmt.
Vagus an den Endigungen in der Darmwand
- Entzündungs-Signalisatoren und Stoffwechselprodukte von Bakterien stimulieren den afferenten N. Vagus.
GABA - inhibitorischer Haupttransmitter des ZNS
- GABA wird von identifizierten Darmbakterien produziert und kann am Blutweg die BBB passieren.
- GABA-Transmitterstörungen sind mit Depression, Angst, Autismus und Schizophrenie assoziiert.
- Der afferente Vagus vermittelt GABA-Signalisationen an den Hirnstamm.
Kommunikation durch Nervenleitung bei lokalisierter Entzündung
- Bei lokalisierter peripherer Entzündung bilden lokale afferente Nerven (N. Vagus) das Hauptrelais.
Der Nervus Vagus
- Spiegelt das Zusammenspiel zwischen dem Gehirn und dem Darm wider.
- Verantwortlich für die Weitergabe von Signalen zwischen den beiden Organen.
- Funktioniert als ein "Hauptrelais" bei Entzündungen.
Nerval Kommunikationswege der Gut-Brain Axis
- Nervus Vagus (afferent und efferent)
Enteroendokrine Zellen
- Kommunizieren mit der Darm-Mikrobiota und senden hormonelle Output-Signale an afferente = hirnzuleitende Vagus-Neurone.
Mögliche Folgen einer Vagus-Schädigung
- Emotionale Störungen
- Neurodegenerative Entwicklungen
- Entzündliche Darmerkrankungen
- Colon irritabile
Hormonell
- Aktivierung der HPA-Achse durch Stress => Cortisol Sekretion
- Beeinflusst die Darm-Integrität, -Motilität und Schleimsekretion
- Veränderung der Darm-Mikrobiota
Immunologisch
- Die ZNS-Kapillare ist Schnittstelle (Relais) zwischen peripherem und zentralnervösem Zytokinsystem.
Alle Elemente der sog. Microbiota - Gut - Brain Axis
- Sind an der komplexen Kommunikation zwischen Darm, Immunsystem und Gehirn beteiligt.
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Description
In diesem Quiz wird die Kommunikation zwischen dem Immunsystem und dem Gehirn untersucht, einschließlich der Rolle der T-Zellen und Antikörper. Zudem werden die Schrankenkonstruktionen wie die Blut-Hirn-Schranke und die zirkumventrikulären Organe betrachtet, die für die Aufrechterhaltung des ZNS-Gleichgewichts wichtig sind.
