Ionotrope und metabotrope Rezeptoren PDF

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Biologische Psychologie...

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1. Was kennzeichnet iono- und metabotrope Rezeptoren? Welche zellulären Mechanismen bestimmen ihre jeweilige postynaptische Wirkung und was sind grundlegende Unterschiede zwischen den Rezeptortypen? (20 Punkte)

Zu Aufgabe 1) Iono- und metabotrope Rezeptoren sind die beiden Hauptruppen von Rezeptoren. Abhängig davon, ob der Rezeptor ionotrop oder metabotrop ist, kann ein Postsynaptisches Neuron auf zwei grundlegend verschiedene Arten durch Bindung eines Neurotransmitters beeinflusst werden. Ionotrope Rezeptoren funktionieren einfach und schnell. Sie sind an transmittergesteuerte Ionenkanäle gekoppelt, sodass auch immer nur der direkt verbundene Ionenkanal geöffnet werden kann. Sobald ein Neurotransmitter-Molekül andockt, verändert sich die Form des Rezeptoren, sodass Ionen durchpassen und in die Postsynapse dringen können. Dieser Vorgang ist so schnell, dass die Ionen meist bereits nach 2ms nach Transmitterbindung in die Zelle eintreten und sich der Ionotrope Rezeptor nach ungefähr 20ms wieder schließt. Metabotrope Rezeptoren hingegen öffnen nicht direkt Ionenkanäle. Sie sind an Signalproteine und G-Proteine gekoppelt. Sie setzen eine Reaktionskette frei, welche mit der Bindung eines Transmitters oder Hormons an dem Rezeptor beginnt, wodurch ein biochemischer Vorgang ausgelöst wird, an dessen Ende ein Ionenkanal geöffnet werden kann. Hierbei können viele weitere Prozesse im Neuron modifiziert werden, sodass die Wirkung weit über die Veränderung des Membranpotenzials hinausgeht. Der Rezeptor ist an den Abschnitt des Signalproteins außerhalb des Neurons gekoppelt und das G-Protein an einen Abschnitt innerhalb. Nach der Bindung des Neurotransmitter, spaltet sich eine Untereinheit (Alpha-Untereinheit) des G-Proteins ab, welche sich an einen nahegelegenen Ionenkanal binden und IPSP oder EPSP auslösen kann. Es kann u.A. auch ein Enzym aktivieren, das einen sekundären Botenstoff („second messenger“) wie z.B. das cyclische Adenosinmonophosphat (cAMP) synthetisiert. Es gibt viele grundlegende Unterschiede zwischen metabotropen Rezeptoren und ionotropen Rezeptoren. Metabrotope Rezeptoren sind häufiger als ionotrope Rezeptoren. Ihre Wirkung entwickelt sich langsamer, hält allerdings auch länger an. Ihre Wirkung setzt nach frühestens 30ms nach Freisetzung des Neurotransmitters ein und ihre Wirkungsdauer ist nicht klar bestimmbar. Sie kann mehrere 100ms, sekunden oder sogar durch die cAMP-Kaskade, welche Vorgänge beim Neuron auslöst, welche diesen für stunden oder sogar das ganze Leben verändern. Darüber hinaus sind Sie diffuser und variieren mehr....