BIOLOGY – Neurotoxine, Neuropharmaka und Drogen

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BIOLOGY – Neurotoxine, Neuropharmaka und Drogen
Hintergrundinformation
Neurone kommunizieren untereinander vor allem chemisch durch Neurotransmitter und Neuromodulatoren, die in Synapsen spezifisch an Rezeptormoleküle binden und dadurch ein erregendes oder ein
hemmendes Signal an die postsynaptische Zelle weitergeben. Bis heute kennt man über 100 solcher
Moleküle. Manche sind relativ klein, z.B. ACh oder Derivate (Abkömmlinge) von Aminen und Aminosäuren; andere sind von mittlerer Grösse, wie z.B. Derivate von Lipiden; und wieder andere sind
Makromoleküle (Proteine, Peptide). Die Anzahl an verschiedenen Rezeptoren ist noch grösser als die der
Transmitter, da es für manche Transmitter mehr als einen Rezeptor gibt. Für ACh kennt man z.B. einen
nikotinischen und zwei Arten von muscarinischen Rezeptoren.
Neuromodulatoren, die ebenfalls von Synapsen freigesetzt werden, können den Effekt von Transmittern auf
die postsynaptische Zelle modulieren, d.h. verstärken oder abschwächen.
Je nach Häufigkeit der Freisetzung, können Transmitter und Modulatoren im Verlauf der Zeit die Neurone
positiv oder negativ verändern: bei bestimmten Arten von Lernen, werden Synapsen durch intensive
Nutzung vergrössert, wodurch die Übertragung verstärkt wird, in anderen Fällen kann die Sensibilität von
Synapsen dadurch abnehmen, dass die Rezeptorzahl schwindet. In Begriffen der Computertechnik
ausgedrückt heisst dies, dass die «Software» (die elektrischen Signale) die «Hardware» (die Neurone bzw.
das ganze Gehirn) verändern kann, was wiederum auf die «Software» zurückwirkt. Insofern können viele
Drogen die Gehirnstruktur verändern.
Damit das Nervensystem funktionieren kann, müssen die Mengen von Transmittern und Modulatoren sowie
die Empfindlichkeit und Mengen von Rezeptoren genau ausbalanciert sein. Zusätzlich muss die Zusammensetzung der extra- und intrazellulären Flüssigkeit stimmen, und die Verfügbarkeit von Sauerstoff, Glukose
und andere Substanzen muss genau reguliert werden. Eine wichtige Rolle spielt in diesem Zusammenhang
die Blut-Hirn-Schranke, die genau kontrolliert welche Moleküle ins Gehirn gelangen dürfen und welche
nicht.
Im Verlauf der Evolution wurde bei zahlreichen Organismen aus allen Reichen eine grosse Anzahl
verschiedener Moleküle selektiert, die von ihren Produzenten benutzt werden, um Parasiten und Fressfeinde
abzuwehren oder zu töten, oder um Beute anzulocken, zu manipulieren, zu lähmen oder umzubringen. Viele
dieser Moleküle wirken als Agonisten oder kompetitive oder allosterische Antagonisten von Neurotransmittern und -modulatoren. Andere wirken auf die Freisetzung von Transmittern oder verändern deren
Wiederaufnahme in die Synapsen. Wieder andere beeinflussen die Nervenleitung.
Manche dieser Stoffe sind hochgiftig, aber andere andere verändern die komplexe Balance im Gehirn auf
eine Art und Weise, die manche Personen deshalb als angenehm empfinden mögen, weil positive Gefühle
und/oder veränderte Wahrnehmungen hervorgerufen werden. Zusätzlich zu solchen natürlichen Molekülen
von Pflanzen, Tieren, Pilzen oder Einzellern, die zufällig auf ein Rezeptormolekül passen, gibt es auch
künstliche Substanzen mit vergleichbaren Effekten.
Viele dieser Stoffe werden als Pharmaka, als Genussmittel oder als Pestizide gebraucht oder als Drogen
missbraucht.
Kantonsschule Kreuzlingen, Klaus Hensler
Bio15_Vortraege_Neurotox_Drugs-d_3Ma.doc –27.05.2015
Kantonsschule Kreuzlingen, Klaus Hensler, Mai. 15
Aufgabe
Jede Person bereitet folgendes vor ...
... einen Kurzvortrag von exakt 4 Minuten Dauer
... eine geschriebene Zusammenfassung aus maximal 200 Worten, die die zentralen Aussagen des
Vortrages in eigenen Worten zusammenfasst. Abbildungen sind nur zulässig, wenn sie selbst gezeichnet
sind. Kopierte Textbausteine aus dem WWW oder aus anderen Publikationen werden nicht akzeptiert.
Schreibe die Zusammenfassung in die Vorlage auf der Klassen-Partition der KSK-Homepage. Beachte
die Format-Vorgaben. Speichere die Datei bis spätestens Mo, 15.6.2015, 20:00 Uhr im Verzeichnis
ReadWrite/3Ma/Bio_Vortraege unter folgendem Namen ab: Bio15Vortrag_Nr_Nachname.doc (die
kursiven Teile durch die Vortragsnummer und den eigenen Namen ersetzen).
Substanz(en)
Name
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22.
Philip Ellenbroek
Riad Razic
Pauline Sauter
Miro Berger
Luuk Berschat
Katharina Sauder
Anina Kuhlow
Edmond Mulaj
Nadja Schwizer
Sophie Indergand
Valérie Haerle
Cristina Baratto
Alessandro Anwander
LSD
Morphium gegen Schmerzen
Nikotin und Curare
Ritalin
Crystal Meth
Atropin
Ethanol
Fliegenpilz-Gifte
Heroin und Naloxon
Koffein
Kokain
Liquid Ecstasy
Sarin und E605
Saxitoxin und Batrachotoxin
THC
Tranquilizer / Benzodiazepin
Thujon
„Magic Mushrooms“
Ecstasy
Ketamin
Khat
α-Bungarotoxin
Kenan Sayar
Alessia Carlucci
Ricardo Viana
Fabio Schmid
Cyril Müller
Theresa Dammann
Vinzent Appenzeller
Sophia Haas
Datum
17. Juni 2015
17. Juni 2015
17. Juni 2015
17. Juni 2015
17. Juni 2015
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17. Juni 2015
17. Juni 2015
17. Juni 2015
Die Präsentation (Vortrag und Zusammenfassung) muss die folgenden Punkte beeinhalten:
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die chemische(n) Struktur(en) der Substanz(en)
die Herkunft der Substanz(en) und ihre natürliche(n) Aufgabe(n) (bei Naturstoffen)
die Anwendung in Medizin, Kosmetik, Küche, Landwirtschaft etc.
den/die natürlichen Agonisten und/oder Angaben zu(m) Rezeptor(en)
den Wirkmechanismus auf der Ebene der Neurone, des ZNS und des gesamten Organismus
den erwünschten Effekt
unerwünschte Nebeneffekte
kurzfristige und langfristige Auswirkung auf die Gesundheit und die psychische Verfassung
von Konsumenten
– das Suchtpotenzial und die Chance, von einer Sucht wieder freizukommen.
– andere Informationen zur Substanz (legal/illegal, wieviele Konsumenten ...)
– Quellenangaben

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