620 likes | 723 Views
WS2007/2008. Olfaktion. Emotionen und Verhalten. Olfaktion . Erinnerung. Sozialverhalten. Reviermarkierung. Aroma Kontrolle der Nahrung. Partnerwahl. Orientierung in der Umwelt. Duftstoffwahrnehmung. Olfaktion . Axel, R. Spektrum der Wissenschaft, Dezember 1995.
E N D
WS2007/2008 Olfaktion
Emotionen und Verhalten Olfaktion Erinnerung Sozialverhalten Reviermarkierung Aroma Kontrolle der Nahrung Partnerwahl Orientierung in der Umwelt
Duftstoffwahrnehmung Olfaktion Axel, R. Spektrum der Wissenschaft, Dezember 1995
Duftstoffwahrnehmung Olfaktion Kaupp & Müller, in Deetjen-Speckmann 2004
Duftstoffwahrnehmung Olfaktion Riechschleimhaut Mensch Reh
Geruchsschwellen Olfaktion
Abnahme der Riechleistung Olfaktion
Duftstoffwahrnehmung Olfaktion
Basal- zellen Aufbau des Riechepithels Olfaktion Riechzellen Stütz- zellen Riech- epithel Anholt, R.R (1987) Trends in Biochemical Science 12, 58ff Quelle: Kleene + Gesteland (1981) Brain Res. 229: 536
Olfaktion Riechzellen Säugetiere 5 - 120 Millionen Riechzellen Mensch ca. 10 Millionen Stütz- zellen Basal- zellen Lebenszeit ca. 4 – 8 Wochen ca. 10.000 Düfte Anholt, R.R (1987) Trends in Biochemical Science 12, 58ff
Olfaktion c = Cilium Aufgabe: Duftstofferkennung; chemoelektrische Signalwandlung d= Dendrit s = Soma Aufgabe: allg. Zellfunktionen, u.a. Proteinbiosynthese a = Axon Aufgabe: Auslösen und Weiterleiten von Aktionspotentialen
Duftstoffe erregen Riechzellen Olfaktion Duftstoff Depolarisation
Olfaktion Duftstoff Depolarisation Hyperpolarisation
Olfaktion Olfaktorische Signaltransduktion
Olfaktorische Signaltransduktion Olfaktion Rezeptoren Spezifität Sensitivität Enzymkaskade Elektrische Antwort Ionenkanal
Olfaktorische Signaltransduktion Olfaktion Duftstoff Rezeptor
Olfaktorische Signaltransduktion Olfaktion G Protein: Golf
Olfaktorische Signaltransduktion Olfaktion Adenylat Zyklase
Olfaktorische Signaltransduktion Olfaktion CNG Kanal
Olfaktorische Signaltransduktion Olfaktion Cl- Kanal Verstärkung
Olfaktion Kann die Signalkette durch einen Chlorid-Ausstrom verstärkt werden?
Olfaktorische Signaltransduktion Olfaktion Ionenverteilung beim Säuger außen innen Na+ 140 mM 3-30 mM K+ 5 mM 140 mM Ca2+ 2 mM < 1 µM Mg2+ 2 mM einige mM Cl-140 mM 10 mM
Olfaktorische Signaltransduktion Olfaktion Hohe [Cl-] im Neuron Verstärkung
Olfaktion Eigenschaften der molekularen Komponenten der Signalkette
Olfaktorische Signaltransduktion Olfaktion I
Duftstoffrezeptoren Signaltransduktion
Olfaktion Es gibt sehr viele unterschiedliche Duftstoffrezeptoren Duftstoffrezeptoren gehören zur Familie der G-Protein gekoppelten Rezeptoren (Rhodopsin) Im Mausgenom kodieren ca. 1300 Gene für Duftstoffrezeptoren; davon sind ca. 30% Pseudogene. Beim Menschen gibt es ca. 1000 Gene für Duftstoffrezeptoren; davon sind ca. 65% Pseudogene.
Duftstoffrezeptoren Olfaktion Jede Riechzelle exprimiert nureine Sorte Duftstoffrezeptor Jede Zelle exprimiert nur ein Allel des Gens (allelische Exklusion) 15.000 - 30.000 Riechzellen exprimieren das gleiche Allel
Olfaktion DNA Rekombination Deletion Gene Konversion Expressionskassette Transfer Serizawa et al. (2004), Trends in Genet. 20, 648ff
Olfaktion Serizawa et al. (2004), Trends in Genet. 20, 648ff
Olfaktion Serizawa et al. (2004), Trends in Genet. 20, 648ff
Olfaktion Duftstoffrezeptoren sind nicht sehr spezifisch
Olfaktion Duftstoffrezeptoren sind nicht sehr spezifisch
Olfaktorische Signaltransduktion Olfaktion I
Adenylat Zyklasen Olfaktion AC = integrales Membranprotein (9 Gene bekannt) AC löslich (1 Gen bekannt)
Adenylat Zyklasen Olfaktion
Adenylat Zyklasen Olfaktion
Olfaktorische Signaltransduktion Olfaktion I
Zyklisch Nukleotid gesteuerte Ionenkanäle Olfaktion CNG A2 CNG A4 CNG B1b
Zyklisch Nukleotid-gesteuerte Ionenkanäle Olfaktion K1/2 Zeit Hill-Gleichung: I/Imax = Cn/(Cn + K1/2n); K1/2 = EC50, n = Hillkoeffizient
Olfaktion Adaptation
Olfaktion Riechzellen adaptieren bei langanhaltender Stimulation
Olfaktion Adaptation hält einige Sekunden an
Ca2+ ist der Botenstoff der Adaptation Olfaktion