Die Einführung, moderiert von den studentischen Modulverantwortlichen, soll einen Überblick über das Modul verschaffen. Aus studentischer Perspektive erfahrt ihr die Highlights des Moduls und bekommt wertvolle Tipps an die Hand. Neben dem allgemeinen Aufbau werden noch organisatorische Besonderheiten besprochen. Ihr habt die Möglichkeiten alle Fragen zum Modul vor Ort zu klären. Komm vorbei, um gut vorbereitet in das Modul starten zu können!
Süßsaures Lächeln
In der Vorlesung wird in das Thema „Signal- und Informationssysteme“ eingeführt und ein Ausblick auf das Modul 4 gegeben. Es wird ein Überblick über die verschiedenen Ebenen und Systeme der Signal- und Informationsverarbeitung gegeben und erläutert, wie diese in den 3 Wochenthemen des Moduls zugeordnet sind.
Diese auf Modul 4 vorbereitende Vorlesung findet in einem gemeinsamen Rahmen mit einer modulunterstützenden Vorlesung der Biophysik statt. Die gemeinsame Vorlesung gibt zur Motivation einen Überblick über die Neurophysiologie und die Anwendungen der in Modul 4 zum Thema Neurophysiologie vermittelten Inhalte im Medizinstudium und in der praktischen Medizin. Außerdem werden die Lehrveranstaltungen der Neurophysiologie und Biophysik in ihrem logischen Zusammenhang vorgestellt. Anschließend werden die physikalischen Begriffe „elektrischer Leitwert“ und „elektrische Kapazität“ biologischen Strukturen zugeordnet und diskutiert. Betont werden Gemeinsamkeiten und wichtige Unterschiede bei den Voraussetzungen und Umsetzungen technischer Elektrik und strukturell-funktionellen Bedingungen und Umsetzungen elektrischer Vorgänge in unserem Organismus. Hierbei spielen die Begriffe des ohmschen bzw. kapazitiven, transmembranären Stroms eine wichtige Rolle, die sowohl an Beispielen der technischen Elektrik als auch an biologischen Strukturen veranschaulicht werden.
In der Vorlesung soll grundsätzlich in das Thema „elektrische Signale an Zellmembranen“ eingeführt werden, denn an allen Zellen bzw. deren Membranen finden elektrische Signalprozesse statt. Anhand ausgewählter Zelltypen soll zunächst gezeigt werden, durch welche Mechanismen das Membranpotenzial verändert werden kann und welche biophysikalischen Prinzipien zu beachten sind. Zentral sind hier die Anwendungen des Ohmschen Gesetzes in der Zellphysiologie für die Generierung von Transmembranströmen und daraus resultierenden Membranpotenzialänderungen. Die prinzipiellen Varianten der analogen Signalentstehung sowie die Vorzüge und Grenzen dieser Signalform werden besprochen, insbesondere im Vergleich zu Aktionspotenzialen.
Die Studierenden sollen ein Verständnis für die Bedeutung von Calcium als intrazellulärem Botenstoff entwickeln. Dazu soll exemplarisch die Rolle von Calciumionen bei der elektromechanischen Kopplung im Herzmuskel dargestellt werden und Unterschiede zum Skelettmuskel herausgearbeitet werden. Zunächst werden die verschiedenen Calciumtransportmechanismen (Ionenkanäle, Calciumpumpen, Natrium-Calcium-Austauscher) einer Herzmuskelzelle vorgestellt und deren Zusammenwirken bei der Regulation der intrazellulären Calciumkonzentration aufgezeigt. Insbesondere wird die Bedeutung von Calciumionen für die Regulation der myokardialen Kontraktilität dargelegt. Im Anschluss werden die Mechanismen der Tonusregulation der glatten Muskelzelle einerseits über die intrazelluläre Calciumkonzentration und andererseits über Modulation der Calciumsensitivität besprochen. Zuletzt wird noch auf die Bedeutung von Calcium für die präsynaptische Transmitterfreisetzung aus Nervenzellen eingegangen.
Ein klinischer Bezug wird im 2. Teil der Vorlesung hergestellt durch Vorstellung der Rolle einer gestörten Calcium-Homöostase im Rahmen kardialer Erkrankungen. Darüber hinaus werden die verschiedenen Möglichkeiten aufgezeigt, das intrazelluläre Calcium-signaling pharmakologisch zu beeinflussen (z.B. Ca-Antagonisten, Digitalisglykoside, Levosimendan).
Stichworte zum Vorlesungsinhalt: Spannungsabhängige und ligandengesteuerte Calciumkanäle, Calciumpumpen, Natrium-Calcium-Austauscher, intrazelluläre Calciumspeicher, elektromechanische Kopplung, pharmakologische Beeinflussung der Calcium-Homöostase.
Ein klinischer Bezug wird im 2. Teil der Vorlesung hergestellt durch Vorstellung der Rolle einer gestörten Calcium-Homöostase im Rahmen kardialer Erkrankungen. Darüber hinaus werden die verschiedenen Möglichkeiten aufgezeigt, das intrazelluläre Calcium-signaling pharmakologisch zu beeinflussen (z.B. Ca-Antagonisten, Digitalisglykoside, Levosimendan).
Stichworte zum Vorlesungsinhalt: Spannungsabhängige und ligandengesteuerte Calciumkanäle, Calciumpumpen, Natrium-Calcium-Austauscher, intrazelluläre Calciumspeicher, elektromechanische Kopplung, pharmakologische Beeinflussung der Calcium-Homöostase.
Anhand eines Patienten-Beispiels einer Polyneuropathie sollen die Studierenden einen ersten Eindruck motorischer und sensibler Störungen gewinnen und einen Einblick in die Technik der motorischen und sensiblen Neurographie erhalten.
In dieser Seminarveranstaltung wird in das Thema „Ionenkanäle“ eingeführt bzw. vertieft. Zunächst wird eine Übersicht über wichtige Ionenkanalfamilien gegeben. Aus funktioneller Perspektive wird dargestellt, dass Ionenkanäle sich durch zwei Merkmale klassifizieren lassen: zum einen sind das die Mechanismen der Aktivierung (konstitutiv geöffnet, spannungsgesteuert, liganden-gesteuert usw.) und zum anderen die Permeabilitätseigenschaften der Ionenkanäle (selektiv-permeabel, nicht-selektiv permeabel). Dabei wird der für einen Ionenkanal charakteristische Begriff des (Strom-) Umkehrpotentials an Beispielen vertieft. Um die Wirkung der Aktivierung bzw. der Blockade eines Ionenkanals vorhersagen zu können, werden die Größen Strom, elektrischer Leitwert und Permeabilität gegeneinander abgegrenzt.
Insgesamt soll ein Grundverständnis erworben werden, dass sich Ionenkanäle durch eine große strukturelle und funktionelle Vielfalt auszeichnen und die primären, molekularen Ansatzpunkte zur Regulation des Membranpotentials und der Erregbarkeit nicht zuletzt für therapeutische Interventionen sind. Es soll die Kompetenz erworben werden, die Folgen für das Membranpotential und die zelluläre Erregbarkeit bei Aktivierung bzw. Blockade eines gegebenen Ionenkanals einschätzen zu können. Durch das differenzierte Verständnis von Fachbegriffen soll das Selbststudium über Ionenkanäle und Erkrankungen, die auf Ionenkanaldysfunktionen basieren, erleichtert werden.
Insgesamt soll ein Grundverständnis erworben werden, dass sich Ionenkanäle durch eine große strukturelle und funktionelle Vielfalt auszeichnen und die primären, molekularen Ansatzpunkte zur Regulation des Membranpotentials und der Erregbarkeit nicht zuletzt für therapeutische Interventionen sind. Es soll die Kompetenz erworben werden, die Folgen für das Membranpotential und die zelluläre Erregbarkeit bei Aktivierung bzw. Blockade eines gegebenen Ionenkanals einschätzen zu können. Durch das differenzierte Verständnis von Fachbegriffen soll das Selbststudium über Ionenkanäle und Erkrankungen, die auf Ionenkanaldysfunktionen basieren, erleichtert werden.
In dieser Seminarveranstaltung soll die Aktionspotenzialausbreitung in verschiedenen Strukturen vergleichend besprochen werden. Dabei soll die kontinuierliche Erregungsausbreitung in nicht-myelinisierten Axonen und anderen Strukturen wie der Muskelfaser in Bezug auf Leitungsgeschwindigkeit, Energieverbrauch und Volumenbedarf mit der Erregungsausbreitung in myelinisierten Axonen verglichen werden. Dabei werden die Determinanten der Leitungsgeschwindigkeit wie Durchmesser, Myelinisierungsgrad und Länge von Internodien behandelt. Die Klassifizierungssysteme für periphere Nervenfasern werden vorgestellt. Die Studierenden erhalten eine Übersicht über die Bandbreite von Leitungsgeschwindigkeiten im menschlichen Organismus.
Es soll die grundlegende Bedeutung von Messungen der Leitungsgeschwindigkeit bzw. Leitungsdauer an Nerven für die Diagnose von Erkrankungen erkannt werden, und es soll grundsätzlich verstanden werden, dass Abweichungen der Leitungsgeschwindigkeit für die Diagnose von Demyelinisierungserkrankungen grundlegend sind.
Es soll die grundlegende Bedeutung von Messungen der Leitungsgeschwindigkeit bzw. Leitungsdauer an Nerven für die Diagnose von Erkrankungen erkannt werden, und es soll grundsätzlich verstanden werden, dass Abweichungen der Leitungsgeschwindigkeit für die Diagnose von Demyelinisierungserkrankungen grundlegend sind.
In dem Seminar wird die physiologische Rolle von Ionenkanälen (Beispiel: ACh-Rezeptor) und Carriern (Beispiel: Glucose-Uniport) bei zellulären Transportvorgängen dargestellt. Dabei werden grundlegende Unterschiede zwischen freier und Transporter-vermittelter Diffusion bezüglich ihrer Kinetik erläutert.
Durch Arzneimittel kann das biochemische Verhalten von Transportproteinen beeinflusst und damit eine therapeutische Wirkung erzeugt werden. So können pharmakologische Interventionen zur Therapie, z.B. von Herzrhythmusstörungen oder Schmerzzuständen, durchgeführt werden.
Durch Arzneimittel kann das biochemische Verhalten von Transportproteinen beeinflusst und damit eine therapeutische Wirkung erzeugt werden. So können pharmakologische Interventionen zur Therapie, z.B. von Herzrhythmusstörungen oder Schmerzzuständen, durchgeführt werden.
In diesem interdisziplinären Praktikum, das gemeinsam mit je einem Dozierenden der Physik und Physiologie veranstaltet wird, sollen die Studierenden die physikalischen und physiologischen Grundprinzipien der elektrischen Signalausbreitung durch experimentelle Praxis kennen lernen. Die physikalischen Grundlagen der Signalweiterleitung an Nerven und Muskeln sollen zunächst anhand eines elektrischen Modells der Zellmembran, welches von den Studierenden Schritt für Schritt zusammengesetzt wird, erlernt bzw. gefestigt werden. Dabei soll die Abhängigkeit der Signalweiterleitung von physikalischen Grundgrößen erfahren werden. Die sensorische Neurographie und die Chronaximetrie sind Verfahren aus der klinischen Neurophysiologie, die eingesetzt werden können, um Nervendefekte und Funktionsstörungen von Nerven–Muskel-Strukturen nachzuweisen. Im Rahmen des Praktikums sollen die Studierenden eine sensorische Neurographie am Nervus ulnaris und eine Chronaxometrie am Musculus abductor pollicis brevis gegenseitig an sich durchführen. Die Studierenden sollen durch das Erlernte einen Bezug zu Anwendungen in der klinischen Neurophysiologie herstellen können.
In diesem Termin werden die Kompetenzen zur Anamneseerhebung trainiert. Ziel ist es, dass die Studierenden selbständig den Ablauf einer Gesamtanamnese (Gesprächsbeginn, Beziehungsaufbau, Eingrenzung der Beschwerden, Konsultationsende etc.) strukturieren und die Anamneseerhebung als persönliches Gespräch gestalten können. Dazu werden Rollenspiele und ein Simulationspatientengespräch eingesetzt.
In diesem Untersuchungskurs steht die klinische Untersuchung von Kopf und Hals (Oberflächenstrukturen, Symmetrie) im Vordergrund. Hierzu gehören die Oberflächenstrukturen und ihre Symmetrie bei Inspektion, Palpation und Perkussion. Bei den praktischen Fertigkeiten sollen die Untersuchungsmethoden der Pupillenreaktionen geübt werden.