Physiologie WS 21/22
1.Semester
1.Semester
neurogene Gefäßerweiterung (VNS)
-Innervation der Gefäße durch sympathische Nervenfasern
-Ruhetonus: leicht kontrahiert durch Ruheaktivität des Sympathikus
-Veränderte Aktivität => Vasokonstriktion über a-Rezeptoren oder Vasodilatation über ß-Rezeptoren
-parasympathische Regulation durch Innervation der Genitalorgane & Koronararterien
kurzfristige Kreislaufregulation bildlich
Orthostase
= Übergang vom Liegen zum Stehen
-Absacken von ca 500ml Blut in Beinvenen
-Abnahme venösen Rückstroms
-Abnahme des Schlagvolumens
-Abnahme des systolischen Blutdrucks
Barorezeptor-Reflex
-durch Aufstehen, Blutkreislaufveränderung
=> Gegenregulation: Barorezeptor-Reflex mit Anstieg der Herzfrequenz und Gefäßkontraktion
=> Stabilisierung des Blutdrucks
-bei Schock
=> Gegenregulation: Barorezeptor-Reflex verursacht Schocksymptome (Blässe, Schwindel etc.)
Schock
= lebensbedrohliches Kreislaufversagen mit Sauerstoffmangel der Organe
Kardiogener Schock
Herzversagen z.B. durch Herzinfarkt
Anaphylaktischer Schock
allergische Reaktion des Immunsystems auf körperfremde Stoffe
Hypovolämischer Schock
starker Blut- oder Flüssigkeitsverlust im Kreislauf (Verletzung, Verbrennung)
Antidiuretisches Hormon (ADH)
-Produktion: Hypothalamus, Hypophyse ausgeschüttet
-Niere: fördert Wasser Rückresorption: sauf wie viel du willst ohne zu pissen
-Gefäße: Vasokonstriktion
Renin - Angiotensin - Aldosteron - System (RAAS)
-Produktion: Niere, Blut, NNR
-Niere: fördert Na+-Rückresorption = sauf wie viel du willst ohne zu pissen
-Gefäße: Vasokonstriktion
-Gehirn: Durstgefühl
Atriales Nartriuretisches Peptid (ANP)
-Produktion: rechter Herzvorhof
-Niere: senkt Na+-Rückresorption = du musst pissen
-Niere: senkt Renin-Freisetzung
=> Gegenspieler von RAAS
Wie wirken Hormone?
= chemische Botenstoffe
= passen Arbeitsleistung von Zellen, Geweben & Organen den inneren & äußeren Veränderungen an
= steuert inneres Millieu des Körpers (Stoffwechsel, Wachstum, Fortpflanzung)
endokrine hormonelle Signalübertragung
=> Hormon => Produktionsort => Blutbahn => Zelle
parakrine hormonelle Signalübertragung
=> Transport des Hormons durch Diffusion zur Nachbarzelle
autokrine hormonelle Signalübertragung
=> Wirkung des Hormons auf die gleiche Zelle, die es produziert hat
Rezeptoren und Stoffgruppen von Hormonen
Regulation der Hormonsekretion
-Bildung und Abgabe (Sekretion) muss reguliert werden
-durch Steuerhormone:
- übergeordnete Hormondrüse gibt Hormon ab, die auf nachgeschaltete Hormondrüse wirken
-negative Rückkopplung (Regelkreis):
- endokrine Zellen messen selbst Hormonwirkung
- Nach Erreichen des Sollwerts wird Hormonsekretion abgestellt
Stressreaktion (Adrenalin und Kortisol) bildlich
Kontinuierliche Erregungsweiterleitung
= langsamere Erregungfortleitung
Saltatorische Erregungsweiterleitung
= schneller durch Ranviersche Schnürringe
Passiver Transport
-Nach Konzentrationsgradient
-fettlösliche Substanzen durch Zellmembran
-wasserlösliche Substanzen durch Transportproteine
Aktiver Transport
-Energieverbrauch => Transport gegen Konzentrationsgradienten
-Pumpen (ATP-Nutzung)
-Carrier (Ionengradient-Nutzung)
Zellkern
Speicherung von Erbinformation mit Nukleinsäuren (DNA,RNA)
Mitochondrien
Energiegewinnung (ATP) aus Kohlenhydraten und Fettsäuren
Ribosome
Proteinbildung für Stoffwechsel
Golgi-Apparat
Reifung und Verteilung von Produkten des Zellstoffwechsels
Zellmembran
-besteht aus Proteinen und Doppellipidschicht
-durchlässig für fettlösliche Substanzen
-Kontrolle des Austauschs von wasserlöslichen Substanzen
-integrale Memranproteine
-periphere Membranproteine
Diffusion
-Teilchenbewegung
-Durchmischung von Stoffen
=> Konzentrationsausgleich
Osmose
-Diffusion von Molekülen durch eine semipermeable Membran
=> Konzentrationsausgleich
hypertonisch
Konzentration außen zu hoch (austrocknen)
isotonisch
Konzentration innen und außen ausgeglichen (normal)
hypotonisch
Konzentration innen zu hoch (platzen)
Ionenkanäle
-Ausnutzen des Konzentrationsgradienten und Ladungsunterschiede
-Spannung, Ligand, Dehnung
Exozytose
-Abgabe von Molekülen aus der Zelle
- Verschmelzung von Vesikeln mit Membran
Endozytose
-Aufnahme von Molekülen in die Zelle
-Abschnürung von Vesikeln an der Zellmembran
Phargozytose
-Aufnahme von großen Zellen (z.B. Bakterien)
-Endozytose
Signalkette im Nervensystem
Rezeptorpotenzial
= Generatorpotenzial/Sensorpotenzial)
-an sensorischen Enden von afferenten Nervenfasern
-Potenzialänderung (abhängig von Reizstärke)
- Reiz => Na+-Einstrom => Depolarisation
Aktionspotenzial
-Weiterleitung von Signalen in einer Nervenfaser (Axon)
- Na+-Kanäle öffnen
- Depolarisation bis zur Schwelle (Overshoot)
- Na+-Kanäle schließen
- Ka+-Kanäle öffnen => Repolarisation
- Nach Hyperpolarisation => Ruhepotenzial!
-Amplitude immer gleich hoch (+20mV)
-an sensorischen Enden
-je höher Rezeptorpotenzial, desto mehr Aktionspotenziale pro Zeit
Postsynaptisches Potenzial
-an Synapsen von Nervenzellen/Muskelzellen
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Lernkarten
Steuerung der Muskelkraft (Rekrutierung)
-motorische Einheiten => verschieden groß
-geringe Kraft => kleine motorische Einheiten
-große Kräffe => große motorische Einheiten zusätzlich
=> Rekrutierung
- motorische Einheiten => zeitversetzt aktiviert
=> glatte Bewegung
-Muskelfasern durchmischt
=> Kontraktion auch bei kleiner Kraft gleichmäßig im Muskel verteilt
Steuerung der Muskelkraft (Impulsfrequenz)
-Synapse zwischen Motoneuron und Muskel = neuromuskuläre Endplatte (Neurotransmitter = Acetylcholin)
- ein AP im Motoneuron
=> immer überschwelliges EPSP an Restsynapse
- ein Aktionspotenzial
=> im Muskel einzelne Kontraktion (= Einzelzuckung)
-Mehrere APs dicht nacheinander
=>steigern Muskelkontraktion und so die Kraft
Vegetatives Nervensystem
= autonomes Nervensystem
=> passt Organfunktionen unbewusst an Lebenssituation an
Sympathikus (VNS)
= aktiv Stress-Bedingungen
-steigert Herzfrequenz
-erhöht Blutdruck
-hemmt Verdauung
-mobilisiert Glukosereserven
Parasympathikus (VNS)
=> aktiv in Entspannungsphasen
-zügelt Herzfrequenz
-senkt Blutdruck
-stimuliert Verdauung
-hemmt Schweißbildung
Vergleich der efferenten Systeme
Aufbau des VNS
Prä- und Postganglionäre Verschaltung
parasympathisch => Acetylcholin => Ganglion (ionotroper Rezeptor) => ACh => Zielorgan (metabotroper Rezeptor)
sympathisch => ACh => Ganglion (ionotroper Rezeptor) => Noradrenalin => Zielorgan (adrenerger Rezeptor)
Parasympathische Signalwege
-parasympathisch:
- Acetylcholintransmitter setzen sich an Rezeptoren
- M1- und M3-Rezeptoren über ionotrope Rezeptoren ins Zielorgan
- G-Protein setzt sich an IP3 und lässt Ca2+ ansteigen
- M2-Rezeptoren (iootrope Rezeptoren)
- G(ßy)-Protein setzt sich an Enzym (Adenylatzyklase) und senkt cAMP
Sympathische Signalwege
-sympathisch
- Noradrenalin setzt sich an Rezeptoren (ionotrop)
- a1-adrenerge Rezeptoren => Ca2+-Anstieg
- a2-adrenerge Rezeptoren => cAMP-Senkung
- ß1-adrenerge Rezeptoren => cAMP-Anstieg
- ß2-adrenerge Rezeptoren => cAMP-Anstieg
Welche Leistung erbringt das Herz?
Herzzeitvolumen (L/min) = Schlagvolumen x Herzfrequenz
in Ruhe: ca 5-6 L pro Minute
bei Belastung: max. 25 L pro Minute
Herzautonomie
Parasympathikus: Senkung der Herzfrequenz ist ...
Parasympathikus: Senkung der Erregungsausbreitung ist...
Parasympathikus: Senkung der Kontraktionskraft ist...
Sympathikus: Steigerung der Herzfrequenz
Sympathikus: Steigerung der Erregungsausbreitung
Sympathikus: Steigerung der Kontraktionskraft
Rechtes Herz
Linkes Herz
Herz-Kreislauf (grob)
O2 geht rein (arterielles System) => geht im peripheren Gewebe verloren => linkes Herz
Co2 geht rein (imperipheren Gewebe) => venöser Rückstrom zur Lunge => rechtes Herz
Herzaufbau
Mononukleäre Kardiomyozyten
= bilden ein funktionelles Synzytium
Gap Junktions
= elektrische Synapsen
= Verbindung zweier Zellen durch Kanäle und somit Übertragung von Stoffen
Herzerregung
=> durch Sinusknoten (primärer Schrittmacher)
(70-80/min)
=> AV-Knoten (sekundärer Schrittmacher)
(40-60/min)
Herzerregungsausbreitung
Sinusknoten => Vorhofmyokard => AV-Knoten => His-Bündel => Kammerschenkel => Purkinje-Fäden => Ventrikelmyokard
Ruhepotenzial beim Herz
= -80 mV
=> K+-Kanäle geöffnet
=> Na+-Kanäle geschlossen
Aktionspotenzial beim Herz
= +20 mV
=> Na+-Kanäle geöffnet (für kurze Zeit)
Aktionspotenzial Herzmuskelzelle
Rekrutierung Skelettmuskel
= viele motorische Einheiten, von denen mit steigender Kraft immer mehr aktiviert werden
Tetanisierung Skelettmuskel
= kurze Aps => wiederholte Erregung der Muskelzellen => Überlagerung der Muskelkontraktionen => Tetanus
Wieso gibt es beim Herzmuskel keine Rekrutierung?
= alle Herzmuskelzellen bilden ein funktionelles Synzytium => gemeinsame Aktivierung bei Erregung des Herzmuskels
Wieso gibt es beim Herzmuskel keine Tetanisierung?
= langes Aktionspotenzial verhindert Überlagerung von Muskelzuckungen => nicht tetanisierbar
Eigenschaften der Herzschrittmacherzellen (Sinusknoten & AV-Knoten)
-kein stabiles Ruhemembranpotenzial
-nach Erreichen des negativen Werts steigt das Potenzial von selbst wieder an
-bei Erreichen der Schwelle wird ein Aktionspotenzial ausgelöst
=> diastolische Selbstdepolarisation
Steuerung der Herzfrequenz
= durch Parasympathikus und Sympathikus
Herzvolumina
-Ventrikelvolumen: 120 ml
-Schlagvolumen: 80 ml = 67% Auswurffraktion
-Herzzeitvolumen: 80 ml x 70 Schläge/min. = 5,6 L/min (in Ruhe)
Herzzyklus
= rhythmischer Wechsel zwischen Kontraktion und Erschlaffung
-Systole besteht aus Anspannungs- und Austreibungsphase
-Diastole besteht aus Entspannungs- und Füllungsphase
Herz-Kreislauf-System: Funktionen
=> Ver- und Entsorgung
=> Kommunikation (Hormone)
=> Temperraturregulation
Herz-Kreislauf-System: Transportmechanismen
=> Diffusion
=> Konvektion (energiegetriebener Transport im Trägermedium)
Herz-Kreislauf-System: Hochdrucksystem im Körperkreislauf
(arterielles System + Herz in der Systole)
=> Druckspeicher (Aorta)
=> aufrechter Gang (Stofftransport zum Gehirn)
=> Nierenfiltration
=> bedarfsorientierte Blutverteilung auf die Organe
