Zoophysiologie

---> Überführung der toxischen Stoffwechselendprodukte und exogene Gifte in wasserlösliche Substanzen => Ausscheidung

• In das apolare Molekül werden funktionelle Gruppen eingebaut oder die entsprechenden Gruppen werden frei gelegt
• Kopplung mit sehr polaren, geladenen Gruppen

--> auf diese Weise werden auch Medikamente abgebaut

• wird abgebaut zu Ammoniak, Harnstoff oder Harnsäure
• fällt an durch die Erneuerung von Proteinen und RNA --> Stickstoff fällt als NH₃ an
• NH3 ist giftig, da durch eine gesteigerte NH3-Konzentration auch mehr NH3 in den Liquorraum einfliesst, toxisch wohl weil sich aus dem Glutamat Glutamin bildet --> u.a. wird dadurch der zerebrale Energiestoffwechsel gehemmt

• das Glutamin wird in der Niere durch Glutaminase in Ammoniak und Glutamat aufgespalten
• das Glutamat kann im Körper wieder verwendet werden
• der Ammoniak wird über den Harn ausgeschieden

• wird in der Leber synthestisiert aus Pyruvat bzw. Alanin
• Harnstoff ist nicht giftig und kann ebenfalls über die Niere ausgeschieden werden
• wichtiger Regulator der Wasserabsorption!

• beim Menschen wird Stickstoff als Ammoniak, Harnstoff oder Harnsäure über die Niere ausgeschieden
• Wasser-bewohnende Tiere scheiden Ammoniak (NH3) aus
• terrestrische Tiere scheiden Harnstoff aus

• kommt in Blütenpflanzen vor
• Aufnahme über Nahrung
• für die meisten Tiere/Menschen giftig
• Pferd/Rind meidet Jakobskreuzkraut auf der Weide
• kommt in z.B. Asteraceae und Boraginaceae vor
• Risiko für Mensch und Tier: akutes Leberversagen; chronische Einnahmen -->leberschädigend, evtl. karzinogen, mutagen

• PA können in Honig und Bienenpollen gelangen
• --> Risiko für Menschen, die diesen konsumieren

• Insekten, Schnecken: offene Kreislaufsysteme --> keine Trennung von Blut und Lymphe
  • Blut fliesst in die Leibeshöhle über, vermischt sich mit der Lymphe und kehrt zum Herz zurück
  • --> grosser Pumpaufwand, Niederdrucksystem, weil grosses Volumen
• Wirbeltiere: geschlossene Kreislaufsysteme --> Blut fliesst vom Herz aus in Arterien, Kapillaren, Venen und wieder zum Herz
  • Lymphgefässsystem --> Rückführung der Flüssigkeit vom Interzellularraum in die Venen
  • --> kleiner Pumpaufwand, Hochdrucksystem, weil kleines Volumen

offenes Kreislaufsystem mit Hämolymphe

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geschlossenes System, Blut als Flüssigkeit

Blut kommt nicht ins Kontakt mit dem Gewebe, sondern die Stoffe müssen durch die Wand der Blutgefässe diffundieren

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• das arterielle System transportiert das Blut vom Herzen in die Kapillaren --> Hochdrucksystem
  • die hochelastischen Gefässwände der Arterien dämpfen die vom Herz erzeugten Druckschwankungen
  • Aorta ist grosses Gefäss mit rel. niedrigem Widerstand --> Druck bleibt hoch
  • Arteriolen sind rel. enge Gefässe und es gibt nur wenige
  • ---> kommt das Blut in die Arteriolen, kommt es zu starkem Druckabfall
  • Druck sinkt weiter, wenn das Blut durch Kapillaren und dann durch Venolen und Venen fliesst
• Niederdrucksystem --> venöses Blut

• Filtration: Stoffaustausch über die Interzellulärfugen, abhängig von den Druckverhältnissen im Gefäss und dem umliegenden Gewebe.
• Filtration passiert auf der arteriellen Seite, der Rückfluss von Wasser und anderen Substanzen in der arteriellen Seite

negative Rückkopplung:

Stoffwechselrate im Gewebe steigt --> O2 sinkt, CO2 und Abfallprodukte steigen --> glatte Muskulatur der Arteriolen werden geöffnet --> Vasodilatation (durch NO) -->Strömungswiderstand sinkt -->Blutfluss steigt --> O2-Anlieferung, CO2-Abtransport und Abfallprodukt-Abtransport steigen --> O2 im Gewebe steigt, CO2 und Abfallprodukte sinken

Die glatte Muskulatur der Arteriolen reagieren auf underschiedliche Konzentrationen von z.B. Sauerstoff, CO2, H+, K+

Arteriolen regeln auch, wo das Blut hinfliesst, je nach Bedarf

• rechter und linker Vorhof, rechte und linke Kammer
• Scheidewand (Septum) trennt rechte und linke Kammer
• Segelklappen: Trikuspidalklappen (AV-Klappe, rechte Segelklappe) dienen der Abdichtung der rechten Kammer während der Kontraktion der Kammer (Systole), Bikuspidalklappe (Mitralklappe, linke Segelklappe) gleiche Aufgabe auf der linken Seite
• Taschenklappen: verschliessen die Ausströmöffnung der Kammern während der Erschlaffungsphase (Diastole) --> Aortenklappe und Pulmonalklappe

• die grossen Hohlvenen bringen das sauerstoffarme Blut in das rechte Herz, erst Vorhof, dann Kammer
• die Lungenschlagader bringt das Blut zur Lunge, wo es mit Sauerstoff angereichert wird
• von dort geht das Blut in das linke Herz, erst Vorhof, dann Kammer
• die Hauptschlagader (Aorta) bringt das sauerstoffreiche Blut zu den Organen

• Herzmuskelfasern haben ein Ruhepotenzial
• können Erregungen in Form von Aktionspotenzialen weiterleiten
• es gibt dazu ein spezialisiertes Erregungsleitungssystem (z.B. Sinusknoten) und die Herzmuskelfasern

Ursache ist die unterschiedliche Verteilung der Ionen:

• K+ ist intrazellulär 30 mal höher als extrazellulär
• Membran ist undurchlässig für Na+ und durchlässig für K+
• K+ hat das Bestreben nach aussen zu diffundieren, was dadurch begrenzt wird, dass der Ausstrom ein elektrisches Potenzial aufbaut

= kurzzeitige Umladung der Zellmembran

Ruhepotenzial: -90 mV, Potenzialanstieg auf +30 mV durch Na+-Einstrom

Plateau: langsamer Ca++-Einstrom mit entsprechnendem K+-Ausstrom

--->Aktionspotenzial dauert ca 300 ms - 100 mal länger als das AP der Nervenfasern

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• Sinusknoten: primärer Herzschrittmacher
  • vom Sinusknoten ausgehende elektrische Impulse breiten sich im Vorhof aus und bewirken eine Kontraktion der Muskulatur im Vorhof
• Atrioventrikularknoten (AV-Knoten): potenzieller Schrittmacher
  • AV-Knoten leitet die Erregung über das Hiss'sche Bündel an die Herzspitze ---> bewirkt Kontraktion der Kammermuskulatur

• das Nervernsystem kann die Frequenz der Schrittmacherpotenziale modulieren
• Frequenz der Aktionspotenziale bestimmt die Herzschlagfrequenz
• Noradrenalin aus sympathischen Neuronen und Adrenalin aus der Nebennierenrinde (Sympathikus) bindet an Betarezeptoren der Schrittmacherzellen --> cAMP-Signalweg wird aktiviert --> Ionenkanäle ändern ihre Transporteigenschaft --> verstärkter Einstrom von Na und Ca, erhöhte Geschwindigkeit der Deporalisation der Schrittmacherzellen und damit erhöhter Herzschlag

Sympathikus erhöht:

• Herzfrequenz
• Schlagvolumen
• Kontraktion
• Reizleitung

Parasympathikus erniedrigt die 4 Punkte

Regulierung durch Pressorezeptoren: dehnungsaktive Rezeptoren, die in den Wänden vieler grosser Blutgefäse liegen

--> Presoorezeptoren überwachen im Aortenbogen den mittleren arteriellen Blutdruck (MAB)

--> es werden ständig Signale an das ZNS gesendet

---> das kardiovaskuläre Kontrollzentrum in der Medulla oblongata (Stammhirn) integriert die Signale und reguliert über Noradrenalin den Blutkreislauf

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Die Niere kontrolliert das Blutvolumen

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Normalewerte beim Mensch: 120/80 mm Hg