Physio Rigo

0,5 l Harn/ Tag, entspricht der minimalen täglichen Harnausscheidung, weniger Harn ist nicht produzierbar

-> maximale Harnkonzentration auf 1200 mosm/l

=> möglichst minimale Harnausscheidung

bis zu 20 l Harn/Tag

-> Wasserdiurese wegen sehr starker Verdünnung

=> minimale Harnkonzentrierung auf 50 mosmol/l

=> möglichst hohe Harnausscheidung

erhöhte Harnausscheidung über 20 l/Tag aufgurnd Mangel bzw unzureichender ADH Wirkung

äußere Längsmuskulatur

innere Quermuskulatur

(im Magen: fibrae obliquae)

zwischen innerer und äußerer Muskelschicht liegt der plexus myentericus Auerbachi => glatte Muskulatur ( Tonus und Kontraktion)

innerhalb der inneren Schicht (Quermuskulatur) liegt der plexus submucosus Meißneri => sekretorische Funktion ( in der tunica mucosa) 

Ösophagus: noch mehrschichtig unverhorntes PE => hohe mechanische Belastung wegen geringer Zerkleinerung der Nahrung

in späteren Abschnitten: einschichtiges Eptihel

Magen & Darm: zu Zotten aufgeworfen ( 30* Oberflächenvergrößerung wegen Kerckringfalten, weitere 600 * Vergrößerung durch Zotten und Bürstensaum der einzelnen Enterozyten

1. Enterozyten: häufigster Zelltyp, Verdauung und Resorption

2. Becherzellen: sezernieren Muzine => wichtig für Immunfunktion und Verdauung

3. enteroendokrine Zellen: sezernieren Hormone und andere Substanzen

4. Tuft- Zellen: empfindlich gegenüber von Parasiten, können das Immunsystem aktivieren

5. M- Zellen: sind über den Peyer- Plaques lokalisiert, als einziger Zelltyp durch Transzytose aufgenommen, können von Lymphozyten präsentiert werden

6. Paneth- Zellen: sezernieren TF und antimikrobiale Substanzen ( Defensine und Wnt- Liganden) => Teil des natürlichen Immunsystems; aktivieren Stammzellen der Umgebung -> kontinuierliche Bildung neuer Epithelzellen

7. gewebespezifische Stammzellen: Selbsterneuerung, langlebig, multipotent => dienen schneller Zellregeneration

a) willkürliche motorische Aktivitäten: Kauen, Schluchen etc

b) viszerale Afferenzen: die sensorischen Nervenendigungen der viszeralen Afferenzen liegen frei in der Darmwand und fungieren als Mechano-, Chemo- und Nozizeptoren (multimodal) => die viszeralen Afferenzen leiten somit mechanische, chemische oder Schmerzreize zum ZNS weiter und ermöglichen somit u.a. die Entstehung vagovagaler Reflexe, welche vor allem die Motilität von Ösophagus und Magen steuern (rezeptive Relaxation, Akkomodationsreflex)

c) Reflexe:

Rezeptoren: z.b. bei der reflektorischen Kontrolle der Speichelsekretion

- bedingte Reflexe: außerhalb des GI-Traktes ( Erinnerungen des Geruchs- und Geschmackssinnes)

- unbedingte Reflexe: im GI- Trakt und Medulla oblongata verschaltet (über Chemo- und Mechanorezeptoren (PH, Struktur des Essens)

viszerale Afferenzen:

verlaufen über ggl. spinale zum ncl. tractus soletarii und dann weiter zu ncl. dorsalis n. vagi sowie ncl. ambiguus => von dort nach Verschaltung zurück zur Peripherie

(im ZNS long loop reflex)

a) afferente Neuronen:

- Nerven enden zwischen Muskelschichten oder Mucosa (primär sensorische Neurone)

- sind im ENS verschaltet

=> multimodale Rezeptoren: Dehnung, chemisch, osmotisch, thermisch

- NT gehören v.a. zur Tachikininfamilie (Substanz P)

b) Interneurone

- häufigste Zelle

- Axone verzweigen sich häufig (RIchtung oral/aboral)

- sowohl hemmende (IPSP: Somatostatin, Opioidpeptide) als auch aktivierende (EPSP: ACh, ATP, Glutamat) Neurone

c) efferente Neuronen:

1. zu glatten Muskelzellen: Längsmuskulatur -> nur erregend durch Ach und SP => Kontraktion

                                            circuläre Muskulatur -> erregend durch Ach, SP => Kontraktion; hemmend durch NO, VIP, ATP,                                                PACAP => Erschlaffung

2. Cajal interstitielle Zellen: besitzen eine spontane Erregungsbildung (Schrittmacherzellen); erregende und hemmende Innervation -> NT wie bei Muskeln

3. Epithelzellen und Endothelzellen: Erregen von Drüsen, v.a. durch VIP und Ach

4. Gefäßmuskulatur: v.a. Schleimhaut => Vasodilatation 

1. Nicht- Peptid- NT:

- Ach (n-Ach, m-Ach)

- ATP

- NO

- Serotonin

2. Peptid- NT

-Tachikinine ( Substanz P)

- Opioid Peptide ( Enkephalin) => v.a. hemmende Wirkung

- SOmatostation

-VIP

-PACAP

-NPY

-Galarin

-

a) Sympathikus:

alpha1: Sphinktertonus steigt => VK

alpha2: Hyperpol. in enteralen Effektorzellen (IPSP)

beta2: Hemmen glatter Muskulatur + G- Zellenstimulation: Gastrinausschüttung steigt

b) Parasympathikus

- ACH -> m- Ach- Rez. : Kontraktion von glatten Muskelzellen und Sekretion steigt => Durchblutung steigt, Motilität steigt, sekretorische Tätigkeit steigt

-VIP, NO => Erschlaffung glatter Muskulatur ( Cotransmitter)

plexus myentericus befindet sich entlang des ganzen Ösophagus:

- cholinerge Neurone wirken erregend

- adrenerge Neurone wirken modellierend

- NANC- Neurone (mit VIP, ATP) wirken hemmend

=> sensible Fasern des Pharynx ziehen zu ncl. tractus soletarii und ambiguus => koordinieren Schluckakt

primäre Persitaltik: wird ausgelöst, wenn Speisebolus in den Ösophagus eintritt, dient der Weiterbeförderung Richtung Magen => vagal gesteuert

sekundäre Peristaltik: wird durch sensible Reizung der Ösophagusschmleimhaut ausgelöst und dient der Selbstreinigung des Ösophagus (oesophageale Clearance); wenn z.b. Nahrungsstück stecken bleibt wird Ösophagus gedehnt => vago- vagaler Reflex wird ausgelöst und zweite Welle wird losgeschickt

Akkomodationsreflex: Der proximale Magen hat die Aufgabe, größere Speisemengen zu speichern. Durch                                                                       lokale Wanddehnung wird im proximalen Magen ein Reflex, der Akkomodationsreflex, ausgelöst. Dieser                                       hat eine Entspannung der Muskulatur und damit eine Dehnung des proximalen Magens zur Folge. Dieser                                     Vorgang wird auch als rezeptive Relaxation bezeichnet und tritt dort im Magen-Darm-Trakt auf, wo                                               Speicherfunktionen erfüllt werden müssen (so z. B. auch in der Rektumampulle) 

vagovagal

1. Akkomodationsreflex des Magens

2. rezeptive Relaxation während Speisebrei in Ösophagus

1. Hypoxie schwächt Kontraktion ab

2. Ach bindet an M3 -> Darmbewegung steigt => Dauerkontraktion kann entstehen

3. Atropin: antagonisiert Ach => Darmkontraktion sinkt

4. Kontraktion sinkt, z.B. durch EDTA

5. Kontraktion nimmt ab

6. Kontraktion sinkt

propulsive Peristaltik (Transport)

propulsive Peristaltik (Transport)

1. propulsive Peristaltik (Transport)

2. nicht propulsive Peristaltik (Durchmischung)

3. rhythmische Segmentation (Durchmischung)

4. Pendelbewegung ( Längsverschiebung der Darmwand über den Darminhalt)

1. rhythmische Segmentation (Durchmischung)

2. Pendelbewegung ( Längsverschiebung der Darmwand über den Darminhalt)

man unterscheidet

- interdigestiv: Speicheltransport und Reinigungs von unverdaulichen Resten ( Zeit zwischen Mahlzeiten)

- digestive Phase: bearbeiten, speichern und kontrolliertes Weiterleiten von Nahrung an das Duodenum

RUHETONUS DURCH N.VAGUS

Ablauf digestive Phase:

1. während des Schluchens erfolgt durch einen Reflexbogen die Aktivierung postganglionärer NANC- Neurone und damit die Erschlaffung des proximalen Magens

2. beim Eintreten der Nahrung in den proximalen Magen führt dessen Dehnung über einen vagovagalen Reflex ebenfalls zur Aktivierung der NANC- Neurone => dadurch ist es möglich, dass das Volumen des Magens zunimmt, ohne dass der Druck wesentlich steigt ( Akkomodation)

3. anschließend wird im Magen durch tonische Kontraktion des proximalen Abschnitts ein gastroduodenaler Druckgradient aufgebaut, der dafür sorgt, dass die Nahrung allmählich in den distalen Magen gelangt => hierfür sind postganglionäre cholinerge Neuronen verantwortlich

4. mit zunehmender Magenfüllung und Dehnung wird das Schrittmacherzentrum aktiviert, es entstehen Aktionspotentiale und schließlich verlaufen ringförmige Kontraktionswellen auf den Pylorus zu 

-> diese treiben die randständign Anteile des Nahrungsbreis zum Pylorus hin, sodass im distalen Antrum der Druck bei geschlossenem Pylorus auf über 100 mmHg ansteigen kann

-> im Zentrum des Antrumlumens wird der Nahrungsbrei nach proximal zurückgeworfen (=> Mahlen mischen emulgieren)

=> die mechanische Zerkleinerung sowie das Emulgieren von Lipiden sorgen für eine Oberflächenvergrößerung der Nahrungsbreibestandteile im Chymus, sodass später die Verdauungsenzyme effizienter arbeiten können

5. während der Relaxationsphasen des Antrums öffnet sich der Pylorus und Nahrungspartikel mit einer Größe über <1-2 mm können passieren

über n. vagus:

- erregende postggl. cholinerge Effektorneurone: Kontraktion des Magens steigt

- hemmende postganglionäre Effektorneurone: VIP, ATP, Opioide => Relaxation von Sphinctern und Magenentleerung gefördert

- Sympathikus hemmt Kontraktion des Magens (moduliert plexus myentericus)

1. Motilin: beeinflusst Magenmuskulatur: Entleerung steigt

2. Gastrin: hemmt Entleerung durch Relaxation der Fundusmuskulatur

3. Sekretin: hemmt Entleerung ( Pylorus kont. Fundus+ Antrum relx.)

4. CCK: aktiviert CCKA- Rez. => Pylorus kontrahiert, Entleerung sinkt

scheint auch myenterische Ganglienzellen zu beeinflussen

5. GIP: hemmt Entleerung

- im Ileum wird die Nahrung so lange zurückgehalten, bis der Verdauungsvorgang abgeschlossen ist

- zu diesem Zweck kann der Darminhalt im Ileum (besonders Lipide) über enterische Reflexbögen die Transportmotorik im Jejunum hemmen

- myoelektrische Aktivität wie im Magen: ausgehend von mehreren Schrittmachern breiten sich spontane Membranpotentialschwankungen aus ( slow waves) über eine gewisse Distanz und grenzen somit Bewegungssegmente ab

- die Frequenz nimmt von Duodenum bis zum Ileum hin ab

- wird die AKtionspotentialschwelle überschritten, bilden sich Aps aus, Muskulatur kontrahiert sich

=> es können 3 Bewegungsarten unterschieden werden: Segmentation, Pendeln, Peristaltik

-> dieses komplexe Bewegungsmuster wird durch einen lokalen Reflexbogen ( peristaltischer Reflex ) gesteuert

- durch Wanddehnung werden sensorische Neurone erregt, die über hemmende Interneurone die Längsmuskulatur oralwärts hemmen und die Ringmuskulatur enthemmen; gleichzeitig wird analwärts über erregende Interneurone die Längsmuskulatur erregt ( Verkürzung) und die Ringmuskulatur entspannt

- bei diesem peristaltischen Reflex wird also eine komplexe Serie motorischer Ereignisse ausgelöst, sobald Nahrungsbrei ein Segment des Muskelschlauches ausdehnt

die Wanderung des Bolus verschiebt den Reflexort nach distal, was wiederum den Bolus weiterschiebt, sodass ein mehr oder weniger kontinuierlicher Transport in aborale Richtung resultiert

=> in der interdigestiven Phase wandern MMCs über den Dünndarm und erlöschen meist vor dem Colon

Frequenz der MMCs unterliegt einer circadianen Rhythmik und ist nachts (30-90 min) höher als tagsüber (90-120 min)

die Ileozäkalklappe ist eine ventilartige Struktur mit hohem Ruhedruck und kontrolliert den Übertritt von Darminhalt in das Colon

-> sie steht unter der Kontrolle des : enterischen NS; PSY ( Erschlaffung); SY ( Kontraktion)

- die Dehnung des Ileums führt zur Öffnung der Klappe, wogegen Dehnung des proximalen Colons zum Verschluss der Klappe führt

=> durch diesen Mechanismus wird gewährleistet, dass Darminhalt vom Ileum ins Colon fließt und nicht umgekehrt

- der Dickdarm führt durch Wasser und Elektrolytresorption zur Eindickung des Darminhaltes, absorbiert kurzkettige Fettsäuren und dient als Reservoir, das eine regulierte und willkürlich kontrollierte Entleerung des Darms ermöglicht

- die Grundmechanismen der Dickdarmmotilität entsprechen denen des Dünndarms

- funktionell kann man zwei Abschnitte unterscheiden:

a) proximales colon: colon ascendens und transversum

- hier findet die überwiegende Absorpiton von Wasser und Elektrolyten sowie die bakterielle Fermentation vom Darminhalt statt

- hier werden 2 Bewegungsarten unterschieden: Segmentationen und Massenbewegungen

b) distales Colon: colon descendens und sigmoideum

- dient der entgültigen Eindickung und als Reservoir

- auch hier finden sich Segmentationen sowie Massenperistaltik => durch distale Massenbewegung wird das ansonsten leere Rektum mit Darminhalt gefüllt und dadurch ausgedehnt

=> diese Dehnung löst den DEFÄKATIONSREFLEX aus

1. Längsmuskulatur:

- keine gap junctions

- kein BER ( basaler elektrischer Rhythmus)

- Kontraktion durch eNS ( Ach ->M3)

2. Ringmuskulatur:

- viele gap- junctions

-BER

- während der interdigestiven Phase hemmt das eNS den BER durch VIP und NO

wegen Entwicklungsproblemen sind plexus myentericus und submucosus nicht funktionsfähig -> keine propulsiven Bewegungen 

=> Aganglionose führt im betroffenen Darmareal zur fehlenden Relaxation und damit zur spastischen Engstellung des Darms, wodurch der Stuhltransport beeinträchtigt wird -> Aufstau des Stuhls führt in den proximalen Anteilen zur massiven Dilatation => MEGAKOLON

- die Darmentleerung ist ein komplexer Reflex, bestehend aus der koordinierten Abfolge autonomer und willkürlicher Motorik

- der Darmausgang wird durch Analsphinkter verschlossen

- Analsphinkter besteht aus: dem unwillkürlich regulierten inneren Sphinkter (glatte Muskulatur) und dem willkürlich gesteuerten äußeren Sphinkter (quergestreifte Muskulatur)

=> Grundaktivität des inneren Sphinkters wird dur SY erhöht ( alpha rez) und durch PSY reduziert 

- physiologischerweise herrscht im Analsphinkter ein gewisser Ruhetonus, der hauptsächlich durch unwillkürliche Kontraktion des inneren Sphinkters entsteht => sorgt dafür dass Darmausgang verschlossen ist

- kommt es durch Massenbewegung des distalen Colons zur Füllung und damit zur Dehnung des Rektums ( mit Erregung von Dehnungsrezeptoren) wird der rekto- sphinkterische Reflex ausgelöst

- zunächst wird hierdurch eine Erschlaffung des inneren und eine Kontraktion des äußeren Sphinkters bewirkt

- zusätzlich gelangen afferente Informationen zum Gehirn und erzeugen das Bewusstsein, dass Stuhl entleert werden muss (Stuhldrang)

- ist die Darmentleerung erwünscht, kommt es über lokale und sakrale Refelxe zur Relaxation des inneren und äußeren Spehinkters soowie der Bodenmuskulatur

- Kontraktionen der Bauchmuskulatur und Expiration gegen die gescshlossene Glottis erhöhen den intraabdominalen Druck

- parallel dazu laufen peristaltische Wellen vom Sigmoid  zum Rektum und die Hautrierung vom Sigmoid wird durch Kontraktion der Längsmukulatur vermindert

- schließlich führt der Druckanstieg im Rektum zum Austritt des Darminhaltes

=> diese Reflexkette kann willkürlich in Gang gesetzt werden

- ist die Darmentleerung nicht erwünscht, können lokale und sakrale Reflexbögen die Kontraktion des äußeren Sphinkters aufrecht erhalten

=> bleibt Darmentleerung aus, passt sich das Rektum dem neuen FÜllungszustand binnen 10 s an => AKKOMODATIONSREFLEX, wodurch der Innendruck sinkt, sodass sich auch der innere SPenkter wieder kontrahiert 

1/3 apikal: 

- oberflächliche Epithelzelllen (HCO3-, Na+, Cl-)

- Nebenzellen: Muzine und Pepsinogen 

2/3 basal:

- Belegzellen: HCL und Intrinsic Faktor

- Hauptzellen: Pepsinogene und Lipasen

- endokrine Zellen: Gastrinr, Somatostatin, Histamin

es besteht eine Diffusionsbarriere aus einer 

a) morphologischen Komponente: Schlussleiste ist CO2 und H+ undurchlässig ( an apikaler Membran)

b) funktionelle Komponente: dicke Schleim- Gel- Schicht  + HCO3- Sekretion, zwischen Schleimhaut und Oberfläche liegt eine dünne "unstiered layer" => durch parazelluläres Na+ => entsteht NaHCO3- (ph=7)

1. Zymogene: v.a. Proteasevorstufen, aktiviert durch Trypsin und andere Enteropeptidasen

2. aktive Enzyme: alpha- Amylase und Lipasen

3. DNAsen, RNAsen ( schützende und regulatorische Proteine)

ZUDEM ENTHÄLT PANKREASSASFT VIEL HCO3- -> KANN DAMIT DEN SAUREN MAGENSAFT IM DARM NEUTRALISIEREN => PH- CLEARANCE & ERLEICHTERTE MIZELLENBILDUNG

Grund: BIlirubinkonzentration im Blut hoch

1. prehepatisch ( hämolytisch): durch vermehrten Untergang von Erys

-> unkonjugiertes BIlirubin im Serum hoch

-> keine Aussccheidung von Bilirubin im Urin, da an Albumin gebunden

-> Urobilinogen im Urin hoch

-> AA: dunkelbraun

2. hepatisch ( heptozellulär): Glucoronyltransferase ist defekt (z.b. durch Hepatitis)

-> sehr viel unkonjugiertes und konjugiertes Bilirubin im Serum

-> sehr viel Bilirubin im Urin

-> AA: normal

3. posthepatisch (cholestatisch): Verstopfen der Gallenwege (z.b. durch Gallensteine oder Tumoren)

-> sehr viel konjugiertes Bilirubin im Serum

-> sehr viel Bilirubin im Urin

-> kein Urobilinogen im Urin

-> AA: hellbraun