Atmung Flashcards
Zellatmung
- ATP-Produktion mittels ox. Phosphorylierung
- Atmungskette
- CO2 Abfallprodukt
- ca. 38 ATP
Respiratorische Mechanismen
- Perfusion (Durchblutung)
* Ventilation (Austausch Atemmedium)
Atemgase
- O2
- CO2
- per Diffusion ausgetauscht
Atemprobleme
- Hohe Temperaturen —> Probleme Wassertiere
* Extreme Höhen —> Problem Landtiere (O2 Aufnahme schwieriger)
Atmung bei Insekten
- Körper von Luftwegen durchzogen
- Tracheenatmung
- Röhren aus dünnem Chitin
- Luft gelangt über Stigmen in Tracheen
- Einatmen —> Tracheen vergrößern sich
Atmung bei Fischen
- Kiemenatmung
- Gasaustauschorgan
- undirektionaler Wasserstrom durch Kiemenfilamente
- Gegenstromprinzip —> Gasaustauschmaximierung
Hautatmung
- Schwämme, Korallen, Titicaca-Riesenfrosch
- Feuchte, dünne Haut
- Diffusion: O2 rein, CO2 raus
- über und unter Wasser
Darmatmung
- Einige Fische
- O2 Aufnahme über Schleimhautepithel Enddarm
- Darmzottenloser hinterer Mitteldarmabschnitt
- gute Blutversorgung
Atmung bei Vögeln
- Lunge
* Luftsäcke
Atmung bei Amphibien
- Kiemenatmung
- Lungenatmung
- Hautatmung
- parallele Nutzung
Menschliche Lunge - Komponenten
- Lungenflügel
- Brustfell
- Alveolen
Einatmen
- Zwerchfell kontrahiert
- Brusthöhle erweitert sich
- Unterdruck nimmt zu
- Lungenflügel expandieren
- Luft strömt ein
Ausatmen
- Zwerchfell erschlafft
- Brusthöhle verengt sich
- Unterdruck nimmt ab
- Lungenflügel ziehen sich zsm.
- Gasgemisch aus Lunge gedrückt
Lungensekrete
- Respiratorischer Schleim: Schutzmechanismus
* Surfactant: von Pneumozyten Typ2 in Alveolen sezerniert, verhindert Kollaps der Alveolen am Ende der Ausatmung
Physikalische Grundlagen Gasaustausch: Diffusion
- Fick‘sches Diffusionsgesetz
* Diffusionsfähigkeit der menschlichen Lunge
Sauerstofftransport im Blut
- 3 Grundtypen respiratorischer Proteine
- O2 durch Alveolarepithel und Kapillarendothel ins Blut
- O2 im Blut durch Körper transportiert, in Geweben abgegeben
- Hämoglobin unterschiedliche Bindungsaffinitäten in unterschiedlichen Geweben
3 Grundtypen respiratorischer Proteine
- Hämocyanin
- Hämerythrin
- Hämoglobin (Säuger)
Hämoglobin
- 4 globuläre Proteinketten
- in jedes Globulin eine Hämgruppe eingebettet
- Hämgruppe = eisenhaltige Ringstruktur, kann O2 reversibel binden
- Bindung O2 hängt von Partialdruck ab
Partialdruck
• bestimmt Konzentration von Gasen im Gasgemisch
Sauerstoffbindung an Hämoglobin
- Lunge (> PO2): Hämoglobin nimmt O2 auf
- Körper (< PO2): gibt O2 ab
- Affinität zu Partialdruck: sigmoidal
Myoglobin
- In Muskelzellen
* erleichtert Diffusion von O2 in Muskelzellen
Hämoglobin und pH-Wert
- Bohr Effekt —> pH sinkt: H+ binden an Hämoglobin und senken Affinität für O2
- Haldane Effekt —> PO2 steigt: Hämoglobin senkt CO2 Bindungsvermögen —> CO2 abgeben
2,3-Disphosphoglycerat
- DPG
- begünstigt O2-Abgabe
- Metabolit der Glykolyse
- bindet reversibel an desox. Hämoglobin —> senkt dessen Sauerstoffaffinität —> O2-Freisetzung begünstigt
CO2-Transport im Blut
- hauptsächlich als Hydrogencarbonat-Ionen im Blut transportiert
- Bindet an Hämoglobin —> Umwandlung in HCO3-
- HCO3- ins Plasma, Cl- zu Erythrozyten in Lunge
- HCO3- zu CO2
- CO2 in Plasma zu Erythrozyten
Kontrolle der Atmung
- unwillkürliche Funktion zentralen NS
- von Hirnstamm kontrolliert
- Atemzentrum: Formatio reticularis der Medulla oblungata
- inspiratorische und exspinatorische Neurone
- CO2 beeinflusst Atemfrequenz und -tiefe extremer als O2
Affinitätszunahme Hämoglobin
- pH steigt
- H+ fällt
- PO2 steigt
- PCO2 fällt
- Temperatur fällt
- 2,3-DPG fällt
Affinitätsabnahme Hämoglobin
- pH fällt
- H+ steigt
- PO2 fällt
- PCO2 steigt
- Temperatur steigt
- 2,3-DPG steigt
Atemvolumina
- Vitalkapazität: 4,5 L
* Insp. Reservevolumen: 3 L
Atemzugvolumen
0,5 L Aufnahme von Luft während Atemzug
Exp. Atemvolumen
Menge, die beim Ausatmen abgegeben wird: 1,5 L
Vogellungengewebe
- Luft strömt über Parabronchien in einer Richtung durch Vogellunge
- Luftkapillaren transportieren Luft von Parabronchien zu Blutkapillaren
- undirektionale Ventilation —> Maximierung Gasaustausch
- Atemzug bleibt 2 Ventilationszyklen im Körper
Alveolen
- Lungenbläschen
- Gasaustausch
- hier erfolgt Diffusion von O2 in Blut
- Abgabe CO2 aus Körper
Pneumozyten Typ 1
• O2 diffundiert von Alveole in Blut
Diagramm Hämoglobin
- sogmoidal
- kooperativer Effekt: nichts gebunden —> steigt langsam an
- O2 Bindung —> Konformationsänderung —> wird O2 affiner
