Atmung Und Kreislauf Flashcards
Zusammenhang Herzkreislauf und Atmungssystem
Der Blutkreislauf bringt Sauerstoff von der Lunge in den Körper und transportiert CO2 aus dem Körper zur Lunge, wo es ausgeatmet wird.
Atmung
- Aufnahme und Verbrauch O2
- Abgabe CO2
Äußere Atmung
- Gasaustausch zwischen Umwelt und respiratorischer Oberfläche
- Atemgastransport im Kreislauf
- Gasaustausch zwischen Blut und Gewebe
Innere Atmung
- Zellatmung
- Energiegewinnung aus organischen Verbindungen unter O2-Verbrauch
- Bildung CO2 und Wasser
Diffusion über Epithelien
-O2 muss über mehrere Membranen diffundieren um zu Mitochondrien zu kommen
- respiratorische Membran
- Erythrozytenmembran
- Kapillarmembran
- Mitochondrienmembran
Unterschiede Eigenschaften Atmungsorgane Amniota
- Größe der Oberfläche durch Stärke der Faltung
- Unter- oder Überdruckatmung
Einfache Säcke (Amphibia) bis komplexe lappige Strukturen (Aves/Mammalia)
- Ficksches Gesetz
M=-D(A(a1-a2)/x)
M= Menge transportierter Stoff pro Zeit A= Austauschfläche a1-a2= Konzentrationsdifferenz X= Dicke des Epithels D= Diffusionskoeffizient
Ideal:
Atmungsorgane sollten große Austauschfläche und dünne Epithelien besitzen
Atmungsorgane
- Körperoberfläche: Plathelminthes, Annelida, Amphibia
- Lungen: Amniota, Dipnoi
- Kiemen: Pisces, aquatische Invertebrata
- Tracheen: Hexapoda, Myriapoda
Entstehung Wirbeltierlunge
- entstand aus später ventral verlagerten, seitlichen Ausstülpungen des Vorderdarms
- bleibt über unpaaren Gang (Luftröhre) mit Vorderdarm verbunden
- Luftröhre geht in Hauptlungäste über
Entstehung Schwimmblase
- entstand aus später dorsal verlagerter Ausstülpung des Vorderdarms
- nur rechter Luftsack, linker wird reduziert
- manchmal Verbindung mit Darm, manchmal keine mehr und deshalb geschlossener Sack
Trachea
Luftröhre
Bronchien
Hauptlungäste
Atmungssystem Mensch Aufbau
Obere Luftwege: Nasenhöhle, Rachen, Kehlkopf
Untere Luftwege: Luftröhre, Bronchien, Bronchiolen
—> Lungenflügel
Atmungssystem Mensch Funktion
- Gasaustausch
- Vokalisierung
- Geruchssinn
Flimmerepithel
- in oberen und unteren Luftwegen
- sorgt für Abtransport von Schleim und Fremdkörpern
Lunge Aufbau
Rechte Lunge (Ober-,Mittel-,Unterlappen)
Linke Lunge (Ober-, Unterlappen)
Innere Lungenoberfläche: 50-100 m2
Lunge im Detail
- über flüssigkeitsgefüllten Pleuralspalt mit Brustkorb und Zwerchfell verbunden
- Brustkorbvolumen und Lungenvolumen ändern sich gemeinsam
Alveolen
= Lungenbläschen
300-400 Millionen beim Mensch
- Gasaustausch
- Durchmesser 250mycrometer
- Oberfläche mit Surfactant
Surfactant
= Mischung aus Phospholipiden und Proteinen
- gebildet von Pneumozyten (Zellen, die Alveolen auskleiden)
- senkt Oberflächenspannung und verhindert kollabieren der Alveolen
Blut/Luftschranke
= respiratorische Membran, die Lumen der Lunge von Lumen der Lungenkapillaren trennt
- 0,2-0,6 mycrometer
- CO2 in Lunge, O2 in Kapillare
Bestandteile:
- Surfactant
- Lungenepithel
- gemeinsamer Basallamina Richtung Lunge
- Kapillarendothel
Ventilation Lunge
= abwechselnde Inspiration und Exspiration von Luft
Atemzugvolumen
= ein- und ausgeatmetes Luftvolumen
Vitalkapazität
= Atemzugvolumen bei maximalem Ein- und Ausatmen
Residualvolumen
= Luft, die nach möglichst kräftigem Ausatmen in der Lunge verbleibt
Atmung Säuger
Unterdruckatmung
- Volumen der Lunge nimmt zu
- Zwerchfell flacht sich ab
- Luft strömt ein durch Unterdruck in Lunge
- Zwerchfell wölbt sich beim Ausatmen
= Saugpumpe
Atmung Frosch
Überdruckatmung
- Volumen der Schlundhöhle nimmt zu
- Luft strömt ein durch Unterdruck
- Luft wird durch Anheben der Schlundhöhle mit Überdruck in Lunge gedrückt
= Druckpumpe
Atmung Vögel
- 8 oder 9 Luftsäcke mit Parabronchien
- Luftdurchfluss in Parabronchien ist unidirektional
- kein Residualvolumen (höherer max Sauerstoffpartialdruck)
- für ein Luftvolumen sind zwei Atemzüge nötig
—> effizienter als Säugetierlunge (nötig wegen Flughöhe)
Atmung unter Wasser
Problem:
- Dichte/Viskosität im Wasser höher als in der Luft
- geringer Sauerstoffgehalt
Lösung: Kiemen müssen Sauerstoff aus Wasser extrahieren
Kiemen
= Ausfaltungen der Körperoberfläche, die von Wasser umspült werden und große Austauschfäche darstellen
-Kiemen durch Wasser oder Wasser über Kiemen
Kiemen Marine Würmer
- Parapodien
- fungieren wie Kiemen und Extremitäten zur Fortbewegung
- bei Polychaeta
Kiemen Flusskrebs
- lange, gefiederte Kiemen von Exoskelett bedeckt
- Körperanhänge sorgen für Wasserstrom über Kiemen
Kiemen Seestern
- einfache, fingerförmige Hautausstülpungen
- Lumen jeder Kieme ist Ausstülpung Cölom
- Ambulacralfüßchen trägt zu Gasaustausch bei
Atmung Knochenfische
- Wirkung zwei Skelettmuskelpumpen (Rachenraum und Kiemenhöhle)
- Wasser strömt durch Mund ein und durch Kiemendeckel wieder aus (unidirektionaler Fluss)
—> zwei Öffnungen zum Atmen (immer eine zu und eine offen)
Gegenstromprinzip
= Blutfluss in Gefäßen ist entgegengesetzt dem Wasserfluss (Gradient zwischen beiden bleibt gleich)
-Partialdruckgefälle für Sauerstoff im Richtung Blut am größten
—> besonders effiziente Extraktion von Sauerstoff aus Wasser, bis zu 90% (notwendig wegen sauerstoffarmem Wasser)
Ventilation
= Bewegung respiratorisches Medium über respiratorische Oberfläche
Kreislaufsystem
= bewegt Flüssigkeit zwischen direkter Umgebung jeder Zelle und den Geweben, die in Austausch mit Außenwelt stehen
Komponente Kreislaufsystem
1) zirkulierende Flüssigkeit (Blut oder Hämolymphe)
2) System miteinander verbundener Röhren (Blutgefäße)
3) muskulöse Pumpe (Herz)
Offenes Kreislaufsystem
-bei Arthropoda, Mollusca
- keine Blutkapillare
- offene Blutgefäße
- Hämolymphe umspült innere Organe
- Funktionen bei Fortbewegung
- geringer hydrostatischer Druck
—> energiesparend
Geschlossenes Kreislaufsystem
-bei Annelida, Vertebrata
- Blut fließt ausschließlich in Gefäßen
- Stoffaustausch zwischen Blutkapillaren und Gewebsflüssigkeit
- hoher Blutdruck garantiert effiziente Versorgung der Organe große Tiere mit O2 und Nährstoffen
- Regulation der Blutverteilung an Organe möglich
Kardiovaskuläres System
= geschlossenes Kreislaufsystem ist Herz-Kreislaufsystem, dass aus Herz und drei Arten von Blutgefäßen besteht
Einfaches Kreislaufsystem
-bei Fischen
- 2 kammriges Herz
- Blut aus Herz passiert zwei Kapillarnetze vor Rückkehr ins Herz
—> Blut durchströmt Herz nur einmal
Doppeltes Kreislaufsystem
-bei Tetrapoda
- 4 kammriges Herz mit Scheidewand
- sauerstoffarmes und -reiches Blut werden separat von rechter linker Seite des Herzens gepumpt
- rechts: Lungenkreislauf (O2-arm)
- links: Körperkreislauf (O2-reich)
- starke Durchblutung von Gehirn, Muskeln
- Herz pumpt sauerstoffreiches Blut mit hohen Druck
—> Blut durchströmt Herz zweimal
Bau Blutgefäße
Arterien/Venen:
- Bindegewebe mit elastischen Fasern
- glatte Muskulatur mit elastischen Fasern
- Endothel
Kapillare:
- Endothel
- Basallamina
Endothel
= einschichtiges Plattenepithel, mit dem Lumen Blutgefäße ausgekleidet sind
Kapillare
- kleinste Blutgefäße
- sehr dünne Wände
- Bau erleichtert Austausch Substanzen Blut/Gewebsflüssigkeit
- Netze in jedes Gewebe an jeder Körperzelle
Venen
- bewegen Blut zum Herzen
- aus Kapillare in Venolen in Venen
- dünnerwandiger als Arterien, weil geringe Geschwindigkeit/Druck
- Venenklappen gegen Versackung Blut
Arterien
- bewegen Blut vom Herzen weg
- aus Arterien in Arteriolen in Kapillare
- 3 mal dickere Wand als Venen, weil hoher Blutdruck
Bestandteile und Funktion Blut
= Blutzellen (45%) und Blutplasma (55%)
-Transport von O2, CO2, Zucker, Nährstoffe, Stoffwechselprodukte, Hormone und Wärme
Blutzellen:
Erythrozyten
Rote Blutkörperchen:
- transportieren O2 an gespeichertem Hämoglobin
- häufigste Blutzellen
- kein Zellkern bei Säugern, manche Fische/Amphibien
Blutzellen:
Leukozyten
Weiße Blutkörperchen:
-dienen der körpereigenen Abwehr
Blutzellen:
Thrombozyten
Blutplättchen:
- sind Zellfragmente
- an Blutgerinnung beteiligt
Hämoglobin
= respiratorisches Protein zum Stofftransport
-zentrales Eisenion (rote Farbe)
Hämoglobin Wirkung
- O2 in Blut schlecht löslich
- Bindung O2 an Hämoglobin erhöht Menge transportiertem O2 auf 60fache
- O2 an zentrales Eisenion reversibel gebunden
