Brecht VL 3- Zirkulation Herz Flashcards
Energietransfer bei Eizellern, Cnidaria und Porifera
Einzeller:
- nehmen Energie mittels Phagozytose auf
- besitzen keine Kreislaufsystem
Cnidaria und Porifera:
- Nahrung wird extrazellulär verdaut und mittels Diffusion in Zellen aufgenommen
- Auf Phagocytose spezialisierte Zelltypen: Choanocyten (dienen auch dem Einstrudeln von Nahrung) und Amoebocyten
Warum können vertebraten ihre Nahrung nicht mittels Diffusion aufnehmen und wie kann dieses Problem gelöst werden?
Diffusion reicht bei längeren Wegen nicht mehr aus, selbst kleine Moleküle können nicht mehr mittels Diffusion transportiert werden.
Bsp: Diffusionsgeschwindigkeit von sauerstoff in HWasser bei 25°C –> 18 Jahre / 1 Meter
Lösung:
Gefäßsysteme mit einer Transportflüssigkeit und einem oder mehreren Pumporganen.
z.B:
Gefäßsystem bzw. Blutgefäße
Pumporgane bzw. Herzen
Transportflüssigkeite bzw. Blut
Blutkreislauf für weiter Funktionen (Nutzung von Synergieeffekten)
Zirklulationssysteme
(Logik und wichtigste Systeme)
Offenes Kreislaufsystem:
- Hämolymphe (interstetielle Flüssigkeit & Blut) fließt in offenes Hämocoel und umspült Gewebe
- Urochordata, Arthropoda, Mollusca, Annelida (Polychaeten)
Geschlossenes Kreislaufsystem:
- Blut fließt ind Blutgefäßen, dort transportierte Stoffe diffundieren durch Kapillarwand in Gewebe.
- Lymphsystem (für Drainage der interstetiellen Flüssigkeit)
- Vertebraten, Annelida (Oligochaeten), Cephalopoda
Kein Kreislaufsystem:
- Energieaufnahme erfolgt durch Diffusion, Stoffe werden in Wasser oder interstetiellen Flüssigkeit transportiert.
- Echinodermata, Plathelminthes, Porifera, Cnidaria, Nematode
Kreislaufsystem der dekapoden Krebse
Komplexes Kresilaufsystem mit Arterien, kammerartigen Herz.
Hämolymphe wird durch zunehmendend kleinere Gefäße in Körper gepumpt. Durch Osteien gelangt Hämoplymphe zurück ins Herz.
Zirkulation Instekten
- einfaches Kreislaufsystem
- röhrenförmiges Dorsalgefäß (Herz)
- verschiedene akzessorische Herzen sogren für Versorgung der Körperanhänge mit Hämolymphe
- Dorsalgefäß kann Laufrichtung der Hämolymphe ändern. (peristaltische Wellen geben Bewegungsrichtung vor)
Zirkulation Vertebraten:
- komplexe geschlossene Kreislaufsysteme
1. Niederdruckkreilauf (Lungenkreislauf)
2. Hochdruckkreislauf (Herzkreislauf) - Quasi 2 Herzen (Herz teilt Blut)
1. Atmungskreislaufsblut (rechtes Herz)
2. Körperkreislaufsblut (linkes Herz)
Das Herz (Zentralorgan)
- Fehlfunktion des Herzens ist die häufigste Todesursache
- Myokard: hoch spezialisierte Muskelzellen des Herzens
- Herzkranzaterien: komplexe Blutgefäße die Herz mit Blut versorgt
Blutzirkulation im Herz (Säuger)
Blut strömt von Lungenvene –> linke Artrium –> linke Ventrikel; pumpt Blut in Aorta und Körperkreislauf.
Blut aus Gewebe durch venae cavae –> rechte Atrium –> rechter Ventrikel; pumpt Blut durch Lungearterie in Lungenkreislauf
Zwei Herzklappen sorgen für unidirektionale Strömung.
Neben geschlossenem Blutkreislaufsystem ist Lymphsystem essentiell.
Hoher Blutdruck in den Blutgefäßen sorgt für Druckfiltration von Flüssigkeit über Kapillarwände, verlorene Flüssigkeit wird Blut wieder zugeführt. –> Lymphknoten sehr wichtig
Im Bereich des Herzens und der Leiste wird Lymphe dem Blut wieder zugeführt.
*Fischherz und Amphibienherz nochmal anschauen
Regulation vom Herzen
- Schrittmacherpotential ins spezialisierten Muskelzellen (myogene Schrittmacher) durch ständige Erzeugung von Aktionspotenzialen
- Sinusknoten und AV-Knoten besitzen Schrittmacherzellen.
- Aktionspotenziale im Herzen sind signifikant anders als die im Nervenzellen oder Skelettmuskel.
→ Herz: Kontraktion beginnt währen AP, lange Refrektärzeit = AP ist länger (Siehe Abb) - Herz und Atmung sind unabhängig voneinander gesteuert.
Schrittmacherpotenzial des Herzens
- Ionenkanäle (Funny Channels) öffnen sich, erhöhen Permeabilität der Membran für Na+
→ Langsame Depolarisation duch Na-Einstrom - Sobald Schwellwert erreicht, öffnen sich T-Typ Calciumkanäle und lösen durch Ca2+ Einstrom Aktrionspotenzial aus.
- Nach 200ms schließt Ca2+ Kanäle
- K+ Kanäle öffnen sich, Telle wird repolarisiert
… Zyklus beginnt erneut
Aktionspotenziale im Herzmuskel:
0. Zellen erreichen Schwellenpotenzial, spannungsabhängige Na+ Kanäle öffnen sich, erhöhen Na* Permeabilität.
→ Zelle depolarisiert rasch
1. Spannungsgesteuerte Na+ Kanäle werden inaktiviert. K+ Kanäle öffnen sich, es kommt zu K+ Ausstrom
→ leichte Repolarisation
2. Einwärt gerichtete K+ Kanäle schließen; spannungsgesteuerte L-Typ-Ca-Kanäle öffnen relatib lange
→ Plateauphase
3. Spannungsgesteruete L-Typ-Ca-Kanäle schließen; K+ Kanäle öffnen sich
→ Repolarisierung
4. Die Zelle kehrt zum Ruhepotenzial zurück
*Die ungewöhnlich lange Refrektärzeit im Plateau verhindert eine Tetanisierung
Schrittmacherzentren im Herzen:
- Sinusknoten (60-80 Impulse/min)
- Atrioventrikularknoten (40-50 Impulse/min)
- His-Bündel (20-30 Impulse/min)
- Tavara-Schenkel (Reizweiterleitung)
- Purkje-Fasern (Reizweiterleitung)
Wie wirkt Acetycholin auf die Herzfrequenz?
ACh senkt die Herzfrequenz
- bindet an Rezeptoren
- führt zur Schließung der Ca-Kanäle und Öffnung der K-Kanäle
- Hyperpolarisation und Erhöhung der Zeit zum nächsten Schrittmacher
Wie wirkt Noradrenalin auf Herzfrequenz?
Noradrenalin erhöht Herzfrequenz
- Aktivierung eines Adenylacyclase-(AC-)Signaltransduktionsweg
- Erhöhung der Na- und Ca-Leitfähigkeit
- Schenller Depolarisation
Was ist hERG und warum war seine Entdeckung so wichtig?
- human Ether-a-go-go Related Gene
- Zuerst in Drosophila entdeckt (Fliege mit Mutation in hERG hat mit den Beinen gewackelt, trotz Narkose)
–> wichtige Kaliumkanal entdeckt - im Mensch ist hERG an Repolarisation des Herzens beteiligt, befindet sich in Herzmuskelzellen.
- bei Patient*innen mit Mutation im hERG führen viele Substanzen (z.B Antibiotika) zu Kammerflimmern udn zum Tod.
- Seit dieser Entdeckung wird jedes neu zugelassene Pharmazeutika auf Interaktion mit hERG (Antitarget) getestet.
(Rettet jährlich 10 000 Menschen das Leben)
