Grundlagen der Physiologie Flashcards
Was ist Physiologie?
Lehre von den physikalischen und biochemischen Vorgängen in Zellen, Geweben und Organen (Zusammenwirken im gesamten Organismus)
Ziel: Vorhersagen über das Verhalten eines Systems (Stoffwechsel, Bewegung, Wachstum..)
Was sind zwei zentrale Fragen der Physiologie?
- Mechanismus, proximale Fragen (Wie funktioniert etwas?), Ursprung
- evolutionärer Ursprung, ultimate Fragen (Zu welchem Zweck?)
Welche Parameter schließt der Lebensraum mit ein?
alle abiotischen, biotischen Parameter und ihre räumlich-zeitliche Dynamik
Was sind die Hauptfaktoren eines Lebensraums?
Temperatur, Sauerstoff und Wasser
Was ist Homöostase?
konstant halten der inneren Bedingungen durch regulierende Prozesse, um einen Organismus am Leben zu halten oder ein Organ in Funktion zu halten
Was sind Konformer?
tolerieren (über bestimmten Bereich) Änderungen des inneren Milieus, wenn sich die äußeren Bedingungen ändern (wie Salinität, Temperatur, Sauerstoffpartialdruck)
Was sind Regulierer?
halten das innere Milieu bei sich ändernden äußeren Bedingungen über einen Homöostase-Bereich konstant
Wie verhält sich das innere Milieu von Fischen zu Temperatur und Osmolarität?
Thermokonformer und Osmoregulatoren
Was sind passive Transportprozesse?
entlang Konzentrationsgradienten (thermische Eigenbewegung von Molekülen), Diffusion, Osmose, erleichterte Diffusion
Was sind aktive Transportprozesse?
- unter Energieverbrauch gegen Konzentrations- oder elektrochemischen Gradienten durch membranständige Proteine, primärer und sekundärer aktiver Transport
- konvektiver Transport (Pumpvorgänge)
Was ist konvektiver Transport?
Pumpvorgänge: durch Druckdifferenz verursachter Transport von flüssigen/gasförmigen Medium mit darin gelösten Stoffen
Was ist Diffusion?
der ohne äußere Einwirkung eintretende Ausgleich von Konzentrationsunterschieden aufgrund der Brownschen Molekularbewegung
Worauf beruht die Diffusion im Detail?
ungerichtete Zufallsbewegung von Teilchen aufgrund ihrer thermischen Energie, bei ungleichmäßiger Verteilung bewegen sich statistisch mehr Teilchen mit Gradienten als umgekehrt (Nettoeffekt: Stofftransport)
Was besagt das Fick’sche Diffusionsgesetz?
die pro Zeiteinheit diffusiv transportierbare Menge einer Substanz nimmt mit der Diffusionsfläche und dem Konzentrationsunterschied zu und sinkt mit der Diffusionsdistanz
Was fasst die Diffusionskonstante zusammen, die Teil des Fickschen Diffusionsgesetzes ist?
Substanz-, Lösungsmittel- und Temperatureffekte
Wie sind die Diffusionsflächen und -distanzen in biologischen Systemen? Was ist ein gutes Beispiel dafür?
Flächen sehr groß, Distanzen sehr klein (z.B. Lunge)
Was ist Osmose?
Diffusion von Wasser durch eine semipermeable Membran
Was ist Osmolarität?
Konzentration der osmotisch aktiven Substanz
Was ist passiver Transport über Membranen?
entlang Konzentrations- oder elektrochemischen Gefälle, Diffusion über Membran, erleichterte Diffusion über Kanäle oder Carrier
Was ist aktiver Transport über Membranen?
gegen Konzentrations- oder elektrochemisches Gefälle, unter ATP-Verbrauch, katalysiert durch membranständige Proteine (Pumpen)
Was ist der Unterschied zwischen primären und sekundären aktiven Transportern? Nenne jeweils ein Beispiel.
- primäre Transporter brauen unter ATP-Verbrauch einen Konzentrationsgradienten auf (Na/K-ATPase in Epithelzellen)
- sekundäre Transporter benutzen die im elektrochemischen Gradienten eines Ions gespeicherte Energie, um ein anderes Molekül zu transportieren (Na-Glucose-Symporter)
Wie ist die Luft ungefähr zusammengesetzt, die wir einatmen?
20 % Sauerstoff, 0,04 % CO2, 78% Stickstoff, 1 % Edelgase, variabler Wasserdampfgehalt
Wie ist die ausgeatmete Luft in etwa zusammengesetzt?
16 % Sauerstoff, 4 % CO2, 78 % Stickstoff, 1 % Edelgase. Wasserdampfgehalt höher als eingeatmete Luft
Was sind Oxykonformer?
Sauerstoffverbrauch abhängig vom äußeren Partialdruck des Sauerstoffs (viele wasserlebende Wirbellose)
Was sind Oxyregulierer?
regeln O2-Aufnahme bis zu einem kritischen Punkt konstant, erst bei starker Hypoxie/Anoxie kommen Alternativen zum Einsatz (Fische)
Was besagt das Henrysche Gesetz?
Partialdruck eines Gases über einer Flüssigkeit ist direkt proportional zur Konzentration eines Gases in der Flüssigkeit
Was ist äußere Atmung?
Transport von O2 und CO2 im Außenmedium zu und von der Gasaustauschfläche
Warum ist der Gasaustausch per Diffusion durch die Körpergröße limitiert?
Oberflächen-/Volumen-Verhältnis nimmt mit zunehmendem Radius ab, nur kleine Tiere haben ein ausreichend großes O/V Verhältnis, um ihren O2-Bedarf nur mit Diffusion statt auch mit Konvektion zu decken
Was ist Ventilation?
äußerer konvektiver Strom des Atemmediums (Wasser oder Luft)
Was ist Perfusion?
konvektiver Strom des Innenmediums (Blut)
Was unterscheidet die Atemmedium Luft und Wasser?
- Wasser viel dichter und viskoser als Luft: höherer Energieaufwand erforderlich für konvektiven Transport
- Gase diffundieren viel schneller in Luft als in Wasser
- In Luft ist O2 und CO2-Kapazität gleich, in Wasser ist diese stark unterschiedlich (in Luft ist 30x mal O2 als in Wasser enthalten)
