Tierphysio Flashcards
4 Hauptgruppen Biomoleküle
Nukleinsäure, Proteine, Kohlenhydrate, Lipide
essentielle Aminosäuren
Phenylalanin, Isoleucin, Threonin, Methionin, Leucin, Valin, lysin, Tryptophan
Funktion Proteine
mechanische Seitzfunktion, Bewegungsfunktion, Transportfunktion, Botenstoffe, Rezeptor, Ionenkanäle
Eigenschaften Enzyme
Substratspezifisch, reaktionsspezifisch
Kohlenhydrate Eigenschaften
Energielieferanten (Glucose, Fructose) + Bausteine für Di- und Polysaccharide sowie Glycoproteine und Glycolipide
Disaccharide Funktion
Energielieferanten, Reservestoffe
Polysaccharid Funktion
Energiespeicher (Glycogen), Strukturelement (Chitin)
Lipide Eigenschaften
Weitgehend alle hydrophob, Beispiele: Fettsäuren, Triglyceride, Steroide, Strukturlipide
Strukturlipide, Phosphoglyceride
Grundgerüst: 2 Fettsäuren+ Glycerin
Endprodukte: Phosphat und Cholin/ Serin/ Ethanolamin/ Inositol = Phosphatidylserin etc.
Strukturlipide Sphingolipide
Grundstruktur: Fettsäure + Sphingoglycolipide
Endprodukte: Phosphat und Cholinoder Zuckerreste
Membranfluidität Einflussfaktoren
Temperatur, Lipidzusammensetzung, Anteil Cholesterin und Derivate
Wege über die Zellmembran
Lipidlösliche Moleküle
Kanal + Carrier (erleichterte Diffusion)
Carrier mit ATP (aktiver Transport)
Zusätzliche Wege über die ZM
Endocytose (Phagozytose, Pinozytose, rezeptorvermittelte Endozytose)
Ziele Metabolismus
Baustoffwechsel und Energiestoffwechsel
ATP - Reaktionen
Exergonische Reaktion (Energiefreisetzung) Zellatmung, Katabolismus
Endergonische Reaktion (Energie gebraucht): aktiver Transport, Zellbewegungen, Anabolismus = Hydrolyse
ATP Synthese in Mitos und Cytoplasma
Substratketten-Phosphorylierung (Gykolyse, Citratzyklus)
Elektronentransport-Phosphorylierung (Atmungskette, ATP-Synthase)
ATP Synthese in Mitos (Protein Einfluss)
Nahezu sämtlicher O2Verbrauch der Zelle am Komplex IV
komplex IV gehemmt durch CO und Cyanide
Strukturlipide in Biomembran
Bilden Bilayer
Sind amphipathische Moleküle
Lipid Rafts
Regionen charakteristischer Zusammensetzung und Funktion
Cholesterin und Glykolipide angereichert
Wieso ist der aktive Substrattransport ein energieverbraucher process im Gegensatz zum passiven Transport
große ungeladene polare Moleküle, lonen, AS
entgegen Konzentrationgradient
Transportprotein erforderlich
primärer und sekundärer Transport
über welche Wege und welchen Mechanismus können Ionen in die Zelle aufgenommen werden
passive Diffusion
aktive Aufnahme: primärer aktiver Transport und sekundärer aktiver Transport
Zell-zell-Verbindungen (Gap junction)
Kommunikationskontakt
Connexon aus Connexin(bei Wirbellosen Innexin)
Zell-Zell-Verbindung (Tight junction)
Barriere- Kontakte im Epithel
Kontrolle des paracellularen Transports (Diffusionsbarriere)
Erhalt der Cellpolarität
Claudine und Occludine
Actin
Zell-Zell-Verbindung (Adhesionskontakte)
intercellularer Zusammenhalt
Cadherine
Actin
Zell-Zell-Verbindung (Desmosom)
Scheiben förmige Verbindung bei
Zellen mit starker mechanischer Belastung
Cadherine
Intermediäre Filamente
4 Neurotransmitter
Noradrenalin Adrenalin Acetylcholin Dopamin Glycin
Aufbau ATP
Co-Enzym
2 energiereiche Phosphorsäurenanhydridbindungen
Wo findet die Atmu gskette und die oxidative Phosphorilierung statt
Innere Mitochondrienmembran
Aufbau ATP Synthase
F1 hydrophiler Teil mit katalytischer betaUE
F0 hydrophober Teil mit Protonenkanal
Zell Zell Kommunikation zwischen…
Benachbarte Zellen
Zellen eines Gewebes
Zellen eines Organs
Zellen verschiedener Organe
Direkte Zell Zell Kommunikation
Über Kanäle, die Zellen verbinden
… durchqueren die Zellmembran benachbarter Zellen
… Signalaustausch direkt über Kanäle
Durch Interaktion von Proteinen in ZM
… Rezeptor-Ligand
… Zelladhäsionsmoleküle
Lokale Zellkomunikation
Durch Abgabe chemischer Signale
… Autokrin
… parakrin
Kommunikation über große Entfernung
Über Hormone (aus endokriner Zelle in blut)
Nervenzellen
Neurohormone
Nenne 4 Transportwege von Signalmolekülen
Direkter Transport
Lokaler Transport (autokrin, parakrin)
Weitreichender Transport (hydrophile Substanzen, wie Adrenalin oder hydrophobe Substanzen, wie Steroidhormone)
Kategorien von MembranRezeptoren
Ionotrope Rezeptoren
Liganden-gesteuerter Ionenkanal
Metabotrope Rezeptoren:
Rezeptorenzym (rezeptordomäne mit enzymatis. Domäne)
G-Protein gekoppelt Rezeptor
Rezeptor Enzyme
Tyrosin Kinase und Serin/Threoninkinase
G-PROTEIN gekoppelt Rezeptoren
N und C Terminus
7 Transmembrandomänen
Ww mit GTPbindenden Proteinen
cAMP-Weg
Signalverstärkung durch G-Protein gekoppelten Rezeptor > Adenylat Cyclasd >ATP Entstehung für cAMP > Protein Kinase A > Phosphor. protein > zell. Antwort
Nennen Sie ein Peptidhormon und dessen Wirkung
ADH: Wirkung über Second Messenger (Kalzium)
… in Plasmamembran von Zielzelle Rezeptor, in Verbindung mit inaktiven GProtein
… Bindung = Aktivierung GProtein im Cytoplasma
… Bildung ATP, cAMP (Zellantwort)
Wirkung: Rückgewinnung von Wasser aus Primärharn
> Freisetzung bei erhöhter Plasmaosmllarität, verringerten Blutvolumen, geringer Blutdruck
Funktionelle Klassifizierung von Nervenzellen
Sensoren (sensorische Rezeptoren) > afferentes Neuron, Integrationszentren (Gehirn, Ganglion) > Interneuron, efferentes Neuron > Ausgangsbahnen (Effektorgan)
Neuron Aufbau der Merkmale
Dendrit (Signalaufnahme), Axonhügl (Integration), Axon (Erregungsfortleitung), Synapsen (Erregungsübertragung)
Klassifizierung von Neuronen
Pseudounipolar: Fortsatz der sich in Axon und Dendrit Aufspaltung
Unipolar: nur ein Axon, aber kein Dendrit
Anaxonal: Dendriten, kein offensichtl. Axon
Wodurch wird das Membranpotenzial bedingt
Unterschiedl. Konzentrationen bestimmter Ionen im Cytosol und im Extrazellularraum (Gradient über ZM)
Selektive Permeabilität der ZM für best. Ionen
Ruhemembranpotenzial durch WW zwischen chemis. Und elektris. Gradienten
Änderung MP (Depolarisation und Hyperpolarisation)
Depolarisation = MP weniger negativ
Hyperpolarisation = MP negativer
Aktionspotenzial
lokale Membranpolarisaction
lokale Änderung des Ruhemembranpotenzials am Dendritten
Schwächer Werden von Membranpotenzial
Leckströme über Membran verringern die Ladungsmenge
elektrischer Widerstand des Cytoplasmas
Absolute Refraktärphase
Keine APs
Relative Refraktärphase
Unter Umständen APs (jedoch kleine Amplituden)
Refraktärphase
Sichert die uni-direktionale Fortleitung
Begrenzte Entladungsrate von Neuronen
Maximale Frequenz 300 -500 AP/s
Toxin und Anästhetika beeinflussen die spannungsgesteuerten Na-Kanäle (hemmt Aktivierung, hemmt Inaktivierung, Blockade von Poren)
Was beeinflusst die Leitgeschwindigkeit von Neuronen
Axon-Durchmesser
Myelinscheiden (gibt auch nackte Axone)
Warum pflanzen sich APS in langen Axonen schneller fort?
Widerstand des Axons gegen den Ionenstrom ist geringer
Dicke Axone mit besserem Verhältnis zwischen Membranfläche Und leitendem Volumen als dünnere Axone
→ Leckströme kommen weniger eum Tragen
Geschwindigkeit der AP-Fortleilung
Nervenzellen mit “nackten” Axonen
myelinisierte Axone= markhaltige Nervenfasern (nur bei Wirbeltieren)
→ Saltatorische Erregungleitung
Vorteile Saltatorische Erregungsleitung
höhere Leitungsgeschwindigkeit
weniger Stoffwechselenergie nötig
Platzsparend
Wie erfolgt die Signalübertragung an Synapsen
0) synaptische Übertragung immer elektrischer Natur→ Übertragung von AP aus passiven Strom von präsynaptischen Neuron zu postsyhaptischer Zelle
7) Synaprische Übertragung rein chemischer Vorgang→ Chemische Substanz löst Strom in postsynaptische Zelle aus
Spezielle Synapsen
neuromuskuläre Endplatte
Neuro- hämale Synapse
Types von Synapsen
elektrische Synapsen über Kanalprotein und Chemische S. Über Neurotransmitter
elektrische Synapsen
Gap junction über Connexine oder Innexine
sehr schnelle Transmission
Z.B. in Gehirn von Säugern oder Herz
Chemische Synapsen
Signalübertragung nur in 1 Richtung
Merkmale Neurotransmitter
in Neuron synthetisiert
in präsynaptischer Endigung gespeichert
in genügend großer Menge freigesetzt
spezifischer Mechanismus, um Substanz aus Spalt zu entfernen
exogene Verabreichung ahmt Wirkung eines endogen freigesetzten Transmitters nach
Metabotrope Signaltransduktion
Transauktionskaskade mit G_protein gekoppelten Rezeptor
langsam entstehendes postsynaptisches Potenzial
länger anhaltende Antwort
ob EPSP oder IPSP abhängig von angesteuert Ionenkanälen
Synaptische Übertragung (elektrische Synapsen)
gap junction-Kanäle in prä- und postsynaptischer Membran
keine synaptische Verzögerung
postsynaptische Antwort (elektrisches PSP)
synaptische Übertragung (chemische Synapse mit direkter Signalübertragung)
Transduktion ionotrop
postsynaptische, transmittergesteuerte Ionenkanäle
kurze synaptische Verzögerung
Transmitter: Acetylcholin, GABA, Gylcin, Glutamat, Aspartat
EPSPs,IPSPs
synaptische Übertragung (chemische Synapsen mit indirekter Signalübertragung)
metabotrope Transduktion
Rezeptoren des Secon-messenger-Systems
längere synaptische Verzögerung
Noradrenalin, Dopamin, Serotonin, Neuropeptide
EPSPs, IPSPs
Erklären sie den Unterschied zwischen elektrischer und chemischer Synapse
elektrische Synapse:
… Neuron zu Neuron oder Muskelzelle zu Muskelzelle
… häufig in Systemen, die auf schnelle Übertragungsgeschwindigkeiten optimiert sind
… Erregungsübertragung in beide Richtungen
… Erregung einer Zelle nicht zur Hemmung einer anderen Zelle genutzt
chemische Synapse:
… Neuron zu Neuron oder Neuron zu Muskelzelle
… Signalübertragung nur in einer Richtung möglich
… Nutzung von Neurotransmittern
… Neurotransmitter in Neuron synthetisiert
postsynaptische Neurone (Eigenschaften)
viele Eingänge nur ein Ausgang
“Verrechnung” von EPSPs und IPSPs an der AP-Initiationszone des Axons
bei überschwelliger Depolarisation = Aktionspotenzial
Was ist ein Reflex?
eine unwillkürliche, rasche und gleichartige Reaktion eines Organismus auf einen bestimmten Reiz
unterschiedliche Reflexbögen (monosynaptischer, polysynaptischer)
Beispiel für monosynaptischen Reflexbogen
Kniesehenreflex
Beispiel polysynaptischer Reflexbogen
Handrückenziehreflex
Definieren Sie Eigenreflex + Beispiel und geben sie Unterschiede zu Fremdreflexen!
Eigenreflex (monosynaptisch) = Kniesehnenreflex, Achillessehnenreflex
… Sensor und Effektor in gleichen Organ
Fremdreflex (Polysynaptischer, d.h. mit mind.1 Interneuron)
… Sensor und Effektor in unterschiedlcihen Organen (Pupillenreflex oder Handrückziehreflex)
Zeichnen sie eine motorische Endplatte
BILD
Merkmale autonomes Nervensystem
= vegetatives NS oder viszerales NS
… untergliedert in anatomische und funktionelle Gesichtspunkte (Sympathikus, Parasympathikus, ENS)
… kann in Funktion nicht willentlich beeinflusst nur indirekt werden
… steuert + reguliert biologisch festliegende autonmatisch ablaufende innerkörperliche Vorgänge
… Aufrechterhaltung des inneren Gleichgewichts (Homöostase)
Besonderheit = Sympathische Innervierung des Nebennierenmarks
von präganglionären sympathischen Neuron innerviert
= einem sympathischen Ganglion äquivalent (sympatisches Paraganglion)
Vergleich der hintereinander geschalteten Neurone (Sym + Parasym)
jeweils 2
Vergleich der Lokalisation der Zellkörper (Sym + Parasym)
Sympathisch: Thorakal- und Lumbalregion des Rückenmarks
parasympathisch: Rautenhirn und Sakralregion des Rückenmarks
Vergleich Lokalisation der Ganglien (Sym + Parasym)
sym: nahe dem RM
para: nahe dem Effektororgan
Vergleich präganglionäres Neuron (sym + para)
sym: kurz
para: lang
Vergleich postganglionäres Neuron (sym + para)
sym: lang
para: kurz
Vergleich Synapsen pro präganglionärem Neuron (sym + para)
sym: viele
para: wenig
Was bewirken Parasympathikus und Sympathikus an glatter Muskulatur und an Herzmuskulatur?
spezielle Teile des vegetativen NS (nicht direkt steuerbar)
Symp.: Steigerung der Aktionsfähigkeit und Belastung
Parasym.: dient dem Stoffwechsel, der Erholung und Aufbau körpereigener Substanzen
… beide mit antagonistischer Wirkung auf das Herz
… Symp.: steigert Depolarisationsgeschwindigkeit und Frequenz des Herzen
+ Steigerung der Kontraktionskraft (positiver inotroper Effekt), schnellere Relaxation der Muskulatur
… Parasymp.: verringert Depolarisationsgeschwindigkeit und Frequenz des Herzens
Kreislaufsystem (Definition)
ein offenes oder geschlossenes Transportsystem, in dem Körperflüssigkeiten mit körpereigenen und aufgenommenen Substanzen oder Zellen zirkulieren
Aufgaben Kreislaufsystem
Versorgung der KZ mit Nährstoffen und Sauerstoff
Entsorgung von Stoffwechselendprodukten
Verteilung von Signalstoffen
Transport von Komponenten der Immunabwehr und Blutgerinnung
Regulation der Wärmeabgabe
kleine Organismen ohne Kreislaufsystem
Wasser mit Nährstoffen wird durch Muskelkontraktion durch Gastralraum gepumpt
Körperwand nur 2 Zellschichten dick; Epidermis, Gastrodermis
Stoffaustausch durch Diffusion
(Diffusion über längere Strecken viel zu langsam)
größere Hohltiere mit einfachem Zirkulationssysstem (Ohrenqualle)
Gastrovaskular-System aus Ringkanal und Radialkanälen
Bewimperte Zellen treiben eine Suspension aus Meerwasser und vorverdauter Nahrung durch Kanäle
Verteilerflüssigkeit mit Kontakt zu Körperzellen
genereller Aufbau Kreislaufsystem
- Gefäße durch die die Flüssigkeit bewegt wird
- zirkulierende Körperflüssigkeit
- muskulöse Pumpstrukturen (Herz)
… Myogen = modifizierte Muskelzellen
… Neurogen = Nervenzellen an der Herzoberfläche lösen Kontraktion aus
Zeichnen sie ein offenes und ein geschlossenes Kreislaufsystem (Merkmale nennen)!
offenes Kreislaufsystem: bei allen Arthropoden, Mollusken
… keine Trennung von Blut und interstitiellen Flüssigkeit = Hämolymphe
… Netzwerk von sog. Lakunen und Spalten (Hämocoel)
… akzessorische Pumpsysteme sorgen für Zirkulation
… myognene oder neurogene Herzerregung
geschlossener Kreislauf:
… Trennung von Blut und interstitieller Flüssigkeit (Lympher)
… Herz mit Vorhöfen und Kammern
… verschiedene Blutgefäßtypen
2 Kreislaufsysteme bei Wirbeltieren
- mit einer Pumpe (einfaches Kreislaufsystem)
- mit 2 in Serie geschalteten Pumpen (doppeltes Kreislaufsystem)
Säugerherz (Herzklappen)
Pulmonalklappe
rechte Segelklappe
linke Segelklappe
Aortenklappe
Phasen der Herztätigkeit
Entspannungsphase, Füllungsphase, Anspannungsphase, Austreibungsphase
(Kontraktion = Systole, Erschlaffung = Diastole)
Herzzyklus
Kammerdiastole
Vorhofsystole
Ventrikelsystole (x2)
Ventrikeldiastole
Automatie des Herzens
Schrittmacherzellen (können spontan und rhythmisch depolarisieren und APs generieren) = modifizierte Muskelzellen
- Sinusknoten (primärer Schrittmacher)
- Atrioventrikular Knoten (sekundärer Schrittmacher)
- His - Bündel (tertiärer Schrittmacher)
Erregungsbildung in Schrittmacherzellen (Sinusknoten)
- Funny Channel –> offen bei negativen MP (Hyperpolarisation)
- Erhöhung der Permeabilität der Membran für Na+-Ionen (MP driftet langsam bis zum Schwellenwert)
- Erreichen Schwellenwert = Öffnung von spannungsgesteuerten Ca2+ Kanälen
- AP
- Ca2+ Kanäle schließen sich (inaktivieren)
- Öffnung K-Kanäle
- Repolarisation
Leitsystem in Schrittmacherzellen
Tawara-Schenkel + Purkinje-Fasern (Rennstrecke für Erregungsleitung)
Verbindung über Gap junctions
1. Sinusknoten depolarisiert (Ausbreitung in alle Richtungen über Vorhöfe) = Vorhofkontraktion
2. AV-Knoten verzögert Erregungsweiterleitung (vollst. Kontraktion der Vorhöfe)
3. Ausbreitung Depol. durch His-Bündel + Purkinje Fasern zur Herzspitze
4. Ausbreitung Depol. nach oben über Ventrikel
Welche Automatiemechanismen gibt es im Herzen? Nennen sie beteiligte Strukturen der Erregungsentstehung und Erregungsweiterleitung!
wichtig zu Refraktärzeit Herzmuskelzelle
lange Refraktärzeit/ -phase = Muskelzelle nicht tetanisierbar
Frank-Staring-Mechanismus
autonomer Regelkreis im Herzen (Zusammenhang zwischen Füllung und Auswurfleistung)
je größer Volumen des einströmenden Blutes in Diastole, umso größer bei Systole
Wirkung Sympathikus auf das Kammermyocard
über Neurotransmitter: Noradrenalin und Adrenalin
… erhöhte cAMP-Produktion führt zu erhöhter Depolarisationsgeschwindigkeit + Frequenz
… Aktivierung des Schrittmacherstroms
- steigerung der Kontraktionskraft = positiver inotroper Effekt
- schnellere Relaxation der Muskulatur, d.h. kürzere Kontraktionsdauer = positiverlusitroper Effekt
Zeichnen sie ein Sarkomer und beschriften Sie!
Erstellen sie einen Regelkreis, nach einem frei gewählten Beispiel!
Regler: Sollwert Atemzentrum
… Übertragung der Stellgröße
Stellglied: Atemmuskulatur
Regelgröße: Blutkonzentrationen an O2, CO2, H+
… Störgröße: körperliche Arbeit, Erregung, Luftdruckveränderung
Fühler: Chemorezeptor
… Übertragung des Ist-Wertes
Welche Auswirkungen hat eine Steigerung des arteriellen pCO2 auf das Atemzentrum?
- Chemorezeptor nimmt Änderung wahr
- Atemzentrum reagiert mit einer Steigerung der Ventilation
… denn arterieller PCo2 neben ph-Wert = Regelgrößen
… steigerung pCo2, Abnahme ph, dann Ventilation
mittlerer arterieller Blutdruck wird bestimmt durch…
… Blutvolumen, Effektivitätdes Herzens als Pumpe, Strömungswiderstand des Gefäßsystems, Relative Verteilung des Blutes zwischen arteriellen und venösen Blutgefäßen
Kapillarsystem (Flüssigkeitsaustausch)
- hydrostatischer Druck in den Kapillaren treibt Flüssigkeit aus den Kapillaren heraus
- kolloidosmotischer Druck (durch gelöste Proteine) ziehen Flüssigkeit in Kapillare hinein
= Überwiegen von Filtration der Resorption
“verlorengegangene” Flüssigkeit im Blutkreislauf…
… wird vom Lymphsystem aufgenommen
Blutzusammensetzung
Plasma, zelluläre Bestandteile bzw. Hämatokrit (Blutkörperchen) = Vollblut durch Zentrifugation
Blutplasma Zusammensetzung
Wasser (90%), Ionen, organische Moleküle, Spurenelemente und Vitamine, Gase
Nennen sie alle festen Blutbestandteile und die dazugehörige Funktion! Aus was besteht Blutplasma?
Vollblut: Plasma + zelluläre Bestandteile
Blutsplasma: 90% Wasser + 10% andere Stoffe (Ionen, organische Moleküle, Spurenelemente,…)
zelluläre Bestandteile: Erythrozyten, Leukozyten, Thrombozten
Leukozyten: Lymphozyten, Monozyten, Granulocyten
Welche Hormone regulieren den Blutzuckerspiegel? Wo werden sie gebildet?
Insulin senkt, Glucagon erhöht
= Peptidhormone im Pankreas
Blutbildung (Hämatopoese) im roten Knochenmark
im Schädelknochen, in den Rippen, Beckenknochen, ENden von Röhrenknochen der Arme und Beine
- bis zum 5. Lebensjahr in allen Knochen
WICHTIG: Cytokine regulieren Hämatopoese
Tierische Organismen verwenden Transportproteine für 02 und Co2. Warum wird Co2 in eine lösliche Form umgewandelt?
- sauerstoffbindende Proteine: Hämoglobin
physikalische Löslichkeit von O2 und Co2 in wässriger Flüssigkeit geringer
… Die O2 Kapazität des Blutes wird durch Gehalt an Hämoglobin bestimmt
… bei steigender Temperatur = leichtere Abgabe von O2 in die Gewebe (Affinitätsabnahme)
Bohr-Effekt
Sinken des ph-Werts führt zu Affinitätsabnahme (leichte Abgabe O2 in Gewebe)
Beschreiben sie den EInfluss der Hyperventilation auf den Bohr-Effekt!
normale Atemregulation über Co2-Konzentration im Blut
… bei erhöhter Durchlüftung kommt es nicht zu Sättigung des Blutes mit O2, sondern zu vermehrter Abatmung von CO2 = Ansteigen ph-Wert
… geringer Co2-Gehalt führt zu Konstriktion der Hirngefäße (weniger O2 in Gehirn)
= Affinitätszunahme und schlechter O2-Abgabe in Gewebe
Myoglobin
übernimmt o2-Transport in der Zelle
als O2-Speicher im Muskel diskutiert
= globuläres, einkettiges Protein mit Häm-System
… höhere O2-Affinität als Hämoglobin
Wodurch tragen Erythrozyten wesentlich zum CO2-Transport bei?
CO2 physikalisch gelöst in Blutflüssigkeit
… gebunden an Hämoglobin als Carbaminoverbindung (in Form von Hydrogenkarbonat = Transport von Gewebe zu Lunge
… Hämoglobin Bestandteil von Erys
(bikonkave Form und Kernlosigkeit der Erthrozyten bedingen geringe Diffusionsstrecken und gute Verformbarkeit in engen Kapillaren)
Was ist eine Blutgruppe? Weche kennen Sie? Wie kann man Blutgruppe bestimmen?
… beschreiben Glykoproteine/ -lipide auf der Erythrozytenoberfläche
… Blutgruppentypen: A, B, AB, 0
… Nachweis mit allen 3 Antikörpertypen: z.B. Antigen A und Antikörper A verkleben
Primäre Hämostase (Blutstillung)
Blutplättchen mit primärer Funktion der Blutstillung
= Bildung eines labilen “Weißen Pfropfs”
… vWF = von-Willebrand-Faktor (Adhäsionsprotein mit Verbindung zwischen Thrombozten und verletzter Gewebewand = aktivierung Thrombozyten)
… Freisetzung von vasoaktiven Substanzen
sekundäre Hämostase (Blutgerinnung)
Fibrinbildung, Vernetzung von Erythrozyten, Bildung eines stabilen “roten Pfropfs”
Welche Bestandteile des Blutes kann man mit einer panoptischen Färbung deutlich machen?
- Leukozyten (Lymphozyten, Monozyten, Neutrophilen, Eosinophile, Basophile)
- Erys rosa gefärbt
äußere Atmung - Formen des gasaustauschs (Einzeller, Schwamm, Insekt, Egel, Wirbeltier)
Diffusion durch Wasser oder Luft - EInzeller
Massenstrom von Wasser - Schwamm
Massenstrom von Luft - Insekt
Diffusion - Egel
Ventilation - Wirbeltiere
Voraussetzungen für optimalen Gasaustausch
große Austauschoberfläche
hohe Partialdruckdifferenz
dünne Grenzschicht
große K-Konstante
Akklimatisation erfolgt durch
… Anpassung des Individuums an sich wechselnde Umwelteinflüsse
Erhöhte Erythrozytenzahl
erhöhte Hb-Menge
Spezielle Anpassung bei Vögeln
Henry-Gesetz
Gase lösen sich in einer Flüssigkeit entsprechend ihrem Partialdruck über der Flüssigkeit und ihrer Löslichkeit (c = p*a)
Dalton Gesetz
Jedes Gas übt in einem Gasgemisch einen Partialdruck aus, der seinem Anteil am Gesamtenvolumen, d.h. seiner Fraktion entspricht
optimaler Gasaustausch
große Austauschoberfläche
hoher Partialdruck
dünne Grenzschicht
große K-Konstante
Akklimatisation erflogt durch
erhöhung der Eyrzahl
Erhöhung der Hb-Menge
Spezielle Anpassung bei Vögeln (besonders Hämoglobinvarianten und Anatomie der Lunge)
Bauplan und Vorkommen von Atmungsorganen
Körperoberfläche (Land- und Wasserbewohner)
… Protozoa, Porifera, Nematoda, Annelida, Amphiben
Kiemen (Wasserbewohner) - nach außen (Alveole)
… Mollusca, Pisces, Asteroidea
Lungen (Land- und Wasserbewohner) - nach innen (Alveolen)
… Amphibia, Reptilia, Aves, Mammalia
Tracheen (Land- und Wasserbewohner) - nach innen (ovale Alveole)
… Insecta, Arachnida
Hautatmung (Annelida)
- Aufnahme bzw. Abgabe per Diffusion per gut durchblutetenh Hautmuskelschlauch
- Transport der Atemgase im Körper über Konvektion des Blutes
Austausch Atemngase über OF bei Vogelei
Austausch von O2 und CO2 durch Poren
- ca. 10000 Poren in der Hühnereischale
Problem: O2-Bedarf und CO2-Produktion des Embryos steigen während der Entwicklung
Gasaustausch im Vogelei
Ausbildung einer Luftblase = Diffusion: Luft-Eischale-Luft
Atmung mittels Kiemen (Bivalvia)
Durchströmungsatmung = Cilien bewegen Wasser
Kiemenatmung (Cephalopoden)
Poolatmung = Kontraktion der Mantelmuskulatur
Kiemenatmung (Crustaceen)
Kiemenatmung: - Kiemen am Basalglied auf
- von Carapax umschlossen (Atemhöhle)
- ein in die Atemhöhle hereinragender Anhanf der 2.Maxille erzeugt einen Wasserstrom
Kiemenatmung (Fische)
Kiemenspalten als Öffnung der Kiementaschen
- aktive und passive Ventilation
Beschreiben sie den Unterschied der Kiemenhöhle zwischen Knorpelfischen und Knochenfischen
Knorpelfische: Kiemenspalten zur Öffnung der Kiementaschen, mit aktiver + passiver Ventilation
Knochenfische: Kiemendeckel zur Abedckung der Kiemenhöhle, mit aktiver + passiver Ventilation
Atmung mit Lungen
Diffusionslungen: Invertebraten, nicht aktiv ventiliert, Gaswechsel durch Diffusion
Ventilationslungen: Wirbeltiere, Gaswechsel durch Ventilation
Diffusionslungen
- Dach der Mantelhöhle zum Lungenepithel umfunktioniert
- durchzogen mit blutführenden Lakunen
- langsame Ventilation durch Bewegung des Atemlochs und Kontraktionen von Muskeln am Boden der Atemhöhle
Ventilationslungen
echte Ventilationslungen erstmals bei Lungenfischen, generell bei Tetrapoden
… innere Oberfläche zunehmend, mit zunehmender höherer Entwicklung der Tiere
… spezielle Anatomie der Vogellunge
Atmung der Vögel
Kreuzstromaustausch in der Lunge der Vögel
… Parabronchien unidirektional mit Luft durchströmt (Durchströmungsatmung)
… Kapillaren quer zur Strömungsrichtung
… Vergößerung/ Verkleinerung des Thorako-Abdominal-Raumes = Veränderung der Volumina der Luftsäcke
ACHTUNG: Lungenvolumen ändert sich nicht
… aktive Inspiration und Expiration
Luftstrom Vogellunge zeichnen! Warum ist Gasaustausch so effizient?
- Kreuzstromaustausch in der Lunge
… Parabronchien unidirektional mit Luft durchströmt
… Kapillaren verlaufen quer zur Strömungsrichtung
= Lunge ständig nur in einer Richtung von frischer Luft durchströmt und das beim Ein- UND Ausatmen (durch die Luftsäcke)
Durch Atmungszyklus wird Lunge in BEIDEN Atemvorgängen nur von sauerstoffreicher Frischluft durchströmt
… in Kapillaren kann Blut immer in Gegenrichtung zur Luft strömen, was eine besonders effiziente Sauerstoffaufnahme nach dem Gegenstromprinzip ermöglicht
Beschreiben sie die Atmung beim Vogel
Lungenatmung (Säugetiere) - Poolatmung (*Totraum)
… 300 bis 600 Millionen Alveolen
- Totraum beschreibt die Anteile des Respirationstraktes, die nicht am Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid teilnehmen
(physiologisch nur an Aufarbeitung der Atemluft beteiligt)
- z.B. Nase, Mundraum, Rachen, Trachea, Bronchien
Gasaustausch an den Lungenalveolen
… Atemgase müssen durch… (BI FAME)
… einen Flüssigkeitsfilm
… die Alveolarepithelzelle
… ein Interstitium/ Basalmembran
… die Endothelzelle
… das Blutplasma
… die Membran der Erythrozyten
Gasaustausch an den Lungenalveolen (Bedeutung Partialdruck)
Partialdruckdifferenzen = “treibende Kräfte” für den Gasaustausch dar
*Krogh-Diffusionskonstante für CO2 etwa 23 Mal höher als für O2 = effektiver CO2-Austausch trotz geringer Partialdruckdifferenz
Gasaustausch an den Lungenalveolen
… Diffusionsstrecke sehr kurz
… sehr gute Durchlässigkeit der Diffusionsbarriere für O2 und CO2 daher
= schnelle Diffusion
= kurze Kontaktzeit von Erythrozyten und Alveolarraum ausreichend
elastische Reaktion der Lunge (Pneumothorax)
Pleurahöhle eröffnet und Luft kann hinein strömen
= Lunge kollabiert bis auf eine entspannte ungedehnte Größe)
elastische Reaktion der Lunge
elastische Elemente + Oberflächenspannung des Lungengewebes erzeugen bei Inspiration einen nach innen gerichteten Zug(kraft)
… beim Ausatmen bewirkt dies eine Rückstellung in die Ruhelage
!Zugspannung existiert bereits bei Ruhelage (Expiration)
Surfactant-Faktor (Surface active agent)
kleine Alveolen tendieren dazu mit größeren zu verschmelzen = Oberflächenspannung
… höhere Konzentration in kleineren ALveolen (geringe OFSpannung+ geringerer Durck)
… wirken als endogenes Spüli
…von Alveolenepithel gebildet (Gemisch aus Proteinen, Lipide, Lezithinderivate)
Funktion: egalisieren die unters. OFSpannungen in Alveolen verschiedener Durchmesser
verhindern Kollabieren von kleineren Alveolen
erhöhen Nachgiebigkeit der Lunge und helfen damit Atemarbeit zu sparen
Bestimmung der Atemvolumina (Spirometrie)
Spirgramm = Lungenvolumina + Lungekapazität ablesen
… wenn Person einatmet, strömt Luft in die Lunge. Das Luftvolumen im Kolben des Spirometers sinkt und der Stift des Schreibers wandert nach oben
*Pneumotachometer, Atemgeschwindigkeitsmesser
… Bestimmung der Atemstromstärke über Druckunterschiede im Atemrohr bei der Durchströmung von Membranlamellen
Entscheidende Faktoren für die Atemvolumina (Lungenvolumina)
- je größer die Körpermasse, desto größer das Lungenvolumen
- je kleiner das Tier, desto höher die Ruheatemfrequenz (Mensch: 12-15, Maus > 100)
Atmungsantrieb
am effektiivsten über steigenden arteriellen pCO2
Lunge - Atemvolumina
Residualvolumen
Expiratorisches Reservevolumen
Atemzugvolumen
Inspiratorisches Reservevolumen
Regulation der Atmung
bewusste Kontrolle: höhere Hirnzentren (limbisches System, zentraler Mustergenerator, somatis. Motoneurone, ZRM, ZF)
Anstieg CO2: medulläre Chemorezeptoren (zentr. Musterg., somatis. MN, Zwischenrippenmuskeln, Zwerchfell)
Abfall ph/ Ansteig CO2: Chemorezeptoren in Carotiden (afferente sensorische N. , zentraler MG, …)
Abfall O2 ebd.
… alles mit folgendem Anstieg der Atmungsfrequenz- und tiefe (letztere durch negative Rückkopplung)
Atemregulationstypen
reflektorische Atemregulation (juxtakapilläre Rezeptoren mit C-Faser-Afferenzen verbunden = Schleimsekretion, flache rasche Atmung) = Schutz der Lunge mit Begünstigung pulmonaler Abwehrvorgänge
chemische Atemregulation (Anpassung an Stoffwechsel des Organismus, gesteuert durch O2-Partialdruck, CO2-Partialdruck, ph-Wert des Arteriellen Blutes) !CO2-Partialdruck führende Regelgröße
zentrale Atemregulation (Atemzentrum der med. oblongata = Steuerung der Atmung, Reaktion der Chemorezeptoren auf Kohlendioxid-Gehalt, bei Anstieg = Einsatz Atemreiz)
Integration muskulärer Reflexe
… Sensorischer Input aus Rezeptoren gelangen in Rückenmark und cerebralen Cortex
… Signale aus Vestibularapparat gelangen direkt ins Kleinhirn
… Haltungs- und Rückenmarksreflexe bedürfen keiner Verarbeitung im Cortex
… Output-Signale initieren Bewegungen ohne Input von übergeordneten Stellen
primärer motorischer cortex
Lage: vordere Zentralwindungen
- Ursprungsort der ersten Neurone der motorischen Bahn
- Neurone sind somatotop angeordnet
pyramidales System
zuständig für die willkürliche Motorik
… bewusste Bewegungen beginnen mit der Bildung motorischer Impulsmuster in Neuronen der vorderen Zentralwindung
… somatotrope Anordnung
… Axone laufen als Pyramidenbahn durch das Gehirn in das Rückenmark (Bildung von Kontakten mit Motonuronen)
… Impulsmuster wird auf Muskulatur übertragen und Handlung ausgeführt
WICHTIG: Motoneurone in entsprech. Pyramidenbahnen kreuzen gegenüberlieg. Seite von Gehirn zu Rückenmark
Beeinflussung Herzmuskelkontraktion + Folgen
Sympathikus: Noradrenalin
- verkürzte Relaxationszeit + zunehmende Kontraktionsstärke
Hormonell: Adrenalin aus Nebenniere
Herzmuskelkontraktion (Einfluss Noradrenalin) - positive Inotropie
- pka phosphoryliert:
… positive Inotropie: Ca2+ Kanäle in EZF länger geöffnet = verstärkter Ca2+ Einstrom
… Ca2+ Kanal in SR von Ryr1 länger geöffnet = verstärkte Freisetzung von Ca2+
Herzmuskelkontraktion (Einfluss Noradrenalin) - positive Lusitropie
- Pka phosphoryliert
… CA2+ Pumpe arbeitet verstärkt, sodass Ca2+ schneller ausgepumpt wird
… Troponin I löst vermehrt Ca2+ von Troponin C
Glatte Muskulatur -kontraktile Elemente
Aktinfilament
Myosinfilament
Dense bodies (Desmin, Aktin)
Typen glatter Muskulatur
Single-Unit-Typ
… Gesamtheit der Muskelfasern wird erregt
… Muskelzellen über Gapjunction verbunden
… Erregung über Schrittmacherzellen
… Erregung durch Neurone des autonome NS
Multi-Unit-Typ
… jedes Muskelzelle durch eigenen Ast des autonomen NS innerviert
Amöboide Fortbewegung
Über Zellplasmaströmungen
a) Ausbildung von Pseudopodien (Amöben) durch lokale Kontraktion von Cytoskelett = Cytoplasmaströmung
b) Ausbildung von Lamellipodien (filamentöses Aktin)
Mikrotubuli-Bewegung durch Dynein - sliding filament mechanism
Dynein Arme des A-Tubulus wandern entlang des B-Tubulus des benachbarten Dubletts = Verschiebung der Tubulu = Biegung von Cilium bzw. Geißel
Bewegung Spermien-Geißel
- Mikrotubulidubletts durch Nexin verbunden (Biegung Flagellum bei entlangwandern des Dyneins)
- strukturelle Verbindungen zwischen Mikrotubulipaaren + Koordination der Dyneinbewegung ermöglichen regelmäßig Schlagmuster
Einfluss auf Schnelligkeit des Schlagens von Spermien
- Progesteron
- Ca2+ Konzentration
Cilien-Bewegung
Verschiebung von Doppel-Tubuli während des Vorschlages und der Rückschwingung eines Ciliums
… Schlagrichtung bestimmt durch die Ca2+ Konzentration
Mikrotubuli-Cytoskelett
Intrazelluläres Schienensystem (von Minus am ZK zu Plus außen)
Alpha(-) und beta(+) Tubulin lagern sich abwechselnd aneinander = Tubulindimer
… Wanderung von Motorproteinen (kinesin von Minus zu Plus und dynein von Plus zu minus)
… bsp.: Wanderung der Pigmentkörner in Melanophoren (Aktin-Myosin-Interaktion beteiligt)
Axonaler Transport
… Transport zu NZ
= anterograder, axonaler Transport und retrograder, axonaler Transport (mittels Vesikel)
WICHTIG: Anordnung der Mikrotubuli im Axon (Kinesin von Nukleus zu Synapse und Dynein von Synapse zu Nukleus) → Mts mit PlusEnde nach Distal orientiert (Richtung Synapse)
