Physiologie Thema Reflex/Verdauung/Leber/Blut/Muskelphysiologie

ist eine Abfolge von neuronalen Prozesse, die zur Auslösung oder Entstehung eines Reflexes führen

Aufbau:

Jeder Reflex wird über einen sog. Reflexbogen verschaltet.

Dieser besteht aus:

Einem Sensor, der einen Reiz aufnimmt.

Einem afferenten Schenkel, über den das Signal nach zentral geleitet wird.

Den zentralen Neuronen (Interneurone), die als Schaltstelle die Reflexantwort auslösen.

Einem efferenten Schenkel.

Einem Effektor, dem ausführenden Erfolgsorgan der Reflexantwort

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Eigenreflex auch Monosynaptischer Muskeleigenreflex

derselbe Muskel ist Rezeptor und Effektor

Reiz & Antwort findet in einem Organ statt

Verschaltung findet im gleichen Rückensegement statt

Reflexbogen besteht nur aus eine Synapse

Beispiele:

Patellasehnenreflex

Bizepssehnenreflex

Trizepssehnenreflex

Bauchdeckenreflex

Trömmer-Reflex

Fremdreflexe auch polysynaptischer Fremdreflex

Reiz & Reaktion findet in unterschiedlichen Organen statt

Reflexbogen besteht aus mehreren Synapsen

Beispiele:

Lidschlussreflex

Hustenreflex

Konvergenz:

Informationen werden gesammelt

Informationen der Netzhaut werden gebündelt vom N. opticus zum Thalamus geleitet

eine kortikale Nervenzelle enthält als Zielneuron viele synaptische Kontakte über Verzweigungen von Nervenendigungen anderer Neurone (Startneuronen)

dieser Weg der Bündelung von Impulsen viel Nervenzellen auf eine Nervenzelle wird als Konvergenz bezeichnet

Divergenz:

Informationen werden verteilt

motorische Einheit: ein α-Motoneuron innerviert mehr als 1.000 Muskelfasern

ist die Weitergabe von Impulse über die synaptischen Verbindungen eines Neurons (Startneuron) auf viele nachgeordnete Nervenzellen (Zielneurone)

-> durch dieses Grundprinzip & die Modulation der Impulse durch inhibitierende & exzitatorische Impulse ermöglicht dem neuronalen Netzwerk eine große modulatorische Vielfalt

Besteht aus 3 Anteilen:

Sympathikus (sympathisches Nervensystem)

Parasympathikus (parasympathisches Systeem)

enetrisches Nervensystem (ist ein Komplex, in Ganglien organisiertes Geflecht aus Nervenzellen)

es steuert (in der Regel unbewusst) die Funktionen der inneren Organe

ist dafür verantwortlich, dass das innere Körpermilieu aufrechterhalten wird

Sympathikus:

Augen: Pupillenerweiterung

Speicheldrüse: verringerte Speichelproduktion

Lunge: Erweiterung der Bronchien, verringerte Schleimproduktion

Herz: erhöhte Frequenz & Erregungsleitung

Magen-Darm-Trakt: geringe Darmbewegung, geringere Sekretion von Verdauungssäften

Bauchspeicheldrüse: verringerte Produktion von Verdauungsenzymen

Haut (Schweißdrüsen): Haare stellen sich auf, geringere Durchblutung, erhöhte Schweißproduktion

Parasympathikus:

Augen: Pupillenverengung

Speicheldrüse: vermehrte Speichelproduktion

Lunge: Verengung der Bronchien, vermehrte Schleimproduktion

Herz: verringerte Frequenz & Erregungsleitung

Magen-Darm-Trakt: erhöhte Darmbewegung, erhöhte Sekretion von Verdauungssäften

Bauchspeicheldrüse: erhöhte Produktion von Verdauungsenzymen

Haut (Schweißdrüsen)

Ganglien:

Ansammlung von Nervenzellkörpern, wodurch eine Verdickung des Nervenstranges entsteht

vegetative Ganglien sind eine Umschaltstelle für Nervenfasern des vegetativen Nervensystems

es laufen präganglionäre Nervenfasern ein & schalten in dort liegende Neuronen auf postganglionäre Nervenfasern um

diese laufen dann zum entsprechenden Zielgewebe

die Umschaltung erfolgt über folgende Neurotransmitter:

-> Noradrenalin

-> Acetylcholin

-> Adrenalin

Muskelspindel (intrafusale Fasern)

• sind Rezeptoren, die auf die Längenveränderung eines Muskels reagieren (Längenkontrollsystem). Auch auf die Dehnungsgeschwindigkeit

Golgi Sehnenorgan = Muskelspannung

Gelenkrezeptoren = Gelenksstellung

Kleinhirn bzw. Cerebellum ist ein Teil des Mesencephalons

dient als Kontrollinstanz für die Koordination & Feinabstimmung von Bewegungsabläufen

Aufgaben:

Gleichgewichtskontrolle

Verarbeitung & Koordination von motorischen Impulsen

Aufbauend auf der Haltungsmotorik ist der 4. SMRK (Synonyme: parapyramidales, nichtpyramidales System, extrapyramidal motorisches System, EPS) vor allem an der Planung und der automatisierten Ausführung bewusst eingeleiteter Bewegungsprogramme beteiligt.

bestehend vor allem aus Basalganglien, limbischen Strukturen, Hirnstamm und anderen subkortikalen Zentren, u.a. zuständig für eher automatisierte, proximale, grobmotorische Bewegungsabläufe

sie aktiviert die proximale Rumpf- & Extremitäten-Muskulatur

sie bewirkt vor allem Massenbewegungen im Rumpf & den Extremitäten

ist die Grundlage für die durch die Pyramidenbahn ausgelöste willkürliche & feinmotorischen Bewegungen

jede differenzierte Bewegung der Hand erfordert stets auch Bewegungen des Oberarms, diese wird durch das extrapyramidalmotorische System ermöglicht

ein Alpha-Motoneuron + der von seinem Axon innervierten Muskelfasern

durch ein Aktionspotential im versorgenden Neuron kommt es zu einer Kontraktion aller beteiligten Muskelfasern

es ist die efferente-effektorische Endstrecke des sensomotorischen Systems

auch wenn Neurone zahlreiche Fasern innervieren, wird jede Muskelfaser nur von einem einzigen Neuron innerviert

um die Muskelkraft abzustufen & zu regulieren, können die Neuronen mehrere oder wenigere motorische Einheiten aktivieren

dies bezeichnet man als Rekrutierung

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vor allem aus neokortikalen Zentren, zuständig für eher bewusste, distale, feinmotorische Bewegungsvorgänge

ist die Efferenz des Motokortex (Gyrus praecentralis)

sie ist die größte absteigende Bahn

sie innerviert die Alpha-Motoneuronen

Das 5. sensomotorische System umfasst einen riesigen Leitungsbogen, dessen afferente Projektionen aus allen anderen subkortikalen Systemen stammen (aufbauend auf dem 4. SMRK):

Rückenmark (Hinterstrang- und Vorderseitenstrangbahnen).

Hirnstamm (Vestibulariskerne).

Kleinhirn (Reafferenzen).

Basalganglien (motorische Planung).

Thalamus (Tractus thalamocorticalis, sensomotorische Informationen).

Aufgaben:

zählt zur Willkürmotorik, d.h. Sie wird der Feinmotorik zugeordnet

gehört zum somatomotorischen System

Der Liquor cerebrospinalis, kurz Liquor, fachsprachlich auch Cerebrospinalflüssigkeit (CSF) oder Gehirn-Rückenmark(s)-Flüssigkeit sowie umgangssprachlich (Ge)hirnwasser oder Nervenwasser genannt, ist eine normalerweise klare und farblose Körperflüssigkeit, die mit der Gewebsflüssigkeit des Gehirns in Verbindung steht und ihr in der Zusammensetzung sehr ähnlich ist

Die rein physikalischen Funktionen des Liquors bestehen in der Neutralisierung der Schwerkraft (Vermeidung von Druckschäden durch Schweben in Flüssigkeit) und Polsterung von Gehirn und Rückenmark. Mögliche Ernährungsfunktionen und Beteiligung an Signalkaskaden sind Gegenstand der Forschung.

ist der 10. Hirnnerv

Hauptnerv des Parasymapthikus

reguliert die Tätigkeit vieler Organe

Besitzt folgende Fasern:

allgemein-somatosensible

allgemein-viszeromotorische

speziell-viszeromotorische

allgemein-viszerosensible

speziell-viszerosensible

Aufgabe:

übermittelt die Funktion der inneren Organe an das Gehirn

ist an der Regulierung des jeweiligen Organs beteiligt

Frey bezeichnete die Stellen der Haut, die auf die Einwirkung der Tasthaare reagierten, als Tastpunkte.

Die Dichte der Tastpunkte bzw. die Dichte der Rezeptoren ist dabei entscheidend für die Genauigkeit der Tastempfindung.

Beispielsweise besitzt die Handregion im Gegensatz zum Rumpf eine weitaus höhere Rezeptorendichte - bereits Tastreize mit der Einwirkungsstärke von 0,5 g werden wahrgenommen.

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Sympathikus:

1. Neuron Acetylcholin

2. Neuron Noradrenalin

Parasymapthikus

1. und 2tes Neuron Acetylcholin

Vitamin E:

schützt die Zellmembran

verbessert den Blutfluss & die Sauerstoffversorgung in den Gefäßen

schützt vor Entzündungen

Vitamin D:

ist für Knochen- & Muskelbildung wichtig

ist immunmodulierend (stärkt ein schwaches Immunsystem)

Vitamin K:

ist für Knochenstoffwechsel wichtig

ist für die Blutgerinnung zuständig

Vitamin A:

Sehvorgang (ist für hell & dunkel wichtig)

Entwicklung des Epithelschutzes

bildet das geschlechtshormon Testosteron & Östrogen

reguliert die Spermien- & Eizellenreifung mit

ist am Wachstum von Zell- & Gewebsdifferenzierung beteiligt

• Folsäure (Vitamin B9)

• Vitamin B12

wird für die Blutgerinnung benötigt (wird für Bildung von Gerinnungsfaktoren als inaktive Vorstufe benötigt)

verhindert Kalkablagerungen in Weichteilen, wie Blutgefäße & Knorpel

hilft bei der Zellverteilung

hilft bei Reperaturprozessen in Auge, Nieren, Leber, Blutgefäßen & Nervenzellen

hemmt den Knochenabbau bei Frauen nach den Wechseljahren (das Enzym Osteokalzin reguliert die Knochenmineralisierung, die ist allerdings Vitamin K abhängig)

• 1 g Fett = 9 kcal (37 kJ)

• 1 g Kohlenhydrate = 4 kcal (17 kJ)

• 1 g Eiweiß = 4 kcal (17 kJ)

Schutz, Verteidigung gegen Mikroorganismen

Körperstruktur, Bewegung

Stoffumsatz (Metabolismus), Transport, Signalfunktion

Reservestoff

Jod

• essentiell

• Für die Schildrüsenhormone benötigt

Kupfer

• Kollagenstoffwechsel

• Gehirn und Nervenfunktion

Zink

• Für den Stoffwechsel

• Regulation Säure-Basen-Haushalt

Selen

• Antioxidant

• Schutz des Organismus vor Zellschädigung durch Radikale

Gesättigte Fettsäuren

• nicht essentiell

• liefern Energie

Ungesättigte Fettsäuren

• mehrfach und einfach ungesättigte Fettsäuren

• iefern Energie

• Energie

• Baustoff für Körperstrukturen

Ungesättigte Omega 3 & 6 Fettsäuren

2000 kcal pro Tag

Entstehen bei Kohlenhydratmangel als Nebenprodukt der Fettverbrennung in den Mitochondrien der Leberzellen

Für den Gehirnstoffwechsel ist die Bildung von Ketonkörpern dabei essentiell, da sie neben Glucose und Laktat die einzige Energiequelle darstellen.

• anaerober Energiegewinnung

• Leber während der Energiegewinnung der Gluconeogenese

Vitamin B12 ist essentiell und anfällig für säurigen Magen. Daher geschützt mit dem Intrinsic Faktor.

Der Intrinsic Factor ist ein in den Parietalzellen der Magenmukosa gebildetes Glykoprotein, das mit dem aus der Nahrung aufgenommenen Vitamin B12 (Cobalamin) einen Komplex bildet und dadurch seine Resorption ermöglicht.

Kohlenhydratstoffwechsel:

Bildung & Abbau von Glykogen (Stärke) auf bzw. zu Glukose (Traubenzucker)

Neubildung von Glukose aus Aminosäuren (Glukoneogenese)

Umwandlung von Fruktose zu Glukose oder Fett

Eiweißstoffwechsel:

Bildung, Ab- & Umbau von Aminosäuren

Bildung der meisten Plasmaeiweiße (z.B. Albumin, Gerinnungseiweiße)

Fettstoffwechsel:

Bildung, Ab- & Umbau von Fettsäuren, Fetten, Cholesterin & Lipoproteinen

Bildung von Ketonkörpern

Bildung von Gallensäuren

Zusätzliche Information:

wichtiger Vitaminspeicher (z.B. A, D, K, B12, Folsäure)

außerdem werden in der Leber Eisen & andere Spurenelemente gespeichert

Abbau und Entgiftung, Säure-Basen-Haushalt

Im Körper gelangen potentiell giftige Substanzen (weil sie z.B. fettlöslich sind und deshalb nicht über die Nieren ausgeschieden werden können) über das Blut der Pfortader in die Leber

Hier werden diese über verschiedene Prozesse (Biotransformation) unschädlich gemacht bzw. in wasserlösliche Substanzen umgewandelt.

Die daraus entstandenen Abbauprodukte (Metaboliten) können entweder über die Galle in den Darm (Ausscheidung mit dem Stuhl) oder in die Nieren (Ausscheidung mit dem Harn) gelangen

Umwandlung des giftigen Ammoniaks aus dem Abbau der Aminosäuren in Harnstoff, der dann über den Urin ausgeschieden werden kann

Umwandlung des nicht-wasserlöslichen Bilirubins aus dem Abbau des roten Blutfarbstoffs Hämoglobin in wasserlösliches Bilirubin, das dann über die Gallenflüssigkeit in den Darm gelangt.

Abbau von Alkohol zu Fett

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I (Fibrinogen), II, V, VII, IX, X, XI, XII, XIII, Antithrombin

• Hilft bei der Verdauung

• Für die Ausscheidung von Abbauprodukten der Leber zuständig (Toilette der Leber)

• Insulin und Glukagon

• Schilddrüsenhormone

• Noradrenalin

• Kortisol

• Adrenalin

• Wachstumshormone

Leber

Bildet den Bauchspeichel für die Aufspaltung von KH, Eiweißen und Fetten

Der Abbau der roten Blutkörperchen findet in der Milz (= Friedhof der Blutzellen) und in den Kupfferschen Sternzellen der Leber statt.

Erythrozyten haben eine durchschnittliche Lebensdauer von 120 Tagen.

Aufgaben: Abwehr

Unspezifische Abwehr: Granulozyten und Monozyten.

Spezifische Abwehr: Lymphozyten.

Menge: ca.5.000/μlBlut.

Blutzellen:

Festen Bestandteile, die sog. „Blutkörperchen„.

Hämatokrit: Anteil der Blutzellen am Gesamtblutvolumen.

Hämatokrit: etwa 40 - 50%.

Blutplasma:

Der flüssige Anteil ist das Blutplasma: ca. 50 - 60% des Blutvolumens.

Entfernt man das Fibrinogen, erhält man das Blutserum.

Merkhilfe: Plasma = Serum plus Fibrinogen.

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• Abwehrfunktion durch Abwehrzellen (Leukozyten).

• Abwehrfunktion durch Antikörper (Eiweiße im Blutplasma)

Phagozytose bezeichnet die aktive Aufnahme von Partikeln (bis zu kleineren Zellen) in eine einzelne Zelle:

• Makrophagen (große Fresszellen im Blut)

• Mikroglia (im Gehirn)

• Kupffer-Sternzellen (in der Leber)

• Alveolarmakrophagen (in der Lunge)

• Osteoklasten (im Knochen)

• Chondroklasten (im Knorpel)

• Histiozyten (im Bindegewebe)

Hämoglobin macht etwa ein Drittel der Gesamtmasse eines Erythrozyten aus.

Es besteht aus vier Eiweißketten (Globin) und einer eisenhaltigen Farbstoffkomponente (Häm).

Eisen: wesentlich für die Sauerstoffbindung
ist das zentrale Eisenatom im Häm

Das Eisen im Hämoglobin ermöglicht die chemische Bindung und damit den Transport von Sauerstoff

Die glomeruläre Filtrationsrate, kurz GFR, ist das pro Zeiteinheit von den Glomeruli der Nieren filtrierte Volumen. Es wird in der Regel in der Einheit ml/min angegeben und ist einer der wichtigsten Parameter zur Beurteilung der Nierenfunktion.

Intra und Exrtazelluläre Flüssigkeitsräume

Sie entsteht beim Verlust von Wasser ohne entsprechenden Salzverlust. Dies kann bei Diabetes insipidus oder bei hohen Blutzuckerwerten im Rahmen eines Diabetes mellitus, aber auch Fieber mit viel Schwitzen und gleichzeitig ungenügendem Flüssigkeitsausgleich der Fall sein.

Unter einer metabolischen Azidose versteht man eine stoffwechselbedingte Übersäuerung des Blutes. Dabei sinkt der pH-Wert des Blutes unter 7,35, da aufgrund einer stoffwechselbedingten Störung die Protonen im Organismus zunehmen.

Die pH-Skala reicht von 0 (stark sauer) bis 14 (stark basisch oder alkalisch). Ein pH von 7,0 in der Mitte dieser Skala ist der neutrale Wert.

Das Blut ist normalerweise leicht basisch, mit einem normalen pH-Wert etwa zwischen 7,35 und 7,45.

Unterschreitet der Wert 7,35 spricht man von einer Azidose (Übersäuerung)

liegt er über 7,45 von einer Alkalose.

Unterschreitet der Wert 7,35 spricht man von einer Azidose (Übersäuerung)

liegt er über 7,45 von einer Alkalose.

• Kation: Natrium

• Anion: Chlorid

Anaerober Stoffwechsel:

außerhalb der Mitochondrien im Zytoplasma

Alaktazid:

• ATP (Adenosintriphosphat)

• KrP (Kreatinphosphat)

laktazid

• Anaerobe Glykolyse: Glukose (Traubenzucker) wird zu Laktat (Milchsäure) abgebaut

Aerob Stoffwechsel:

innerhalb der Mitochondrien

Aerobe Glykolyse: Verbrennung von Traubenzucker zu CO2+H2O

Aerobe Lipolyse: Fettverbrennung zu CO2+H2O

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Muskelzelle (Myofibrille) besteht auf vielen hintereinandergeschalteten Sarkomeren

Ein Sarkomer besteht aus Titin + Myosin + Aktin

Durch ATP und deren Spaltung in ADP kann das Myosinköpfen umschlagen und eine Muskelkontraktion auslösen

Durch erneute Aufnahme von ATP wird das Myosinköpfchen gelöst

Durch fehlen des Metabolismus wird kein ATP mehr geliefert und das Myosinköpfchen kann sich nicht mehr lösen vom Aktivfilament

Durch die quer angeordneten Z-Scheiben sieht die Muskulatur unter dem Mikroskop quer gestreift aus

• Ohne ATP keine Muskelkontraktion