Humanbiologie

1. Initiationsphase:

   • Reiz treibt das ansonsten negative Membranpotenzial Richtung 0

     • Reiz = räumlich näherndes Aktionspotenzial/ postsynaptischer Ionenstrom

     • negatives Membranpotenzial = -90 bis -70mV

       -> bis zur Überschreitung von -55mV ist der Prozess umkehrbar (=Schwellenpotenzial)

2. Depolarisation:

   • ist das Schwellenpotenzial überschritten, kommt es zur Depolarisation

   • Na- Kanäle öffnen sich

   • schlagartiger Einstrom von Na+ (wegen Konzentrationsgefälle) führt zur Umkehr des Membranpotenzials in ppsitive Bereiche

     -> overshoot

3. Repolarisationsphase:

   • noch vor erreichen des pos.- Pot., schließen sich Na- Kanäle

     -> Na- Leitfähigkeit nimmt ab!

   • somit beginnen spannungsabhängige K- Kanäle sich zu öffnen

     -> Ausstrom von K+ (Konzentrationsgefälle)

4. Ruhepotenzial:

   • der ursprüngliche Ionengradient wird durch Na- K- Pumpe wiederhergestellt!

• Endolymphe

  • steht mit Vestibularapparat und der Schnecke (Cochlea) im Kontakt

• lockeres Bindegewebe:

  • ist umhüllt von Gefäßen und Nerven

  • Aufgabe: Organe, Muskeln und andere STrukturen werden eingehüllt und geschützt

    = Lückenfüller

• straffes:

  • hat hohen Kollagenanteil und niedrigen Zellanteil

  • dicke verflochtene Kollagenfaserbündel liegen vor

    -> sorgen für hohe Elastizität und Zugfestigkeit

  • Wo: Kapsel von Milz, Niere, Leber und in Leber- + Knorpelhaut und in Muskelfaszien

• straff parallelnervig:

  • = parallel verlaufende Kollagenfasern und dazwischenliegenden Fibrozyten

  • ist Zugfest

  • Wo: bei Sehnen und Bändern

• retikuläres Bindegewebe:

  • faserige Retikulumzellen, bilden ein feinmaschiges Netz in dem Retikulumfasern eingebettet sind

  • Sonderform: Fettgewebe

  • Wo: lymphatischen Organen (Milz, Lymphknoten, Tonsillen) und Knochenmark, Darm, Leber

• Faserknorpel:

  • hoher Anteil an Kollagenfasern

  • sehr widerstandsfähig

  • Wo: Bandscheiben

• Proteine:

  • Aktin

  • Troponin

  • Tropomyosin

• bei Kontraktion von Skelettmuskeln verkürzen sich die Abstände zwischen den Z- Scheiben

  • Z- Scheiben = mikroskopisch dünne Linien in der Mitte des I- Streifens, begrenzen zu beiden Seiten das Sarkomer

• = gefäßloses Stützgewebe, besteht aus Zellen + der sie umgebenden geformten und ungeformten Extrazellulärmatrix

  • ungeformte Extrazellulärmatrix: Wasser, Proteoglykanen, Hyaluronsäure

    • sind von Kollagenfasern geformt

    -> hohe Bieg- und Druckelastizität

• Gewebshormone:

  -> werden von spezialisierten Einzelzellen gebildet (sind über ein Gewebe verteilt)

  • Histamin:

    • im peripheren Gewebe

    • + Neurotransmitter im zentralen Nervensystem

  • Prostaglandin E2:

    • Gewebshormon

      • kan an 4 unterschiedlcihen G- Protein- gekoppelte Membranrezeptoren binden

• Steoridhormon:

  • Aldosteron:

    • Mineralcorticoid

    • wird in der Nebennierenrinde gebildet

      -> daher Steoridgerüst

    • aus Cholesterol synthetisiert

      • Progesteron als Zwischenstuffe

    • Physiologische Wirkungen:

      • aktiviert nucleäre Rezeptoren

      • verringert Na- Ausscheidung

      • erhöht Blutvolumen und Blutdruck

      
      

Noradrenalin:

• Hauptneurotransmitter des Sympathikus am Erfolgsorgan

Acetylcholin:

• im Körper vielfältig als Neurotransmitter einsetzbar

  • Präganglionär (Sympathikus und Parasympathikus)

  • Postganglionär (Parasympathikus und an motorischer Endplatte)

ATP:

• = Adenosintriphosphat

• das und sein Abbauprodukt Adenosin vielfältig genutzt als Neurotransmitter

• Perzeption von Schmerz und bei Regulation der Durchblutung vieler Organe (Niere)

GABA:

• = Gamma- Aminobuttersäure

• wichtigste Inhibierende Substanz im Nervensystem

• durch Stimulation der GABAereger: Chloridkanäle für Hyperpolarisation von Nervenzellen

• Hormon, bei Stimulation der pankreatischen beta- Zellen sezerniert wird

  • erhöhter Parasympathikotonus fördert Insulin- Ausschüttung

  • durch Ca- Induzierte Verschmelzung von Vesikeln mit der Zellmembran

  -> Speicherhormon

  
  

Funktion:

• wichtige Rolle bei Regulation der Glucosehomöostase (beim Menschen)

• Stimulation durch: Tyrosinkinase- Rezeptoren

  • Aufnahme von Glucose in Zielzellen (Muskeln, Leber, Fettgewebe)

• durch Insulin wird in den Geweben der AUfbau von Glykogenspeichern gefördert

• Insulin fördert: direkte Aufnahme freier FS in Adipozyten

  -> Speicherfettsynthese

• in Muskel- u. Leberzellen wird AS- Transport + Proteinsynthese erhöht

Dargestellt:

• verschiedene Aspekte der Exozytose einer Nervenzelle, in KOntakt mit anderer.

E)

• Beginn des Exozytoseprozesses

• präsynaptische Nervenzelle depolarisiert

  -> spannungsabhängige Ca- Kanäle öffnen sich

C)

• Ca strömt ein

  -> Verschmelzen der Neurotransmittervesikel mit präsynaptischer Zellmembran

Restliche Abb.

• B) präsynaptische Membran

• D) synaptischer Spalt

• A) kann durch Verschmelzen von Plasmamembran und Vesikelmembran entstanden sein

  • = Fusionskonstrukt, welches Vesikelinhalt vollständig entleert hat

  • Inhalt geht in den synaptischen Spalt

• Muskelkontraktion

• durch einen Nervenimpuls der Großhirnrinde wird eine bewusste/ willkürliche Aktivierung des Motoneurons aktiviert

  • gelangen Aktionspot. in die präsynaptische Nervenendigung (=Axonende), kommt es zur Depolarisation

  • Ca- Einstrom

  • vesikulär gespeichertes Acetylcholin wird freigesetzt

    • Menge an Acetylcholin in einem Vesikel =Quant

    • da mehrere Vesikel ausgeschüttet werden = Freisetzung von Quanten

  • ausgeschüttete ACh wandert durch synaptischen Spalt an subsynaptischen Rezeptor

    = nichtkotinischen Acetylcholinrezeptor

  • Na- Kanal wird geöffnet

  • subsynaptische Muskelzelle wird Depolarisiert und zur Kontraktion gebracht!

Pyramidenbahn:

• für Steuerung der Willkürmotorik veranteortlichen Zellen = Pyramidenzellen

• aus Pyramidenzellen entspringt die Pyramidenbahn

• ziehen vom Cortex -> entsprechend versorgten Muskeln der Peripherie (Steuerung der Feinmotorik)

• kreuzen auf Höhe der Medulla oblangata des Rückenmarks, weswegen bei Schlaganfällen immer die andere Hirnseite betroffen ist

• sind anatomische Richtungsangaben

  • Kranial = zum Kopf hin

  • Kaudal = zum Schwanz hin

    -> Kranial bis kaudal = von Kopf Richtung Gesäß

• Beschreibung der Nerven:

  • verlängertes Mark = von Höhe des Hinterhauptlochs in das Rückenmark

  • Zervikalmark = Hals (8 Segmente)

  • Thorakalmark = Brustbereich (12 Segmente)

  • Lumbalmark = Lendenbereich (5 Segemnte)

  • Sakralmark = Kreuzbereich (5 Segmente)

  • Kokzygealmark = Schwanzbereich (1 Segment)

• Teil eines Rückenmarks

• 1- 3: Teile der grauen Substanz

  • Nervenzellkörperchen

  • bilden die Neuronen- haltigen Segmente des Rückenmarks

    -> 1. Hinterhorn

    -> 2. Seitenhorn

    -> 3. Vorderhorn

• 4. fortlaufenden (zum Muskel hin)Nervenbahnen der Peripherie

• 5. Spinalganglion, ein im Wirbelkanal liegender Nervenknoten

  • Nervenzellkörper der Neuronen

    • leiten über sensible Nervenfasern afferente Signale zum Rückenmark

Adrenalin:

• bei Sympathikusaktivierung aus dem Nebennierenmark freigesetzt

• Wirkung:

  • Energie bereistellung durch vermehrte Glykogenolyse + Lipolyse

  • steigerung der körperlichen Leistungsfähigkeit durch Muskeldurchblutung, Herz- Schlagkraft steigerung

Prolactin:

• physiologische Bedeutung nicht bekannt

Thyroxin:

• durch Hypothalamus stimulation kommt es zur vermehrten TRH ausschüttung

  • nachgeschaltet wird eine Sekretionssteigerung von Thyroxin

• permissiven Effekt auf Catecholamin-Wirksamkeit

  = versrtärkt dessen Wirkung

Cortisol:

• aus Nebennierenrinde

• Glucocorticoid, stellt aus Gluconeogenese + Glykogenolyse Energie bereit

• wirkt über Stimulation mineralocorticoider Rezeptoren zur vermehrten Na- und Wasserretention

  • steigerung des Blutdrucks

Sympathikus:

• Erhöhung der Herzfrequenz

• Kontraktilität der Herzmuskulatur und glatten Muskulatur der Gefäße

  • Blutdruck steigt

• förderung der Glykogenolyse in der Leber

  • Energiegewinnung

• Erschlaffung der Bronchialmuskulatur

  • verbesserte Atmung

Parasympathikus:

• Kontraktion der Bronchialmuskulatur

• Glatte Muskulatur

  • = lässt sich willentlich steuern

  • wird vom vegetativen Nervensystem innerviert

    • kann nicht bewusst gesteuert werden.

    ->Kontraktion durch:

    • Noradrenalin bindung an alpha1- Adrenozeptor

      • Vasokonstriktion (G- Protein)

    • Angiotensin 2 bindung an AT-1-Rezeptor

      • Vasokonstriktion (G- Protein)

  • Bsp.:

    • innere Augenmuskeln

    • Magenwandmuskulatur

    • Samenleitermuskulatur

    • Gallenblasenwandmuskulatur

• quergestreifte Skelettmuskulatur

  • neuromuskuläre Endplatte dient der Übertragung der Impulse auf die Skelettmuskeln

• = monosynaptischer Reflex

• erregter (messender) und kontrahierender Muskel sind das Gleiche

• Auslöser des Reflexes:

  • Muskel- Dehnung

  • Muskelspindel registriert Reiz

  • wird über afferente 1a- Nervenfaser zum Rückenmark projiziert

  • umschaltung zu einer efferenten Nervenbahn

    • alpha- Motoneuron

    • zieht dort eine Muskelaktion

• Bsp.:

  • Patellarsehnenreflex

  • Achillessehnenreflex

  • Bizepssehnenreflex

• Acetylcholin = Neurotransmitter

  • wird im Cytosol von Nervenzellen durch Cholinacetyltransferase katalysiert

  • ist Zusammengesetzt aus Acetyl- CoA + Cholin

  • wird über H+/ Acetylcholin- Antiporter in neurosekretorische Speichervesikel aufgenommen

  -> Aufgabe: u.a. steuerung der Muskelkontraktion der neuromuskulären Endplatte

  • Nervimpuls der Großhirnrinde bewusst/ willkürlich Aktivierung des Motoneurons

  • gelangen entsprechende Aktivierungspotenziale in präsynaptische Nervenendigungen (=Axonenden) kommt es zur Depolarisierung

    • durch Ca- Einstrom setzten das vesikulär gespeicherte Acetylcholin frei

  • das ausgeschüttete ACh wandert durch synaptischen Spalt an subsynaptischen Rezeptor (= nikotinischer Acetylcholinrezeptor)

  • öffnet subsequent Na- Kanal

    -> das führt zur Depolarisierung der subsynaptischen Muskelzelle => Kontraktion

• Linker Vorhof -> linker Kammer:

  • Klappe: Mitralklappe = Bikuspidalklappe

    • 2 Segel, die über Sehnen mit linker Herzkammer verbunden sind

    • verhindern so ein Durchschlagen in den Vorhof während Kammerkontraktion

  • wird geöffnet, wenn p im linken Vorhof den p in der linken Kammer überschreitet

• Gefäße:

  • Pfeil: verlässt rechten Ventrikel-> Lungenkreislauf:

    • Truncus Pulmonalis

      • geht weiter zur rechten und linken Pulmonalarterie

  • Von Lunge zum linken Vorhof:

    • Venae pulmonales

  • Rechte Kammer zum Körperkreislauf:

    • Aorta

  • Vom Körperkreislauf zum rechten Vorhof:

    • Vena cava inferior

  • Venae cava superior geht in den rechten Vorhof

• Herzskelett dient der

  • mechanischen Stabilisierung

    • umgibt Herzklappen mit bindegewebigen Faserringen

  • isoliert Vorhof- und Kammer- Muskulatur elektrische voneinander

  • der Öffnung der Herzkammer

  • trennt Vorhöfe und Kammer des Herzens (kurz über Ventilebene)

    • bildet die Ventilebene

• Gebildet von den Bindegewebs- artigen Abschnitten der Ventilebene des Herzens

  • mit Durchtrittsöffnung für das His- Bündel

    • wird vom His- Bündel durchquert

• Ruhemembranpotenzial liegt Nahe dem K- gleichgewichtspotenzial von -80 mV

Phase 0:

• es kommt zur Depolarisation = schlagartigem öffnen spannungsabhängiger Na- Kanäle

  • Einstrom positiver Ladungin die Zelle

Phase 1:

• tritt ein, wenn Na- Konzentration zwischen Intra- und Extrazellulärraum nahezu gleich ist.

• Kanäle schließen sich

• Repolarisation: durch Ausstrom von K- Ionen

Phase 2:

• fast Überlagert zu Phase 1!

• leicht verzögert (zu P. 1) Ca- Einstrom durch L- Typ Ca- Kanäle

durch die Überlagerung kommt es zum Plateau

Phase 3 und 4:

• erst wenn Ca- Einstrom fertig, überwiegt K- Ausstrom

  -> Repolarisationvorgang

• Ruhemembranpotenzial wird widerhergestellt.

• ATP

  • ATP- Vorrat reicht für 10 Sekunden! muss daher kontinuierlich synthetisiert werden!

• Herzmuskelzellen enthalten besonders viele Mitochondrien

• unter aeroben Bedingungen zur oxidativen Phosphorylierung

  • so zum Aufbau von ATP

  • anaerobe Energiegewinnung durch glykolytische Spaltung ist eher unbedeutend!

• Hauptsubstrate zur ATP- Gewinnung:

  • Fettsäuren

  • Glucose

  • Lactat

• Renin- Angiotensin- Aldosteron- System

• dient der Aufrechterhaltung/ Anhebung des Blutdrucks nach dessen Abfall

  -> Protease Renin kat. die Umsetzung von Angiotensin

• Gasaustausch ist direkt proportional:

  • zur Austauschfläche

  • und Konzentrationsdifferenz zwischen austauschenden Medien

• und umgekehrt Proportional zu:

  • Diffusionsstrecke

  -> Bsp.: je dünner die Grenzfläche zwischen Luftraum u. Blutstrom, desto besser der Gasaustausch

Surfactand:

• = Flüssigkeit, ist auf Alveoläroberfläche

• Mischung aus: oberflächenaktiven Substanzen (Phospholipide + Lecithin) + Proteinen

• senken Oberflächenspannung

  • verhindern das Bestreben zu Kollabieren!

  • erleichtert Wiederentfaltung bei Einatmung

• Produziert: Alveolarzellen Typ 2

• starke Durchblutung

  • erhält O2- reiches Blut von A. hepatica

    • A. hepatica entspringt aus der A. coeliacus

    • Venöse Abfluss: V. hepatica die weiter in die untere Hohlvene mündet

  • O2- armes Blut von V. portae

    • V. portae sammelt Blut aus unpaarigen Organen des Abdomens

    -> das O2 reiche und arme Blut mischen sich in den Lebersinusoiden

• Leberläppchen:

  • 1-2mm große Abschnitte, sechseckig, aneinanderliegend

  • Eckpunkte:

    • Ast der Leberarterie

    • Ast der Pfortader

    • Gallengang

  • Innere:

    • Kapillaren transportieren Böut aus Pfortader+ Leberarterie vorbei an Leberzellen ins Innere der Leberläppchen, wird da von der Zentralvene aufgenommen

• = 2 hintereinander geschaltete Kapillarsysteme

  • die durch postkapillare Vene miteinander verbunden sind

• Pfortadersystem der Leber:

  • Kapillarbett des Darms und anschließend der Leber

  • anschließend geht das Blut in die untere Hohlvene

• Insulin (=Hormon) wird ausendokrinen Langerhans- Inseln der Bauchspeicheldrüse ans Blut gegeben

  • Blut der unpaarigen Bauchorgane (hier Bauchspeicheldrüsen) wird in die Pfortader abgegeben

  • das erste zu passierende Organ ist die Leber

• gibt das hypophysäre Pfortadersystem

  • verbindet den Hypothalamus mit der Adenohypophyse

  • dabei wird das erste Kapillarbett von oberer Hypophysenarterie gespeist

  • aus dem Kapillarbett bilden sich langgestreckte Venen, verlaufen durch Hypophysenstiel Richtung Steiß (Kaudal)

  • zweites Kapillarbett: Hypophysenvorderlappen

    -> so gelangt das Releasing- Hormon: Gonadodropin- Releasing- Hormon (GnRH) vom Hypothalamus ohne Umweg in den Körperkreislauf

• primäre Gallensäure wird in Hepatozyten (Leber) synthetisiert

  • dann über bestimmte Transproter in Gallenkanälchen abgegeben

    • Gallensäure kommt zusammen mit Wasser, Elektrolyten

  • weiter zur Gallenblase

    • kann hier gespeichert werden

  • über Gallengang

  • in den Zwölffingerdarm

  • nicht benötigte Gallensäure wird im terminalen Ileum (=letzter Abschnitt des Dünndarms) durch sek. aktive Na- Kotransporter wieder aufgenommen

  • mit Blutstrom über die Pfortader

  • in den Hepatozyten (Leber)

    • ist dann sekundäre Gallensäure

Funktionen:

• Gallensäure (Leber produziert Gallenflüssigkeit) zum Duodenum oder wird in Gallenblase gespeichert

• in Gallenblase steigt c der Gallensäure

  • weil durch Gallenblasenepithel Flüssigkeitsresorption stattfindet

• Gallensäure wird aus terminalen Ileum durch Transportproteinen resorbiert

• Hepatozyten nehmen mit Pfortaderblut Gallensäure durch Transportproteine wieder auf

• Aufgabe:

  • körpereigene + Fremdstoffe ausscheiden

• ANP (=Atriales Natriuretisches Peptid) verringert glomeruläre Filtrationsrate (GFR)

• Pro Tag durchfließt die Niere 1700 Liter Blut

• Reihenfolge:

  • Glomerulus

    • primär Hahn

  • Proximaler Tubulus = Glomerulus- nahen Tubulus

    • Rückresorption von Wasser + Na

  • Henle- Schleife

  • distales Konvulut

    • stark aufkonzentrierter Hahn

  • Sammelrohr

  • Nierenbecken

  • Niere

  • Hahnleiter = Ureter

  • Blase

A)

• Nierenrinde oder auch Rindensäule

  • Nierenkörperchen (Nephrone) wo Primärharn abfiltriert wird

B)

• Nierenmark bzw. Nierenmarkpyramide

  • Tubili und Sammelrohre der Nephrone verlaufen hier

C)

• Nierenkelche

  • Sammelrohre entleeren den Sekundärharn in ihnen

D)

• Nierenbecken

  • nach den Nierenkelchen nächste anlaufstelle

  • Harn wird von hier weiter geleitet über den Harnleiter zur Blase

E)

• Nierenarterie

  • arterielle Blutversorgung über die große Nierenarterie

• baut auf die unterschiedliche Glykocalyx der jeweiligen Erythrozytenmembran

  • Glykocalyx besteht aus: KH- Ketten von Glykolipiden, Glykoproteinen und Glykosaminoglykanen

    • diese bestehen aus Oligosacchariden

  • Bsp.: im Plasma Blutgruppe B sind AK gegen Merkmal A

• Blutgruppe 0:

  • Erys haben keine Antigene des AB0- Systems

  • daher Universalspender

• AK gegen Blutgruppenantigene sind bei der Geburt konstitutionell (durch Anlage) vorhanden!

  -> findet daher ohne Kontakt mit Erys einer nicht- kompatiblen Blutgruppe statt

• vWF = Glykoprotein

  • bei Verletzung des Gefäßendothels:

    -> macht Brücken zwischen Kollagen und Thrombozyten

• = Entwicklung und Reifung von Erys aus dem roten Knochenmark.

  • myeloische Vorläuferzelle->Erythroblast->Retikulozyt

• Erythropoietin (= EPO)

  • Glykoprotein- Hormon

  • regt die Erythropoiese (Erythrozytenbildung) an.

  • in den Nieren (90%) durch Epithelzellen

• während der Bindung von O2 ans Häm bleibt die Oxidationsstuffe des Eisens bei 2!

  • 3- wertiges Eisen fürt zum Methämoglobin, kann kein O2 binden

• =2- Affinität von Häm steigt mit steigendem O2- Partialdruck

  • = positive Kooperativität

  • ist in Alveolen sehr hoch, im atmendem Gewebe (Muskeln) sehr niedrig

    -> daher auf die O2 AUfnahme in der Lunge und Abgabe im Gewebe

• Besteht aus:

  • 4 Häm + 4 Globin Untereinheiten

  • jedes Häm ist in der Lage 1 O2 zu Binden

    -> funktionsfähiges Hämoglobin kann 4 O2 binden!

• CO kann kompetetiv mit O2 um die Bindung konkurrieren

  • Affinität 300- mal höher, daher hochgiftig

  • Therapie: hyperbaren O2- Beatmung

• weiblich:

  • Estradiol, Progesteron, Androgene