Physiologie. Jens Huppeisberg Kerstin Walter Fachbeirätin: Christine Huckstorf. 3., überarbeitete Auflage. 135 Abbildungen.

Transkript

1 Kurzlehrbuch Physiologie Jens Huppeisberg Kerstin Walter Fachbeirätin: Christine Huckstorf., überarbeitete Auflage 15 Abbildungen 42 Tabellen Georg Thieme Verlag Stuttgart New York

2 VII Inhalt 1 Allgemeine und Zellphysiologie, Zellerregung 2..6 Die Regulation und Hemmung der Gerinnung Die Stoffmenge und die Konzentrationen Die Fibrinolyse Die Gerinnungstests Die Stoffmenge 2.4 Das Immunsystem Die Konzentration Molarität und Molalität Der ph-wert Die Leukozyten Das unspezifische Abwehrsystem Die Zellphysiologie Die Osmose Die spezifische Immunabwehr Die Hypersensitivitätsreaktionen Die Blutgruppen Die Zellorganisation und -beweglichkeit Die Transportwege durch die Membran Das ABO-System Der intrazelluläre Stofftransport Das Rhesus-System Die Signaltransduktion Die Grundlagen des Membranpotenzials und der elektrischen Erregung Die Bluttransfusion Herz Blut und Immunsystem Die Erythrozyten Die elektrische Erregung des Herzens Die Erregungsentstehung und ausbreitung am Herzen Die Form der Erythrozyten Der Lebenslauf der Erythrozyten Die Erythrozytenparameter Die Aktionspotenziale im Herzen Die elektromechanische Koppelung Die Auswirkungen eines gestörten Die Anämien 19 Elektrolythaushalts Die osmotische Resistenz Die Blut(körper)senkungsgeschwindigkeit (BSG) Das Blutplasma Das EKG Die Vektortheorie Die EKG-Kurve Die EKG-Ableitungen Das Plasma-Volumen Die niedermolekularen Bestandteile des Plasmas Die Plasmaproteine Die Blutstillung, Blutgerinnung und Fibrinolyse Die Bestimmung des Lagetyps im EKG Der Herzrhythmus Der AV-Block Extrasystolen Flimmern und Flattern Die Thrombozyten Die primäre Hämostase und die Thrombozytenfunktion Die sekundäre Hämostase Die gemeinsame Endstrecke Die Mechanik des Herzens Der zeitliche Ablauf der Herzaktion Die Druck-Volumen-Veränderungen während des Herzzyklus

3 Inhalt.5 Die Regulation der Herztätigkeit Die Messung von Kreislauf parametern Die Regulation der Herztätigkeit Die Durchblutung und der Stoffwechsel des Herzens Die Messung von Blutdruck, Blutströmung und Herzzeitvolumen Pathophysiologische Veränderungen.6.2 Die Regulation der Koronardurch- des Kreislaufsystems 92 blutung Der Stoffwechsel des Herzens Der Kreislaufschock 92 4 Kreislauf Der fetale Kreislauf Übersicht und Funktion Die physikalischen Grundlagen Die Kurzschlüsse im fetalen Kreislauf Die peripartale Kreislaufumstellung Die Stromstärke des Blutes und der Gefäßwiderstand 69 5 Atmung 4.1. Die Blutströmung Die Gefäßwandmechanik 4.2 Der Aufbau des Kreislaufsystems Die Atemmechanik Die ideale Gasgleichung Die Druckverhältnisse in Lunge und Die funktionelle Anatomie Pleura des Gefäßsystems Die Atemmuskulatur Das Hochdrucksystem Die Lungen- und Atemvolumina Das Niederdrucksystem 76 (statische Atemgrößen) Das Kapillarsystem Die Atmungswiderstände Der Stoffaustausch Der Casaustausch Die Kreislaufregulation und die Regulation der Organdurchblutung Die Grundlagen Die Ventilation Das Kreislaufzentrum Die Diffusion der Atemgase Die kurzfristige Blutdruckregulation Die Perfusion der Lunge Die langfristigen Regulationsmechanismen 4..5 Die Regulation der Organdurchblutung 4.4 Die Anpassung des Kreislaufs Der Atemgastransport im Blut Die Grundlagen Der Sauerstofftransport im Blut Der C0 2 -Transport im Blut an besondere Situationen Die Anpassung des Kreislaufs bei Orthostase 4.4. Die Anpassung des Kreislaufs bei körperlicher Arbeit Die Anpassung des Kreislaufs bei thermischer Belastung Das Säure-Basen-Gleichgewicht Der Blut-pH-Wert und seine Pufferung Die Parameter zur Überprüfung des Säure-Basen-Haushaltes Die Störungen des Säure-Basen- Haushaltes

4 Inhalt IX 5.5 Die Regulation der Atmung 7.2 Die Steuerung und die Motilität unter normalen und besonderen des Castrointestinaltrakts 140 Bedingungen Die Grundlagen und Formen der Die Begriffe zur Beschreibung der gastrointestinalen Motilität 140 Atemtätigkeit Die nervale Steuerung der Motilität Die Atmungsregulation Die Steuerung der Motorik durch Die Atmung in der Höhe 122 Hormone und Signalstoffe Die Atmung beim Tauchen Der Mund und die Speiseröhre Die Cewebeatmung Der Speichel Der Sauerstoffverbrauch Das Schlucken Der Gasaustausch im Gewebe Das Erbrechen Die Störungen der Gewebeatmung Der Magen Arbeits- und Leistungsphysiologie ikprklirl^ i inrl Fi тк'тчлп UL/CI Ulll_l\ UMU ruiii\liuii Die funktionelle Anatomie des Magens Die Umstellungsvorgänge bei körperlicher Arbeit Die Magenmotorik und die Magenentleerung Der Magensaft Die Begriffe Arbeit und Leistung im physikalischen Sinne Die metabolischen und muskulären Umstellungsvorgänge bei körperlicher Arbeit Die Anpassungsreaktionen des Herz-Kreislaufsystems Die Anpassungsreaktionen des respiratorischen Systems Körperliche Leistungsfähigkeit und Training Die Leistungsfähigkeit des Menschen Die Leistungsdiagnostik Die Ermüdung Das Training Das Pankreas Die Steuerung der Pankreassekretion Die Leber und die Galle Die Entgiftungsfunktion der Leber Die Produktion und die Funktion der Gallenflüssigkeit Der enterohepatische Kreislauf Der Darm Der Aufbau des Dünndarms Die Motorik des Dünndarms Die Motorik des Kolons Die Darmbakterien Die Defäkation Ernährung und Verdauung Die Nahrungsbestandteile Die Vitamine Die Spurenelemente Die Resorption der Nahrungsbestandteile Die Aufnahme von Wasser, Elektrolyten und Eisen Die Kohlenhydratresorption Die Proteinresorption Die Fettresorption

5 X Inhalt Energie- und Wärmehaushalt Der Energiehaushalt Die energieliefernden Nahrungsbestandteile Der Energieumsatz des Menschen Die Deckung des Energiebedarfs Die Methoden zur Bestimmung des Energieumsatzes Der Wärmehaushalt Die Körpertemperatur und ihre Regulation Die Wärmebildung Die Wärmeabgabe Die Regulation der Körpertemperatur über die Hautdurchblutung Die Regulation der Körpertemperatur bei Wärme- und Kältebelastung Die Akklimatisation an andere Klimabedingungen Hyperthermie und Fieber Wasser- und Elektrolythaushalt, Nierenfunktion Der Wasser- und Elektrolythaushalt Der Wassergehalt des Körpers und die Flüssigkeitsräume Die Regulation der Wasseraufnahme und -abgäbe Die Störungen des Wasserund Salzhaushalts Wichtige Elektrolyte 9.2 Die Niere Die funktionelle Anatomie der Niere 9.2. Die Funktionsgrößen der Nieren Die Nierendurchblutung Die Filtration Der tubuläre Transport organischer Stoffe Die Harnkonzentrierung Die Steuerung der Nierenfunktion durch Hormone Die renale Säure- und Basenausscheidung Diuretika Hormone Die Einteilung der Hormone und die Steuerung der Hormonausschüttung Die Einteilung der Hormone Die Steuerung der Hormonausschüttung über Regelkreise Die Hypothalamus- und Hypophysenhormone Die Hormone des Hypothalamus Die Hormone der Hypophyse Die Hormone der Nebennierenrinde Die Mineralokortikoide Die Glukokortikoide Die Androgene Die Funktionsstörungen der Nebennierenrinde Die Schilddrüsenhormone Thyroxin (T 4 ) und Trijodthyronin (T ) Die Bildung und Regulation der Schilddrüsenhormone Die Wirkung der Schilddrüsenhormone 4 Die Funktionsstörungen 4 Der Inselapparat des Pankreas: Die Pankreashormone 5 5 Insulin 5 Clukagon 6 Die Regulation des Calciumhaushalts 7 7 Die Bedeutung von Ca 2+ für den Organismus 7 Parathormon (PTH) 8 Kalzitriol = 1,25-(OH) 2 -Vitamin D = 1,25-Dihydroxy-Cholecalciferol 8 Kalzitonin 9

6 Inhalt 10.7 Das Wachstumshormon Somatotropin Die Bildung und Regulation des Wachstumshormons Die Funktion des Wachstumshormons Sexualentwicklung und Reproduktionsphysiologie, Altern Sexual- und Reproduktionsphysiologie Die Hormone zur Steuerung der Sexualfunktion Die weiblichen Sexualhormone Der Menstruationszyklus Die Schwangerschaft Die Geburt Die Laktation Die männlichen Sexualhormone 11.2 Das Alter Die Organveränderungen im Alter Die Altersveränderungen bei der Frau Die Erregungsentstehung und -weiterleitung in der erregbaren Zelle Der Aufbau der Nervenzelle (Neuron) Die passive Erregungsausbreitung Die Erregungsausbreitung über das Aktionspotenzial Die künstliche Erregung von Nervenzellen 12. Die interzelluläre Weitergabe einer Erregung Die elektrische Synapse 12.. Die chemische Synapse Die Transmitter und ihre Rezeptoren Die Altersveränderungen beim Mann Allgemeine Neurophysiologie Die Übersicht Die unterschiedliche Reaktion von Synapsen auf AP-Salven 12.4 Die Grundlagen der Signalverarbeitung im Nervensystem Die Signalverarbeitung an der Synapse Die Signalverarbeitung in Neuronenverbänden Die Prinzipien sensorischer Systeme Die Sensoren Die Reiztransduktion Die rezeptiven Felder Die Reizverarbeitung im ZNS und die subjektive Komponente der Sinnesphysiologie Die Begriffe Empfindung und Wahrnehmung (vgl.s. 68) Die Sinnesmodalitäten Die Psychophysik Muskulatur Allgemeine Muskelphysiologie Der allgemeine Aufbau der Muskelzelle Der Kontraktionszyklus einer Muskelzelle Die quer gestreifte Muskulatur Der spezielle Aufbau der Skelettmuskulatur Die Auslösung und der Ablauf einer Kontraktion Die mechanischen Eigenschaften des Skelettmuskels Die verschiedenen Arten von Skelettmuskelfasern Die glatte Muskulatur Der Aufbau der glatten Muskulatur Die Kontraktion der glatten Muskelzelle 259

7 XII Inhalt Vegetatives Nervensystem (VNS) 265 Die funktionelle Organisation 265 Übersicht und Funktion 265 Die funktionelle Anatomie 265 Die zellulären und molekularen Mechanismen der Signaltransduktion im VNS 267 Die medikamentöse Beeinflussung der vegetativen Steuerung 269 Der Einfluss des vegetativen Nervensystems auf verschiedene Organe Übersicht und Funktion Das Herz Die Blutgefäße Die Lunge Der Verdauungstrakt Die Harnblase Die Genitalorgane Motorik Der Überblick Die motorischen Anteile des Nervensystems Der Begriff der Sensomotorik Die Entstehung einer Bewegung Die Strukturen des motorischen Kortex Der Aufbau des motorischen Kortex Die Afferenzen des motorischen Kortex Die Efferenzen des motorischen Kortex Die motorischen Systeme des Rückenmarks und des peripheren Nervensystems Die Motoneurone Die Messung des Muskelstatus und die Weiterleitung der Information Die Reflexe Die motorische Funktion des Hirnstamms Der Aufbau und die Funktionen der motorischen Systeme im Hirnstamm Die Basalganglien Die Verschaltung der Basalganglien mit dem Kortex Die Transmitter und der Schaltkreis innerhalb der Basalganglien Erkrankungen bei Schädigung der Basalganglien Das Kleinhirn Die funktionelle Dreiteilung des Kleinhirns Der Aufbau und die Verschaltung der Kleinhirnrinde Kleinhirnschädigung Somatoviszerale Sensorik 01 Der Tastsinn Die Mechanosensoren 01 Die funktionelle Organisation 0 Die zentrale Weiterleitung 04 Der Temperatursinn Die Thermosensoren 04 Das Temperaturempfinden 05 Die zentrale Weiterleitung 05 Die Tiefensensibilität Die viszerale Sensibilität Die Nozizeption und der Schmerz Die Nozizeptoren Die Schmerzeinteilung nach dem Entstehungsort Die speziellen Formen des Schmerzes Die spinale und supraspinale 08 Organisation von Nozizeption und Schmerz Die Störungen der Nozizeption 10

8 Inhalt Die pharmakologische Schmerzhemmung Die sensiblen Bahnsysteme des ZNS Die Hinterstrangbahnen Die Vorderseitenstrangbahnen Das kortikothalamische System Visuelles System Der dioptrische Apparat Das Auge als optisches System Die Akkommodation 18 Die Refraktionsanomalien 19 Die Pupille Die Augenmotilität 22 Der Augeninnendruck 22 Die Tränenflüssigkeit 2 Die Signalverarbeitung in der Retina 2 2 Der Aufbau der Netzhaut 2 Die Signaltransduktion in den Photosensoren 24 Die neuronalen Verarbeitungsprozesse in der Retina 26 Die retinalen Mechanismen des Farbensehens 29 Die Informationsverarbeitung in der Sehbahn 0 0 Der Verlauf der Sehbahn 0 Die zentrale Signalverarbeitung 1 Das räumliche Sehen 2 Das Gesichtsfeld 18.2 Der Gleichgewichts-und Lagesinn Das periphere Vestibularorgan Das zentrale vestibuläre System Die Funktionsprüfungen Stimme und Sprache Der periphere Sprechapparat Die Stimmbildung Geruchs- und Geschmackssinn Der Geruchssinn Der Aufbau der Riechbahn Die Geruchssensoren Der trigeminale chemische Sinn Der Geschmackssinn Die Geschmacksensoren Die Geschmacksbahn Integrative Leistungen des zentralen Nervensystems 61 Allgemeine Physiologie und Anatomie der Großhirnrinde Die Organisation der Großhirnrinde 61 Die kortikalen Felder 62 Die efferenten Bahnsysteme des Kortex 64 Die kortikale Asymmetrie 64 Die Sprachverarbeitung 65 Die elektrophysiologische Analyse der Hirnrindenaktivität Auditorisches System und Gleichgewichtssinn Das auditorische System Physiologische Akustik Der Gehörgang und das Mittelohr Das Innenohr Die Schwerhörigkeit Die zentrale Hörbahn und die kortikale Repräsentation Die integrativen Funktionen Die zirkadiane Periodik und der Schlaf-Wach-Rhythmus 68 Das Bewusstsein 70 Lernen und Gedächtnis 70 Triebverhalten, Motivation und Emotion 7 Die Glia 75

9 XIV Inhalt 21 Anhang Messgrößen und Maßeinheiten Zahlen im Überblick Quellenverzeichnis Abbildungen Klinische Fälle als Kapiteleinstieg: Abbildungen Inhaltsübersichten: 8 Sachverzeichnis 84