Physiologie des Menschen

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1 Robert F. Schmidt (Hrsg.) Florian Lang (Hrsg.) Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie 30., neu bearbeitete und aktualisierte Auflage Mit 600 vierfarbigen Abbildungen in 1129 Einzeldarstellungen und 77 Tabellen 4y Springer

2 XVII I 2.2 : 2.3 ;2.4 k A U5.2 I Allgemeine Physiologie der Zelle Grundlagen der Zellphysiologie Hans Oberleithner Bestandteile einer Zelle Zytoskelett und Zelldynamik.. Funktionelle Systeme der Zelle. Zellreproduktion und Wachstum Regulation des Zellvolumens.. Signaltransduktion Erich Gulbins, Florian Lang Regulation der Aktivität und Expression von Effektormolekülen Rezeptoren und heterotrimere G-Proteine.. Zyklische Nukleotide als secondmessenger.. Kalziumvermittelte Signale Regulation von Zellproliferation und Zelltod Eikosanoide Transport in Membranen und Epithelien Michael Fromm Transmembranale Transportproteine... Zusammenspiel von Transport und Barrierefunktion in Epithelien Aktiver und passiver Transport Typische Anordnung epithelialer Transporter Grundlagen zellulärer Erregbarkeit. Bernd Fakler, Christoph Fahlke Funktionsprinzipien von lonenkanälen. Aufbau spannungsgesteuerter Kationenkanäle Gating von Kationenkanälen Anionenkanäle Ligandaktivierte lonenkanäle Grundlagen des Ruhemembranund Aktionspotenzials Erregungsleitung und synaptische Übertragung.. Manfred Heckmann, Josef Dudel Reiz und Elektrotonus Fortleitung des Aktionspotenzials Auslösung von Impulsserien durch lang dauernde Depolarisation Chemische synaptische Übertragung, erregend und hemmend Synaptische Überträgerstoffe Interaktionen von Synapsen Mechanismus der Freisetzung der Überträgerstoffe, synaptische Bahnung Synaptische Rezeptoren Synaptische Plastizität Elektrische synaptische Übertragung Kontraktionsmechanismen 111 Wolfgang Linke, Gabriele Pfitzer 6.1 Muskelarten und Feinbau der Muskelfasern Molekulare Mechanismen der Kontraktion quergestreifter Muskeln Kontraktionsaktivierung im quergestreiften Muskel..^ Zentralnervöse Kontrolle der Skelettmuskelkraft Skelettmuskelmechanik Energetik der Skelettmuskelkontraktion Bau, Funktion und Kontraktion der glatten Muskulatur Regulation der Kontraktion der glatten Muskulatur II Integrative Leistungen j des Nervensystems j 7 Motorische Systeme 143 Frank Lehmann-Horn 7.1 Kontrolle von Haltung und Bewegung im Überblick Spinale Reflexe Spinale postsynaptische Hemm-Mechanismen Propriospinaler Apparat des Rückenmarks Reflektorische Kontrolle der Körperhaltung im Raum Optimierung von Stützmotorik und Zielbewegungen durch das Kleinhirn Optimierung von Zielbewegungen durch die Basalganglien Funktionelle Organisation der motorischen Rindenfelder 174

3 XVIII 7.9 Bereitschaft und Einstellung zum Handeln Allgemeine Physiologie der Großhirnrinde 184 Niels Birbaumer, Robert F. Schmidt 8.1 Aufbau der Großhirnrinde Analyse der elektrischen und magnetischen Großhirnaktivität Analyse der Großhirntätigkeit mit ereigniskorrelierten Hirnpotenzialen (EKP) Analyse der Großhirntätigkeit mit bildgebenden Verfahren Wachen, Aufmerksamkeit und Schlafen Niels Birbaumer, Robert F. Schmidt 9.1 Zirkadiane Periodik als Grundlage deswach-schlaf-rhythmus Wach-Schlaf-Verhalten des Menschen Physiologische Aufgaben der Schlafstadien Neurobiologie der Aufmerksamkeit Subkortikale Aktivierungssysteme Lernen und Gedächtnis 223 Niels Birbaumer, Robert F. Schmidt Formen von Lernen und Gedächtnis Plastizität des Gehirns und Lernen Zelluläre und molekulare Mechanismen von Lernen und Gedächtnis Neuropsychologie von Lernen und Gedächtnis Motivation und Emotion 239 Wilfrid fänig, Niels Birbaumer 11.1 Emotionen als physiologische Anpassungsreaktionen Zentrale Repräsentationen von Emotionen Freude und Sucht Sexualverhalten Hunger Kognitive Funktionen und Denken 259 Niels Birbaumer, Robert F. Schmidt 12.1 Zerebrale Asymmetrie Neuronale Grundlagen von Kommunikation und Sprache Assoziationsareale des Neokortex: Höhere geistige Funktionen IM Allgemeine und Spezielle Sinnesphysiologie 13 Allgemeine Sinnesphysiologie 273 Hermann O. Handwerker, Martin Schmelz 13.1 Sinnesphysiologie und Wahrnehmungspsychologie Sinnesmodalitäten und Selektivität ^ der Sinnesorgane für adäquate Reizformen Informationsübermittlung in Sensoren und afferenten Neuronen Molekulare Mechanismen dertransduktion Informationsverarbeitung im neuralen Netz Sensorische Schwellen Psychophysische Beziehungen Integrierende Sinnesphysiologie Das somatosensorische System 296 Rolf-Detlef Treede 14.1 Submodalitäten und Bahnsysteme der Somatosensorik Funktionelle Eigenschaften somatosensorischer Neurone Mechanorezeption Propriozeption Thermorezeption Nozizeption Viszerozeption Funktionsprüfungen des somatosensorischen Systems in der Klinik Entwicklung und adulte Plastizität Nozizeption und Schmerz 324 Hans-Georg Schaible, Robert F. Schmidt 15.1 Subjektive Empfindung Schmerz und nozizeptives System Peripheres nozizeptives System» Spinales nozizeptives System Thalamokortikales nozizeptives System und endogene Schmerzkontrollsysteme Klinisch bedeutsame Schmerzen Grundlagen der Schmerztherapie Die Kommunikation des Menschen: Hören und Sprechen 343 Hans-Peter Zenner 16.1 Ohrund Schall Die Schallleitung zum Innenohr Schalltransduktion im Innenohr 350

4 llnhaltsverzeichnis XIX JL Signaltransformation von der Sinneszelle zum Hörnerven 355 Frequenzselektivität:, Grundlage des Sprachverständnisses 355 Informationsübertragung und -Verarbeitung im ZNS.'. 358 Stimme und Sprache Der Gleichgewichtssinn und die Bewegungsund Lageempfindung des Menschen Hans-Peter Zenner Gleichgewichtsorgane im Innenohr 368 Gleichgewichtssinn durch Beschleunigungsmessung 370 Zentrales vestibuläres System Sehen und Augenbewegungen 377 UlfEysel Licht 378 Auge und dioptrischer Apparat 380 Reflektorische Einstellung von Sehschärfe und Pupillenweite 384 Augenbewegungen 386 Netzhaut - Aufbau, Signalaufnahme und Signalverarbeitung 391 Psychophysik der Hell-Dunkel-Wahrnehmung 398 Signalverarbeitung im visuellen System des Gehirns 401 Klinisch-diagnostische Anwendung der elementaren Sehphysiologie 405 Tiefensehen 408 Farbensehen 410 Hirnphysiologische Grundlagen kognitiver visueller Leistungen Geschmack und Geruch 421 Hanns Hatt Bau der Geschmacksorgane und ihre Verschaltung 422 Geschmacksqualitäten und Signalverarbeitung 423 Eigenschaften des Geschmackssinns 427 Aufbau des Riechsystems und seine zentralen Verschaltungen 428 Geruchsdiskriminierung und deren neurophysiologische Grundlagen 431 Funktional wichtige Eigenschaften des Geruchssinns : IV Regulation vegetativer Funktionen Vegetatives Nervensystem Wilfrid Jänig Peripheres vegetatives Nervensystem: Sympathikus und Parasympathikus Transmitter und ihre Rezeptoren in Sympathikus und Parasympathikus Signalübertragung im peripheren Sympathikus und Parasympathikus Darmnervensystem Organisation des vegetativen Nervensystems im Rückenmark Organisation des vegetativen Nervensystems im unteren Hirnstamm Miktion und Defäkation Genitalreflexe.. Hypothalamus Hormone..... Florian Lang, Francois Verrey Allgemeine Aspekte endokriner Regulation.. Hypothalamus und Hypophyse Schilddrüsenhormone.... Pankreashormone... Nebennierenrindenhormone... Reproduktion Wolfgang Wuttke Reproduktionsrelevante Hormone Regulation der Gonadenfunktion beim Mann Regulation der Gonadenfunktion bei der Frau Regulation von Schwangerschaft, Laktation und sexueller Differenzierung Regulation von Pubertät und Menopause t 520 \ V Blut und Immunabwehr j L. _ ,. ~! 23 Blut 523 Wolfgang Jelkmann 23.1 Aufgaben und Zusammensetzung des Blutes Blutplasma Erythrozyten Leukozyten 535

5 XX 23.5 Thrombozyten Blutstillung und -gerinnung Blutgruppen des Menschen Immunsystem 550 Erich Gulbins, Karl S. Lang 24.1 Angeborene Immunität Spezifisches Immunsystem Pathophysiologie des Immunsystem VI Herz und Kreislauf 28.9 Synopsis der lokalen und systemischen Durchblutungsregulation Langfristige Regulationsmechanismen Anpassung des Kreislaufs an wechselnde Bedingungen Lungenkreislauf Spezielle Kreislaufabschnitte Messung von Kreislaufgrößen VII Regulation des Inneren Milieus 25 Herzerregung 565 Hans Michael Piper 25.1 Ruhe und Erregung der Arbeitsmyokardzelle Erregungsbildungs- und -leitungssystem des Herzens Elektrokardiogramm (EKG) Herzmechanik 589 Heinz-Gerd Zimmer 26 j Aufgaben, Bau, Form und Lage des Herzens Kontraktion des Herzens Regulation der Herzfunktion Untersuchung des Herzens Herzhypertrophie und Herzinsuffizienz Herzstoffwechsel und Koronardurchblutung 610 Andreas Deussen 27'.1 Energieumsatz des Myokards Substrate und Stoffwechsel Koronardurchblutung ; Kreislauf 618 Rudi Busse 28.1 Einführung und Strömungsmechanik Eigenschaften der Gefäßwände und arterielle Hämodynamik Niederdrucksystem MikroZirkulation Nerval vermittelte Durchblutungsregulation Komponenten des basalen Gefäßtonus Modulation des Gefäßtonus durch zirkulierende Hormone und vasoaktive Peptide Das Endothel: zentraler Modulator vaskulärer Funktionen Niere... Florian Lang, Armin Kurtz Aufgaben und Bau der Niere.... Durchblutung und glomeruläre Filtration... Transportprozesse im proximalentubulus... Transportprozesse der Henle-Schleife und Harnkonzentrierung.. Transportprozesse im distalen Nephron... Transportdefekte, Wirkung von Diuretika, Urolithiasis Stoffwechsel und biochemische Leistungen der Niere Regulation der Nierenfunktion Renale Hormone Messgrößen der Nierenfunktion Wasser- und Elektrolythaushalt Pontus B. Persson Flüssigkeits- und Elektrolytbilanz Flüssigkeitsräume Regelung der Wasser- und Kochsalzausscheidung Regelung der Wasser- und Kochsalzaufnahme Entgleisung des Wasser-Elektrolyt-Haushaltes Kaliumhaushalt Kalzium-und Phosphathaushalt Florian Lang, Heini Murer Physiologische Bedeutung von Kalziumphosphat... Regulation des Kalziumphosphathaushaltes Knochen..... Störungen des Kalziumphosphathaushaltes.. Magnesiumstoffwechsel..... ' 6R< ? ^q ?

6 i XXI! [_.. il. VIII Atmung * -, - ' 32 Lungenatmung 755 Gerhard Thews, Oliver Thews 32.1 Grundlagen der Atmungsfunktion Ventilation Atmungsmechanik Pulmonaler Gasaustausch Lungenperfusion und Arterialisierung des Blutes Atemregulation 786 Diethelm Wolfgang Richter 33.1 Atemrhythmus Atemzentrum Chemische Kontrolle der Atmung Reflektorische Kontrolle der Atmung Atemgastransport 803 Wolfgang Jelkmann 34.1 Biophysikalische Grundlagen 804 Hämoglobin 805 Transport von O 2 im Blut 807 Transport von CO 2 im Blut 812 Fetaler Gasaustausch Säure-Basen-Haushalt 816 Florian Lang 35.1 Bedeutung und Pufferung des ph Regulation des ph Störungen des Säure-Basen-Haushaltes Der Sauerstoff im Gewebe: Substrat, Signal und Noxe 829 Ulrich Pohl, Jürgen Grote 36.1 Sauerstoffbedarf Sauerstoffversorgung der Gewebe O 2 -Mangelwirkungen Sauerstoff als Signalmolekül Sauerstoff als Noxe..^ f " " ' IX Stoffwechsel, Arbeit, Altern i i.. J 37 Ernährung 847. Hans K. Biesalski 37.1 Nahrungsmittel Makronährstoffe Vitamine Spuren- und Mengenelemente Funktionen des Magen-Darm-Trakts Peter Vaupel 38.1 Allgemeine Grundlagen der gastrointestinalen Funktionen Gastrointestinale Motilität und Sekretion Mundhöhle, Pharynx und Ösophagus Magen Pankreas Leber und Gallensekretion Dünndarm Kolon und Rektum Absorption von Elektrolyten, Wasser, Vitaminen und Eisen Verdauung und Absorption von Nährstoffen Intestinale Schutzmechanismen und Darmbakterien Energie-und Wärmehaushalt, Thermoregulation 906 Pontus B. Persson 39.1 Nährstoffbrennwerte Energieumsatz Körpertemperatur des Menschen Wärmeregulation Wärmebildung, Wärmeabgabe Physiologische und pathophysiologische Veränderungen der Temperaturregulation Sport- und Arbeitsphysiologie 928 UrsBoutellier, Hans-Volkhart Ulmer 40.1 Leistung und Leistungsfähigkeit Energiebereitstellung Aerobe und anaerobe Leistungsfähigkeit Physiologische Anpassungen an körperliche Aktivität Leistungstests Motorisches Lernen und Training Ermüdung, Erschöpfung, Übertraining und Erholung Doping

7 XXII 41 Alter und Altern 953 Thomas von Zglinicki, Thorsten Nikolaus /\ Anhang 41.1 Was ist Altern?., 954 ; i 41.2 Zelluläre und molekulare Ursachen des Alterns 956 Al Tabellen Physiologisches Altern 960 A2 Abkürzungen Organveränderungen im Alter 961 A3 Quellenverzeichnis Funktionsbeeinträchtigung und Krankheit A4 Sachverzeichnis Intervention :