Cytologie: Ist ein Teil der Physiologie. Mensch Organsysteme Organe Gewebe(Histologie,bzw.Gewebelehre) Zelle(Cytologie,bzw.Zellehre) Organellen(sind die Organe der Zellen) Molekülen Atome.

Organe Organsysteme -Bewegungsapparat Muskel, Knochen -innere Organsysteme -Gastrointestinalsystem Magen, Darm -Kardiovasculäres System Herz,Gefäße -endokrines System Schilddrüse,Hypophyse -Respirationssystem Lunge -Urogenitalsystem Harnblase,Eierstock,Hoden -lymphatisches System Thymus, Milz, Mandeln... -Nervensystem Gehirn,Rückenmark,Nerven Sinnesorgane

Gewebe -Epithelgewebe -Bindegewebe -Muskelgewebe -Nervengewebe -Knochengewebe -Knorpelgewebe Stützgewebe Die Zelle ist die kleinste selbständig lebensfähige Funktionseinheit beim Menschen

anorganische Moleküle organische Moleküle -Proteine = Eiweiße -Wasser -Lipide = Fette -Luft -Kohlenhydrate = Zucker -Glas -Nukleinsäuren = Erbgut(DNS, Chromosomen) usw. DNS ist die Abkürzung für Desoxyribonukleinsäure Die lebende Materie enthält organische und anorganische Moleküle und tote Materie als Teil der anorganischen Molekülen z.B. Steine. Atome sind die kleinsten nicht mehr teilbaren Teilchen. organische Moleküle sind Kohlenstoff- Wasserstoffverbindungen Im menschlichen Körper sind das C, H, O, N, S, P. anorganische Moleküle haben meistens kein C-Atom Metalle z.B. Natrium, Kalium, Calzium, Magnesium, Eisen Weitere Atome im menschlichen Körper sind Chlor, Jod, Fluor

Lipide ( Fette ) Triglyceride ( auch Neutralfett, Fettart die in der Natur am häufigsten vorkommt ) bestehen aus 1Alkohol ( im Beisp. Glycol ) und 3 Fettsäuremolekülen.

Proteine ( Eiweiße ) Die Grundbausteine der Proteine sind die Aminosäuren. Im menschlichen Körper kommen 21 verschiedene Aminosäuren vor, davon sind 8 essentielle AS die der Körper nicht selbständig herstellen kann und 13 nicht essentielle AS. Die Proteine setzen sich aus Aminosäureketten ( meistens aus 100-500 AS ) mit beliebiger Reihenfolge zusammen.

Kohlenhydrate ( Zucker ) Monosaccharide = Einfachzucker ( kleinste Zuckermoleküle ) -Glucose = Einfachzucker -Fructose = Fruchtzucker

Disaccharide = Zweifachzucker ( 2 x Monosaccharide ) -Saccharose = Haushaltszucker -Maltose = Malzzucker -Lactose = Milchzucker

Polysaccharide = Vielfachzucker ( X x Monosaccharide ) -Stärke = pflanzlicher Speicherstoff z.B. Getreide, Reis, Kartoffeln -Glycogen = tierischer Speicherstoff z.B. Muskel, Leber

Eigenschaften die allen menschlichen und tierischen Lebens ( Zellen ) gemein sind.

- Fortpflanzung - Wachstum - Tod - Reizbarkeit - Stoffwechsel = Metabolismus

Im menschlichen Körper gibt es ständig einen Auf- und Abbau der Zellen -Katabolismus = Abbau -Anabolismus = Aufbau

Energiegewinnung durch ständigen Abbau von Kohlenhydraten und Lipiden für z.B. Muskelarbeit. Bereitstellung von Baustoffen durch Abbau von Proteinen zu Aminosäuren um damit durch Aufbau körpereigene Substanzen herzustellen.

Prokaryoten Eukarioten -haben die Vorstufe eines Kern´s -haben einen Kern -sind kleiner und haben einen einfachen -sind größer und haben einen komplizierten Aufbau ohne Kern Aufbau mit Zellkern -unterscheiden sich nur noch in Form, Größe und Funktion z.B. Bakterien z.B. Pilze, Pflanzen, Tiere Die Hülle einer Zelle nennt man Cytoplasmamembran und den Zelleib Cytoplasma. Cytosol heißt die Zellflüssigkeit.

Organellen: Zellorganellen:

ohne Membran Mikrotubuli,Mikrofilamente

(sie bilden zusammen das sogenannte Cytoskelett) -Das Cytoskelett bestimmt die Form und stützt die Zelle und besteht aus -Proteinmolekülen.

Ribosomen (freie Ribosomen und Ribosomen am endoplasmatischen Reticulum ER) -sind globulär -bestehen aus einem Protein-Nucleinsäuregemisch -sind zuständig für die Herstellung von Proteinen (Proteinbiosynthese) Freie Ribosomen produzieren Proteine die in der Zelle verbleiben sollen. Ribosomen am ER prod. Proteine die über Bläschen ausgeschleust werden sollen. Dazu müssen sie in Bläschen verpackt werden.

Organellen mit einfacher Membran endoplasmatische Reticulum ER -ohne Ribosomen nennt man glattes ER

-mit Ribosomen nennt man rauhes ER

Funktionen: Das glatte ER -ist zuständig für die Synthese von Membranlipiden.

-ist zuständig für die Speicherung und Bereitstellung von Kalzium das in der Muskulatur benötigt wird.

Das rauhe ER -ist zuständig für die Verpackung von Proteinen in Bläschen.

Der Golgi-Apparat -ist zuständig für die Modifikation von Proteinen -ist zuständig für die Verpackung in Bläschen.

Lysosomen (Verdauungsorgan) -sollen Stoffe durch Enzyme aufbauen, abbauen und umwandeln.

-sind Bläschen oder Vesikel gefüllt mit Verdauungsenzymen. Enzyme sind Proteine, die Stoffwechselreaktionen beschleunigen.

Organellen mit doppelter Membran Nucleus (Kern) -Jede Zelle hat einen Zellkern. In ihm befindet sich das Erbgut.

Mitochondrien -sind das Kraftwerk der Zellen und stellen Energie bereit. Sie haben eine doppelte - Membran. ATP ( Adenosintriphosphat) ist der zentrale Energielieferant der Zelle. - ATP wird beim Energieverbrauch unter Abgabe von Energie abgebaut zu ADP

( Adenosindiphosphat ). ATP ADP + P +Energie, die genutzt wird zur Muskelkontraktion.

Zusammenspiel: Die Ribosomen synthetisieren Proteine. Sie geben dabei die Proteine die sie außen am rauhen ER produziert haben in den Innenraum des ER hinter die Membran und sammelt sie um die Proteine dann mittels Bläschen in Vesikel abzuschnüren und damit zu verpacken. Diese Vesikel wandern in den Golgi-Apparat GA. Die Vesikel verschmelzen mit dem GA, wobei die Proteine in den GA abgegeben werden. Im GA werden die Proteine modifiziert z.B. zu Verdauungsenzymen. Der GA verpackt in diesem Beispiel die Verdauungsenzyme und schnürt sie als Bläschen zu Vesikeln ab. Sie wandern dann als Lysosomen und verschmelzen mit von außen eingetretenen Nährstoffen ( die zuvor ebenfalls über die Cytoplasmamembram als Vesikel verpackt wurden ). Die Verdauungsenzyme bauen Nährstoffe ab.

Zusammensetzung von Cytosol: Cytosol besteht aus -70% - 90% Wasser -Kohlehydraten -Proteinen -Lipiden -elektrisch geladenen Molekylen z.B. negativ geladenen Proteinen -elektrisch geladenen Atomen z.B. Kalium-Ion K+

Aufbau der Cytoplasmamembran ( CPM ): Die CPM als Einheitsmembran ist eine Phospholipidschicht. Fettsäure FS Glycerin FS schematische Phosphat P

G

Zelle außen hydrophob = wasserabweisend lipophob = fettabweisend gemischte Mo

Zelle innen

In der Cytoplasmamembran sind 3 verschiedene Proteine eingelagert. -periphere Proteine } -integrale Proteine } Zellerkennung -Tunnelproteine sie ermöglichen den Transport von Stoffen durch die Membran.

Membraneigenschaften: Sie ist semipermeabel (halbdurchlässig) Kleine Stoffe können die Membran passieren, wie z.B. O² - CO² Moleküle. Stoffe, die die Membran nur mit Hilfe von Tunnelproteinen passieren können sind z.B. große Glucosemoleküle und hydrophile H²O-Moleküle.

Erbsubstanz: Die Erbsubstanz ist gespeichert auf Chromosomen Chromosomensätze: Eine Körperzelle hat 46 diploide Chromatinfilamente, davon 44 Autosomen und 2 Gonoso- men, oder anders ausgedrückt 1-22 Körperchromosomen und Geschlechtschromosom x und y Die Keimzelle (Eizelle, Spermium) hat 23 haploide Chromatinfilamente, 22 Autosomen und 1 Gonosom. Eizelle X Spermium X Eizelle Spermium 22 A 22 A Keimzellen 1 G 1 G X 1. X 2. Y 44 A 2 G 1. XX =

2. XY =

Abweichung der Chromosomenzahl: - Trisomie 21 (Down Syndrom oder Mongoloismus, beim Chromosomenpaar 21 3, statt 2 Chromosomen) -X0 Monosomie (nur ein X-Chromosom) -die Embrionen haben weibliche Geschlechtsmerkmale sind aber nicht lebensfähig -XXY Trisomie -äußerlich kaum auffallende Merkmale und unfruchtbar

Aufbau des DNA-Doppelstrang´s: Chromosomen bestehen aus Nucleinsäuren (DNS oder DNA Desoxyribonucleinsäure) Chromatinfäden haben eine Helixstruktur und sind ein DNA-Doppelstrang

. Der Zucker heißt Desoxyribose. Die Basen der DNA lauten: Adenin + Thymin und Guanin + Cytosin (nur in diesen Kombinationen verbinden sich die Basen)

DNA-Doppelstrang besteht aus abwechselnden Zucker und Phosphatmolekülen

Z....Z P....P Z....Z P....P Z....Z P....P

An den Zucker molekülen hängen die mit den Basen des gegenüberliegenden Verbindung eingehen

Gen: Gene sind die Träger der Erbanlagen. Sie bilden einen von Gen zu Gen unterschiedlich langen Abschnitt der DNA. Allele sind vergleichbare Gene auf homologen Chromosomen z.B. Chromosom 12 für die Augenfarbe. Es gibt homocygote und heterocygote Allele. Homocygote Allele haben gleiche Erbinfor-mationen, während heterocygote Allele ungleiche Erbinformation beinhalten. Es gibt dominante und rezessive Allele. Ein Beispiel: Dann ist das Allel vom Vater das dominante Allel und das von der Mutter da über eine Gen

Mutation: Die Mutation ist eine Veränderung der Erbinformationen z.B. die krankhafte Veränderung Mucoviscidose.

Vater grüne Augen. Mutter braune Augen. Kind grüne Augen.

Z-A......T-Z P..............P Z-T......A-Z P.G C....... .P Z-G......C-Z P..............P

Die Mutation der Gene ist gleichzusetzen mit einem fehlerhaften Tausch der Basen.Wenn anstelle der in diesem Beispiel an dieser Stelle normal befindlichen Thymin-Adeninbasen Verbindung sich fehlerhaft eine Guanin-Cytosin Verbindung einbauen würde, so spricht man von Mutaion.

Mitose/Meiose: Mitosen sind Kernteilungen zur Vermehrung von Körperzellen. Meiosen sind Kernteilungen bei der Entstehung von Keimzellen.

Voraussetzung der Zellteilung: -Kernteilung Voraussetzung für die Kernteilung ist die Verdoppelung des Erbgutes (Chromatinfäden).

.......................

.................

.....................

.................

.................

.................

Interphase Mitose 46 Chromatinfäden 92≅Chromosomen 46 CF

o o o o

o

o

Mitose

Centromer

DNA-Doppelstrang auh Chromatinfaden genannt. 2 DNA-Doppelstränge verbunden am Centromer wird als Chromosom bezeichnet. Chromosomen sind zur Teilung bereite Chromatinfäden mit einem Centromer.

Die 4 Phasen der Mitose: Prophase -die Kernhülle löst sich auf -Aufbau des Spindelapparates SA Metaphase -der SA verbindet sich mit dem Centromer der Chromosomen. -der SA zieht Chromosomen in die Äquatorialebene der Zelle Anaphase -der SA trennt die Chromosomen am Centromer -der SA zieht Chromatinfäden (=getrennte Chromosomen) zu den entgegengesetzten Polen der Zelle, das Centromer wird auseinander gezogen. Telophase -Aufbau der 2 neuen Kernhüllen

Phasen der Meiose: (Kernteilung zur Entstehung von Keimzellen) Das Ziel der Meiose ist die Reduktion des diploiden Chromosomensatzes auf einen haploiden Chromosomensatz CS. 1.) Verdoppelung der Chromatinfäden 2.) 1. Reifeteilung – Trennung der homologen Chromosomen zu einem haploiden CS. 3.) 2. Reifeteilung – Chromosomen werden am Centromer getrennt, es entstehen haploide

Chromatinfäden.

Proteinbiosynthese: Die Basensequenz auf den DNA-Abschnitten wird in eine Aminosäuresequenz übersetzt.

Transscription (abschreiben, kopieren): Die Informationen werden abgeschrieben; Der Ort der Transscription ist der Nucleus. a) Auftrennung der lockeren Bindungen der Basen in dem zu kopierenden Teil. b) mRNA (move RNA) wird gebildet (Kopie) c) Die mRNA wandert durch Kernporen in das Cytosol

Translation (übersetzen) Die Basensequenz der mRNA wird in eine Aminosäuresequenz übersetzt. Der Übersetzer heißt tRNA (transfer RNA); Der Ort der Übersetzung ist das Cytosol. a) Die mRNA verbindet sich mit den Ribosomen b) tRNA`s lagern sich mit ihren Basen an die passenden mRNA- Abschnitte an c) Die Aminosäuren der benachbarten tRNA`s werden zur Aminosäurekette

verknüpft.

Transportprozeß durch die Membran: 1) Bläschentransport mittels Endocytose (Aufnahme) oder Exocytose (Abgabe):

Sehr große Moleküle (Proteine) oder Bakterien werden mit der Endocytose aufgenommen.

Hormon

Tunnelproteine: 1) Kanäle 2) Carrier (Träger ist Glucose) 3) Pumpen (Na+ - K+- Pumpe) Bei Carrier und Pumpen geschieht das Ein- und Ausschleusen über Trägermoleküle. Im Unterschied zu den Carrier wird aber bei den Pumpen Energie dafür benötigt, (ATP→ADP + P) die in den Mitochondrien erzeugt werden muß.

Transportrichtung: 1) passive Transportprozesse ⇒ ohne Energie

Diffusion: Die Diffusion ist die gleichmäßige Verteilung von Teilchen eines Stoffes in einem Raum vom Ort der höheren Konzentration zum Ort der niedrigen Konzentration. Voraussetzung dafür ist ein Konzentrationsgefälle. EZR = extrazellulär IZR = intrazellulär

Zelle

Bakterie

H

Kanäle Carrier Trägermoleküle Pumpen

Na+ EZR CO2 diffundiert durch die Membran Na+ Glu

Glu

Na+

CO2 IZR CO2 Na+

Osmose: Osmose ist der Lösungsmitteltransport

Membransäckchen

durch eine Semipermeable Membran, die zwei Lösungen unterschiedlicher Konzentration voneinander trennt. Die Lösungsmittelteilchen wandern zum Ort der höheren Teilchenkonzentration unter der Voraussetzung, das ein Konzentrationsgefälle vorhanden ist. Die Behälter sind mit Lösungs- mittel ( z.B. Wasser ) gefüllt. → Durch die semipermeable Membran wird ein Konzentra- tionsausgleich durch Diffusion verhindert. Der Ausgleich wird jetzt durch Verdünnung mit dem Lösungsmittel erreicht, also durch Osmose.

Aktive Transportprozesse: → ATP → ADP + P Die Teilchen werden durch Pumpen vom Ort niedriger Konzentration zum Ort hoher Konzentration gepumpt. (Na+ - K+ - Pumpe)

EZF IZF Na+ K+ K+

Na+ K+ Na+

K+

Na+ Na+ K+

EZF IZF Na+ K+ K+

Na+ Na+ K+

K+

Na+ Na+ K+

1) Ionenverteilung einer Nervenzelle in Ruhe. 2) Bei Reizung einer Nervenzelle öffnen sich

Na+ und K+ - Kanäle. Es kommt zur Diffusion. Nach der Reizung wird der Diffusionsvorgang abgebrochen.

3 Nach Reizung der Zelle werden die, durch

ATP ↓

ADP + P

Diffusion gewanderten Ionen unter Energie- verbrauch wieder zurückgepumpt.

Histologie Gewebe: Gewebe ist ein Zellverband mit Zellen gleicher Funktion und gleicher Morphologie

Interzellu

Herz Lunge Bauch

Interzellul

Bindegewebe, Epithelgewebe Muskelgewebe, Nervengewebe Knochen- und Knorpelgewebe

Epithelgewebe: 1) Oberflächenepithel 2) Drüsenepithel 3) Sinnesepithel

Oberflächenepithel: anatomische Eigenschaften 1) Abdeckung, Auskleidung

a) äußerer Oberflächen Bsp. → Epidermis der Haut ( Exoepithelien) → Epithel des Respirationstraktes → Epithel des Gastrointestinaltraktes Die inneren Hohlräume haben in allen Fällen eine Verbindung nach außen. b) innerer (geschlossener) Hohlräume Bsp. → Endothel des Kardiovaskulärsyst. (Endoepithelien) → Mesothel der Pericardhöhle → Mesothel der Pleurahöhle → Mesothel der Peritonealhöhle Pericard = Herzbeutel Pleura = Lungenfell Peritoneum = Bauchfell Mesothel

2) flächenhafter Zellverband mit minimalem Interzellularraum 3) Basalmembran (Abgrenzung des Epithelgewebes zu den darunter liegenden Geweben Basalmembran 4) Keine Gefäße

Keine Nerven

Funktionen: - Barrierefunktion - Sekretionsfunktion - Resorptionsfunktion - Transportfunktion ( z.B. beim Rachen-Nasenraum der Staub aus der Nase)

einschichtig a) Plattenepithel, b) kubisches Epithel, c) Zylinderepithel

OE mehrschichtig a) unverhornt, b) verhornt mehrreihiges Epithel Übergangsepithel 5) Ernährung über Diffusionsvorgänge

einschichtig:

Plattenepithel: a) dünn mit hoher Durchlässigkeit als Abgrenzung von Gewebe zum

Hohlraum. Beispiel Alveolenepithel (Alveole = Lungenbläschen ) Bronchien Trachea 1 Alveole CO2

Über Diffusionsvorgänge tauschen sich die Gase aus. Blutgefäß Interzellularraum = Interstitium Epithelien liegen der Basalmembran auf

kubisches Epithel: (isoprismatisches Epithel) Hohlraum

- sind großvolumig mit vielen Organellen ⇒ Stoffwechsel↑ - Funktion: Synthese von Substanzen - Beisp. exokrines Drüsenepithel (Speicheldrüse)

sondert Sekret ab exokrine Drüse

Zylinderepithel (hochprismatisches Epithel) - sind großvolumig ⇒ hohe Stoffwechselaktivität - Funktion: Synthese von Sekreten, Resorption und Verarbeitung von Stoffen

Höhle des Dünndarms

Beispiele für exokrine Drüsen - Speicheldrüsen, Drüsen im Dünndarm, Nasenschleimhaut - Enterocyten des Dünndarm´s zur Aufnahme von Stoffen Microvilli (Ausstülpung zur Oberflächevergrößerung)

mehrschichtig: mehrschichtiges Plattenepithel unverhornt:

- Funktion: Schutzschicht - Beispiel: Mundhöhle, Pharynx (Rachen), Ösophagus (Speiseröhre)

mehrschichtiges Plattenepithel verhornt: - oberste Schicht ist eine Hornschicht (tote Zellen mit Keratin=Protein) - Funktion: extreme Schutzschicht → mechanischer Schutz Bsp. Epidermis

mehrreihiges Epithel: Alle Zellen sitzen der Basalmembran auf, aber nicht alle erreichen die Oberfläche Bsp. mehrreihiges Flimmerepithel Funktion: Transportfunktion durch Kinocilien Beispiel: Atemwege, Nasenhöhle → Nasenschleimhaut, Trachea

Übergangsepithel: (mehrreihiges Epithel mit zusätzlich aufgelagerten Schichten)

- ist besonders Dehnungsfähig - Funktion: Schutzfunktion - Beispiel: ableitende Harnwege (Harnblase, Harnröhre)

Drüse

Drüsenepithelien: Kubische Epithelzellen oder Zylinderzellen sondern bestimmte Substanzen (Sekrete) ab.

Exokrine Drüsen: Abgabe von Sekreten an Oberflächen (innere und äußere) z.B. an äußeren und inneren Oberflächen der Tränen-, Schweiß-, Pankreas-(Bauchspeichel)drüse.

Endokrine Systeme (mit Fernwirkung): z.B. Blut, Leber..... Sekret: Hormone Schilddrüse, Hypophyse (Hirnanhangdrüse), Epiphyse (Zirbeldrüse).... 1) Art des Sekretes

- seröse Glandulae dünnflüssig, enzymreich, zB. Glandulaparotis (Ohrspeicheldrüse) oder Pankreas für die Abgabe von Enzymen, die für die Verdauung notwendig sind.

- mucöse Drüsen zähflüssig, enzymarm z.B. Glandula palatina (hintere Zungendrüse)

- gemischte Drüsen enthalten seröse und mucöse Zellen ⇒ zähflüssig und enzymreich z. B. Glandula submandibulavis = Unterkiefer Glandula sublingualis = Unterzungendrüse

2) Lage der Drüsenzellen - endoepitheliale Drüsen - exoepitheliale Drüsen

Zylinderepithel Schleimproduzierend Flimmerepithel Magenlumen HCL BM BM ↑ Becherzelle für Schleimproduktion

- extraepitheliale Drüsen Magengrübchen

für HCL-Produktion

lockeres Bindegewebe z.B. Pancreas und Leber

Sinnesepithelien: Epithelzellen mit Funktion Reizaufnahme

z.B. Mechanorezeptoren der Haut (Druck, Vibration....) - Thermorezeptoren der Haut (Wärme, Kälte) - Nozizeptoren (Schmerz) - Photozellen auf der Netzhaut (Licht...) - Geschmacksknospen der Zunge (süß, sauer,....) - Haarzellen im Ohr (Aufnahme von Schallreizen oder Gleichgewicht)

Bindegewebe: BG-Zellen Bindegewebe Grundsubstanz (H2O, Ionen, Lipide, KH., Proteine) Interzellularsubstanzen Fasern

Fasern: Kollagenfasern:⇒ zugfest

Kollagenfilam

Kollagenfilament

Elastinfilamente

Protein: Kollagen Struktur: parallel reticuläre Fasern: Protein: Kollagen Struktur: netzartig Elastinfasern:⇒ elastisch Protein: Elastin Struktur: netzartig

BG- Zellen: Synthese der Interzellularsubstanzen

Mesenchymgewebe: Zellen: Mesenchymgewebe → undifferenziert Fasern: keine ! Bsp. Embryo ⇒ Embryonales BG ⇒ Vorläufergewebe für alle BG- Arten, Knorpel-, Knochen-, Muskelgewebe

reticuläre BG: Zellen: Reticulumzellen Fasern: reticuläre Fasern Bsp. Knochenmark Besonderheit: freie Zellen ⇒ können aus-, und einwandern, freie Zellen =Leukocyten =weiße Blutkörperchen Funktion: Immunabwehr

Fettgewebe: Zellen: Fettzellen ⇒ Reticulumzellen, die Fett eingelagert haben Fasern: reticuläre Fasern

weißes Fettgewebe - Baufett: Bsp. gelbes KM, (Niere, Augapfel, zum Erhalt der Organlage)

Ellbogen zur Pufferfunktion - Speicherfett: ⇒ Energiespeicher → in der Unterhaut

braunes Fettgewebe (nur bei Säuglingen) - Energie des Fettes wird nicht auf ATP übertragen, sondern in Wärme

umgewandelt

lockeres BG: Zellen: Fibrocyten(inaktiv), Fibroblasten(aktiv) Fasern: Kollagenfasern Elastinfasern netzartig Besonderheit: ⇒ Immunabwehr, Leukocyten sind zu 5% im Blut und 95% in lymphatischen Organen, KM und lockerem BG Bsp. Stratum Osteogenicum, Membrana synoviale der Gelenkkapsel und Muskelparenchym

straffes BG: parallelfaserig Zellen: Fibrocyten, Fibroblasten Fasern: Kollagenfasern Bsp. Stratum fibrosum des Periost, Sehnen, Syndesmosen, Bänder, ....

straffes BG: netzartig Zellen: Fibrocyten, Fibroblasten Fasern: Kollagenfasern, Elastinfasern (netzartig) Bsp. Fascien der Muskulatur

elastisches BG: Zellen: Fibrocyten,Fibroblasten Fasern: Elastinfasern (parallel) Bsp. Lunge

Knorpelgewebe: Entwicklung aus dem Mesenchym, Mesenchymzellen → Chondroblasten (bauen) ⇒ synthetisieren Interzellularsubstanzen

Aufbau des reifen Knorpels: Zellen: Chondrocyten Interzellularsubstanz: Wasser, Lipide, KH, v.a. Proteine, Ionen, (Fasern) Es gibt 3 Knorpelarten:

Faserknorpel: Grundsubstanz: amorph Fasern: Kollagenfasern parallel Eigenschaften: zugfest Bsp.: Symphysen (Symphysis pubica), Disci, Menisci

elastischer Knorpel: (sehr selten) Grundsubstanz: amorph Fasern: Elastinfasern Eigenschaften: zug-, und biegeelastisch Bsp.: Ohrmuschel

hyaliner Knorpel: (häufig) Grundsubstanz: wässerig Fasern: keine Eigenschaften: druckelastisch Bsp. Gelenkkapsel Cartilago Articularis, Wachstumsfugen (Epiphysenfugen) Synchrondrosis manubriosternales, Rippenknorpel, Knorpelspange der Trachea Knorpel ist umgeben vom Perichondrium (Knorpelhaut) mit Ausnahme des Gelenkknorpels. Das Perichondrium besteht aus 2 Schichten: a) Stratum cellulare aus lockerem Bindegewebe b) Stratum fibrosum aus straffem Bindegewebe

Ernährung des Knorpels: Der Knorpel besitzt keine Gefäße und Nerven. Gelenkknorpel ernährt sich über die Synovia, der allg. Knorpel über das Stratum cellulare des Perichondriums.

Wachstum des Knorpels: interstitielle Wachstum: (von innen), Chondroblasten teilen sich durch Mitose

→ Phase der Knorpelbildung mit einer Epiphysenfuge während des Längenwachstums. Der Knochen bildet sich aufgrund der Verknöcherung von Knorpel.

apositionelles Wachstum: (durch Auflagerung) a) mitotische Teilung der Zellen des Stratum cellulare b) die Zellen des Stratum cellulare differenzieren sich zu Chondroblasten

→ Wachstum nach Abschluß der Knorpelbildung ⇒ Regeneration und Anpassung z.B. Discus im Kiefer

Knorpel mit Stratum cellulare und Stratum fibrosum

Stratum fibrosum Stratum cellulare Knorpel

Knorpel

Gelenkknorpel hat kein Perichondrium und ist deshalb vom apositionellen Wachstum ausgeschlossen. Knorpel ist bradytroph! (bradytrophes Gewebe ⇒ Gewebe mit wenig Stoffwechsel)

Altersveränderung des Knorpels: 1) Abnahme des H2O – Gehaltes 2) Ossifikation = Verknöcherung (manubriosternales)

Ossifikation: (Verknöcherung) desmale Ossifikation: (direkte Ossifikation)

Mesenchymzellen → Osteoblasten (Knochenbildende Zellen) z.B. Clavicula

chondrale Ossifikation: (indirekte Ossifikation) Mesenchymgewebe → hyaliner Knorpel → Knochengewebe (Chondroklasten bauen Knorpel ab, gleichzeitig bauen Osteoblasten Knochen auf)

Anmerkung: ....klasten kauen (bauen ab), ....blasten bauen auf

Knochengewebe: Osteocyten (zur Ruhe gesetzte Knochenzellen) Interzellularsubstanz der Zellen: 35% organischer Substanz 65% anorganischer Subst. - Kollagenfasern (Proteine) - 85% Calciumphosphat - Zucker-Eiweiß-Moleküle (machen die Eigenschaft - Grundsubstanz des Knochens aus, zugfest druckfest, biegestabil)

Knochenarten: Geflechtknochen:

- Kollagenfasern ungeordnet → netzartig - viele Osteoblasten - geringer Anteil an anorgan. Substanzen (ca. 55%) ⇒ frischer, neu gebildeter Knochen (bei Kindern, oder nach einer Fraktur)

Lamellenknochen: - Kollagenfasern parallel - Osteocyten - anorgan. Substanz (ca. 65%) ⇒ ausgereifter fertiger Knochen

Aufbau des Knochens: Die Osteoklasten bauen Geflechtknochen ab, die Osteoblasten bauen Lamellenknochen auf Substantia compakta Osteon Eine Schicht (Lamelle) Speziallamellen Generallamellen (in Ihnen laufen Nerven und Gefäße) Schaltlamellen

Durch ständig wechselnde Richtung der parallelen

Kollagenfasern ensteht die hohe Festigkeit Haver`scher Kanal In Ihnen verlaufen Nerven und Gefäße Ein Osteon besteht aus einem Haver`schen Kanal und Generallamellen

Knochenwachstum: 1) interstitielles Wachstum mit chondraler 2) apositionelles Wachstum mit desmaler

Ossifikation ⇒ Längenwachstum des Ossifikation, z.B. Dickenwachstum Röhrenknochens

a) Mitotische Teilung der Fibrocyten des Stratum Osteogenicums

b) Desmale Ossifikation Geflechtknochen → Lamellenknochen

a) Mitotische Teilung der Chondrocyten in der Epiphysenfuge

b) Chondrale Ossifikation Geflechtknochen → Lamellenknochen

Frakturheilung: 1) Bindegewebsartiger Callus (durch mitotische Teilung) wächst aus dem Stratum

Osteogenicum 2) Desmale Ossifikation Geflechtknochen → Lamellenknochen

Altersveränderung: Knochen von Neugeborenen → 50% organische Subst. ⇒ Knochen biegsamer Knochen älterer Menschen → 70% anorganische Subst. ⇒ Knochen brüchig Im Alter nehmen sowohl die organ. als auch die anorgan. Substanzen ab. Außerdem kommt es zu einer prozentualen Verschiebung der Anteile von anorganischen und organischen Substan-zen.

Muskelgewebe: Muskelfasertypen: quergestreifte Skelettmuskulatur:

Struktur: langgestreckte Faser quergestreift → kontraktile Proteinfilamente (Aktin, Myosin) sind hochstruktuiert angeordnet Eigenschaft: a) schnelle Kontraktion und Erschlaffung b) nicht ausdauernd c) willkürlich innerviert / motorisches Nervensystem

quergestreifte Herzmuskulatur: Struktur: kurze verzweigte Zellen unregelmäßig quergestreift → A, M, sind hochstruktuiert angeordnet aber die Zellen sind verzweigt Eigenschaft: a) schnelle Kontraktion und Erschlaffung b) ausdauernd c) unwillkürlich innerviert / vegetatives Nervensystem

glatte Eingeweidemuskulatur: Struktur: kurze unverzweigte Zellen glatt ohne Streifung → A, M liegen ungeordnet Eigenschaft: a) schnelle Kontraktion und Erschlaffung b) ausdauernd

c) unwillkürlich innerviert / vegetatives Nervensystem

Autorythmie des Herzens: → 60 – 80 Schläge/min., Anpassung an wechselnde Bedingungen durch das veg. NS

Skelettmuskelfaser: Länge: 1-15 cm → durch Verschmelzung mehrerer Zellen (Syncytum) ⇒ viele Zellkerne Membransysteme: - glatte ER → SR = Sarkoplasmatisches Reticulum ( Sarkolemm → Cytoplasmamembran der Muskelfaser, Sarkoplasma → Cytoplasma d. MZ) 1) ⇒ L-System = longitudinales System

Fkt: Ca2+-Speicherung

2) ⇒ T-System = transversales System Fkt: Ausbreitung des Reizes bis ins innere einer Muskelfaser Nerven-

3) Myofibrillen synapse ⇒ kontraktile Einheiten einer Muskelfaser ⇒ Bündel von Aktin und Myosin (kontraktile Proteinfilamente)

I –Bande A – Bande H – Zone

Sarkomer

Aktin Myosin

H – Zone

Sarkomer

I – Bande

A – Bande Faserverlauf

Struktur der Aktin – Myosinfilamente: Aktin: (dünnes Filament) Untereinheit: globuläres Protein Filament: Proteinfaden

Myosin: (dickes Filament) Kopf (globuläres Protein) Untereinheit: Schwanz Hals Filament: M – Linie

Filamentgleitmechanismus: (Querbrückenzyklus) entspannter Zustand:

Aktin und Myosin haben keinen Kontakt

Kontraktion: a) Myosinhälse knicken ab ⇒ Myosin – Köpfe docken am Aktin an b) Myosinköpfe knicken ab ⇒ Aktin gleitet am Myosin vorbei

Entspannung: Köpfe lassen los ⇒ Aktin und Myosin sind wieder im urspr. Zustand

Bild 1 Ruhestellung: Am Myosinköpfchen ist ein ATP gebunden. Der Troponin-, Tropomyosinkomplex ist so um das Aktinfilament gewunden, daß die Myosinköpfchen nicht am Aktin anbinden können. Bild 2 Eintreffen eines Reizes: Der Reiz gelangt über das T-System an das innere der Muskelfaser. Er löst am L-System ein Ca2+-Molekül aus, was in das Cytosol abgegeben wird. Das Calcium bindet an das Troponin. Der Troponin-Tropomyosinkomplex verliert durch die Bindung von Calcium aufgrund von Verschiebung seine Hemmende Wirkung auf die Aktin- Myosin-Verbindung. Die Myosinhälse knicken ab und die Myosinköpfchen docken am Aktin an. Durch den Kontakt der Myosinköpfchen zum Aktin, wird ATP zu ADP + P gespalten, dabei wird Energie (Bindungsenergie) frei. Bild 3 Phase I des Filamentgleitens: Das Phosphatmolekül wird vom Köpfchen abgespalten. Durch diese Abspaltung knickt das Köpfchen erstmals um 40° ab. Bild 4 Phase II des Filamentgleitens: Die Abspaltung vom ADP-Molekül bewirkt ein weiteres abknicken um 5° des Myosinköpfchens. Bilder 5+6 Weichmacherwirkung des ATP Ein ATP-Molekül bindet sich an das Myosinköpfchen. Dadurch nehmen das Myosinköpfchen und der Hals die ursprüngliche Stellung ein. Ist jetzt noch genügend Calcium im Cytosol enthalten, würde der Muskel erneut kontrahieren (Muskelkrampf). Während der Kontraktion wird Ca in das L-System zurückgepumpt.

Stabiler Rigor-Komplex: → Myosinköpfchen sind in Endstellung ⇒ Muskel ohne ATP kontrahiert Die Totenstarre setzt ein, weil der stabile Rigorkomplex nicht mehr gelöst werden kann. Der Vorgang geschieht verzögert, weil zunächst noch genügend ATP vorhanden ist. Die Totenstarre löst sich durch beginnende Autolyse aufgrund der durch Lysosomen abgegebenen Enzyme auf. Der Muskel wird unter Last nicht auseinander gezogen, weil der Vorgang der Kontraktion in den einzelnen Sarkomeren nicht gleichzeitig, sondern in zeitlicher Folge abwechselnd passiert.

Aktive und passive Insuffizienz: Aktive Insuffizienz: Die Myosinfilamente stoßen an die Z-Scheiben.

Optimales Dehnen: Alle Myosinköpfchen haben mit dem Aktin noch kontakt

Passive Insuffizienz:

Bei der passiven Insuffizienz haben einige Myosinköpfchen den Kontakt mit dem Aktin verloren.

Überdehnung: Aktin und Myosin haben keinen Kontakt mehr. Muskel ⇒ Muskelgewebe → kontraktile Einheit (A+M): Sehnen, lockeres BG und Fascien sind Bindegewebige Bestandteile der Muskulatur. Bindegewebe Serienelastische Einheit Parallelelastische Einheit (Sehnen) (lockeres BG, Fascie) Kontraktile Einheit (A+M)

Dehnung: 1) optimale Dehnung von Aktin und Myosin 2) Dehnung der elastischen Einheiten Die Serienelastischen Elemente werden bei Dehnung angenähert. Somit werden bei Kontraktion die Kräfte der kontraktilen Einheit mit denen der Serienelastischen Einheit addiert.

Isometrische und Isotonische Kontraktion:

Isometrische Kontraktion: - kontraktile Einheit kontrahiert und verkürzt

Isometrisch Isotonisch

- elastische Einheit wird gedehnt - ⇒ Gesamtlänge bleibt gleich

Isotonische Kontraktion: - kontraktile Einheit kontrahiert und verkürzt - elastische Einheit wird nicht gedehnt - ⇒ elastische Einheit behält gleichen Spannungszustand - ⇒ Gesamtlänge verkürzt sich

Brusthöhle (Cavitas thoracis): Lage:

- wird begrenzt von der BWS, Costae, Sternum, Diaphragma → muskulös Organe der Cavitas thoracis:

- Pulmones (Lungen) - Cor (Herz) incl. Gefäßen - Trachea (Luftröhre) - Ösophagus (Speiseröhre)

Das Herz: - liegt innerhalb des Mediastinums ( Mittelfellraum =Raum zwischen den beiden

Lungenflügeln) - Linksverschoben - Herzspitze unten – links – vorne - Herzbasis oben – rechts – hinten

Pulmones: - lateral

Sternum: - ventral

Trachea/Ösophagus:

- dorsal Diaphragma:

- caudal

Das Herz: Größe des Herzens:

- Das Herz ist Faustgroß mit einem Gewicht von 200 – 300 g und einem Volumen von - 500 - 900 ml.

Herzwand: - Endocard (einschichtiges Epithel innen,

lockeres BG außen ) Endocard Serosa visceralis

Serosa parietalis

Pericardhöhle Pericardium fibrosum

Diaphragm

Myocard - kurze verzweigte Zelle - die End zu End Verbindungen

bezeichnet man mit Glanzstreifen (Haftstellen für Zellen und Aktinfilamente)

- Herzmuskel ist ausdauernd → jede Zelle wird von einem eigenen Kappilargefäß versorgt.

- Bei den Herzzellen ist keine Regeneration möglich

Pericard: - Pericardium serosum

- Serosa visceralis → einschichtiges Epithel - Serosa parietalis → lockeres BG

- Pericardhöhle (gefüllt mit Herzbeutelflüssigkeit als Pufferflüssigkeit zur Reibungsver-minderung

- Pericardium fibrosum - elastisches BG verwachsen mit dem Diaphragma

Anmerkung: - Serosa visceralis = Epicard - Serosa parietalis - Pericardium fibrosum = Pericard

Kammersystem des Herzens: 4 Kammern

- 2 Vorhöfe: Atrium sinistrum, Atrium dextrum - 2 Hauptkammern: Ventriculus sinister, Ventriculus dexter

Myocard: Atrium sinistrum/dextrum = dünn Ventriculus sinister/dexter = dick (links > rechts) Septum cardiale (Herzscheidewand) → rechtes Herz = Atrium dextrum/Ventriculus dexter ⇒ keine direkte Verbindung → linkes Herz = Atrium sinistrum/ Ventriculus sinister zwischen linkem und rechtem Herz

Gewebe vom Myocard und Endocard: Herzskelett: straffe BG – Platte, die das Myocard der Vorhöfe und Ventrikel trennt Funktion: Stabilisation, Formgebung und Trennung der Reizleitung zwischen Vorhöfen und Ventrikeln

Herzohren: Auriculus dexter/sinister ⇒ nach außen verlagerte Ausstülpungen der Vorhöfe

Funktion des Herzens: → sorgt für die ständige Circulation des Blutes im gesamten Körper durch saugen und pumpen des Blutes. 1.) Versorgung des Körpers mit Nährstoffen und O2, Abtransport von Abfallprodukten und CO2 2.) Diastole: Entspannung des Myocards ⇒ Saugen

Systole: Kontraktion des Myocards ⇒ Pumpen Schlagvolumen: 70 ml / Ventrikel Schlagfrequenz: 60 – 80 Schläge/min. Schlagminutenvolumen (HMV):5 L /min./Ventrikel

Blutfluß im Herzen: „2 Herzen“ ⇒ 2 Kreisläufe

R L

Schematisch Diastole Diastole Körper Lunge

Anm: rechtes und linkes Herz pumpen zur gleichen Zeit (Systole)

Systole: rechtes Herz: rechter Ventrikel pumpt O2 –armes Blut über den Truncus pulmonales und die Aorta pulmonales in die Lunge. linkes Herz: linker Ventrikel pumpt O2 –reiches Blut über die Aorta ascendens zu den Organen

Diastole: rechtes Herz: saugt O2 –armes Blut über die Vena cava superior/inferior in den rechten Vorhof → Ventrikel linkes Herz: saugt O2 –reiches Blut über die Vv.pulmonales in den linken Vorhof, weiter in den linken Ventrikel

Eingänge/Ausgänge der Kammern: rechter Vorhof: 2 Eingänge (V.cava superior, V.cava inferior), 1 Ausgang (rechter Ventrikel) ⇒ Klappen

rechter Ventrikel: 1 Ausgang (Truncus pulmonalis) ⇒ Klappe

linker Vorhof: je 2 Eingänge (rechte/linke V.pulmonalis), 1 Ausgang (linker Ventrikel) ⇒ Klappe

linker Ventrikel: 1 Ausgang (Aorta ascendens) ⇒ Klappen

Herzklappen: Funktion: Die Herzklappen bestimmen die Fließrichtung.

Ventrikel/AT(Aorta, Truncus): Sie ermöglichen den Auswurf des Blutes während der Systole und verhindern den Rückfluß während der Diastole. Systole

Druck von A/T schließt A/T die

Taschenklappen V

Diastole A/

V

Taschenklappen: T a) rechts: Pulmonalklappen

b) links: Aortenklappe

Vorhöfe/Ventrikel: Während der Diastole ermöglichen diese Klappen ein Füllen der Ventrikel, während der Systole verhindern sie den Rückfluß in die Vorhöfe.

AV (Atrium-Ventrikel) – Klappen (Segelklappen):

a) rechts: Trikuspidalklappe (Cuspis = Segel) b) links: Bikuspidalklappe (Mitralklappe) Die Muskeln der Klappen heißen M.m. papillares. Sie sind über die Chorda tendinae mit den Muskeln verbunden. Damit die Klappen während der Systole nicht in den Vorhof umschlagen, verhindern das die M.m. papillares ber die Chorda tendinae. Diastole: AV-Klappen offen TK zu Systole: AV-Klappen zu TK offen

Diastole Herzskelett

Ventilebenenmechanismus: Ebene des Herzskeletts und der daran befestigten Klappen. Das Herzskelett und die Klappen bestehen aus straffem BG. Verschiebung der Ventilebene in Richtung Herzspitze. Vorteil: Während der Systole wird der Vorhof

bereits mit Blut gefüllt. Verschiebung der Ventilebene in Richtung Herzbasis. Vorteil: Während der Diastole wird das Blut aus den Vorhöfen in die Ventrikel gepreßt (zusätzlich zum Sog der Ventrikel) Herzzyklus: Frequenz ca. 60 – 80 Akt./min Dauer 0,8 – 1s

- Systole: 300 ms - Diastole: 500 ms

S. papillares

M.m

og

Systole Herzskelett Druck M.m. papillares

Phasen des Herzens: Phase I: Ventrikel - Anspannungsphase (Isovolumetrische Kontraktion) Phase II: Ventrikel – Auswurfphase Phase III: Ventrikel – Entspannungsphase Phase IV: Füllungsphase Phase V: Vorhofsystole I: TK – zu, AV – schließen II: TK – öffnen, AV – zu III: TK – schließen, AV – zu IV: TK – zu, AV – öffnen V: TK - zu, AV – offen I: 1.) Ventrikel kontrahiert 2.) TK bleiben zu (PAorta > PVentrikel) 3.) AV (PVentrikel > PVorhof) schließen 4.) VBlut Ventrikel konstant (alle Klappen zu)

III: 1.) TK schließen (PAorta > PVentrikel) 2.) AV bleiben zu(PVentrikel > PVorhof) 3.) PVentrikel nimmt ab 4.) Ventrikel entspannt

V: 1.) Vorhofmyocard kontrahiert 2.) Druck im Vorhof steigt an 3.) AV bleiben offen (PVentrikel < PVorhof) 4.) TK bleiben zu (PAorta > PVentrikel) 5.) Ventrikel füllt sich um weitere 20%

II: 1.) Ventrikel kontrahiert weiter 2.)TK öffnen (PAorta < PVentrikel) 3.) AV bleiben zu (PVentrikel > PVorhof) 4.) PVentrikel max wird erreicht 5.) VBlut Ventrikel nimmt um 70 ml ab (Auswurf) IV: 1.) AV öffnet (PVentrikel < PVorhof) 2.) Ventrikel füllt sich bis 80% 3.) TK bleiben zu (PAorta > PVentrikel)

Verlauf von Druck und Volumen im Ventrikel:

Verlauf von Druck und Volumen im Ventrikel bzw. Druck in Aorta und Vorhof P/V 120ml 120mmHg Druck Aorta

Volumen II.2 III.1

Druck Ventrikel I.3 IV.1

I II III IV V t

Druck Vorhof

Herztöne und Herzgeräusche: Am gesunden Herzen lassen sich 2 Herztöne auskultieren (abhorchen mit einem Stethoskop)

Erster Herzton (Anspannungston): Den ersten Ton hört man in der Anspannungsphase der Systole. Das Kammermyokard zieht sich ruckartig zusammen. Das Blut in den Kammern gerät in Schwingungen, die zum Brustkorb fortgeleitet werden.

Zweiter Herzton: Er kommt durch das „Zuschlagen“ der Aorten- und Pulmonalklappen zustande und kennzeichnet das Ende der Systole

Autonomie/Autorythmie des Herzens:

AV-Knoten

Sinus-Knoten Hiss`sche-Bündel

Tawara-Schenkel

Purkinje-Fasern

Das Herz erzeugt selbständig Reize, die es zur Kontraktion anregen. 2 Muskelfasertypen im Herzen: 1.) Arbeitsmyocard → Kontraktion 2.) Schrittmacherzellen → Erzeugung

eines Reizes Lage der Schrittmacherzellen: a) Sinus – Knoten

60 – 80 Reize/min Die Reizleitung geht vom Sinus – Knoten des rechten Vorhofs im Bereich der V. cava sup. zum linken Vorhof. Die Reizleitung wird durch das Herzskelett unterbrochen

b) AV – Knoten 40 – 60 Reize/min Der AV – Knoten liegt in der Herzscheidewand am Boden. Die Reize des AV – Knoten werden vom Sinus – Knoten überlagert. Bei Ausfall des Sinus – Knotens übernimmt der AV – Knoten die Schrittmacherfunktion des Herzens. Der AV – Knoten nimmt die Reize des Sinus – Knotens auf und gibt sie verzögert auf das Hiss`sche Bündel. Der Sinn dieser verzögerten Reizübertragung ist der komplette Abschluß der Vorhofsystole, bevor der Ventrikel kontrahiert.

c) Hiss`sches Bündel 20 – 40 Reize/min Die Hiss`schen Bündel reichen vom AV – Knoten bis zur oberen Spitze des Septums. Das HB ist die einzige Reizleitungsverbindung zwischen Vorhof und Ventrikel.

d) Tawara – Schenkel < 20 – 40 Reize/min - Crura dextrum - Crura sinistrum vorne + hinten Der TS verläuft und leitet die Reize von der Herzbasis zur Herzspitze innerhalb des Septums, damit dort die Kontraktion eingeleitet wird und somit das Blut von der Herzspitze zur Basis und weiter zu den Klappen transportiert wird.

e) Purkinje – Fasern < 20 – 40 Reize/min Die PF verzweigen sich im Myocard von der Herzspitze zur Herzbasis und übertragen die Reize auf dasMyocard.

Alles oder Nichts – Prinzip: Jeder Reiz des SK führt zur vollen Kontraktion des Myocards von gleicher Dauer und Stärke.

Refraktärzeit des Myocards: - absolute Refraktärzeit

das Myocard kann auch durch Reize mit erhöhter Intensität nicht gereizt werden - relative Refraktärzeit

ein Reiz „normaler“ Intensität löst keine Kontraktion aus. Nur ein verstärkter Reiz führt zu einer Kontraktion

Die Herzmuskulatur hat eine sehr lange Refraktärzeit. Vorteil: Die Gefahr des Verkrampfens ist normalerweise nicht vorhanden.

Hierarchie des Reizleitungszentrums: - Sinusknoten: 60 – 80 Akt./min - AV – Knoten: 40 – 60 Akt./min - Hiss´sche Bündel: 20 – 40 Akt./min - Tawara – Schenkel: Purkinje Fasern: Störung der Erregungsausbreitung: Reizleitungsblöcke: AV – Block 1. Grades: → stärker verzögerte Reizweiterleitung ⇒ verspätete/verzögerte Ventrikelkontraktion AV – Block 2. Grades: → nur manchmal werden Reize weitergeleitet AV – Block 3. Grades: → keine Reizweiterleitung (Herz schlägt im Tawara – Rythmus) Ektope/heterotope Erregungsbildung: Ein zusätzliches Zentrum erzeugt Reize a) Extrasystolen b) Herzflimmern c) Herzflattern Supraventrikuläre Extrasystolen: → zusätzlicher Reiz im Vorhof. Dieser unterbricht den Reizaufbau im SK. Der Reiz des SK, der zur Kontraktion führt kommt verzögert. Ventrikuläre Extrasystole: führt zu Kontraktionen auch vor Eintreffen des normalen Reizes. Der Reiz vom SK liegt dann in der Refraktärzeit. Die Folgen sind Herzrythmusstörungen. Vorhoftachycardien: Vorhofflattern: 220 – 250 Akt./min Vorhofflimmern: 350 – 600 Akt./min ⇒ Herzrythmusstörungen Kammertachycardien: Kammerflattern: 200 – 250 Akt./min Kammerflimmern: > 250 Akt./min Herzrythmusstörungen haben zur Folge, daß das HMV gesenkt wird. EKG: (Spiegelbild der Erregungsleitung im Herzen) P – Welle: Ausbreitung des Reizes vom SK im Vorhof P – Q Strecke: Verzögerungszeit am AV – Knoten QRS – Komplex: Reizleitung vom AV – Knoten bis zum Myocard ST – Strecke: Myocardkontraktion T – Welle: Erregungsrückbildung im Ventrikel (Refraktärzeit)

Intracardialer Anpassungsmechanismus: Frank – Starling – Mechanismus Ursache: Vordehnung des Myocards durch erhöhtes enddiastolisches Volumen Vorlast → erhöhtes venöses Blutangebot durch Wechsel der Lage, z.B. vom Liegen in den aufrechten Stand. Nachlast → erhöhter arterieller Widerstand durch Wechsel der Lage, z.B. Arme heben. Dabei fließt das Blut der Arterien zurück, es wird weniger Blut aus dem Herzen ausgeworfen. Folge: Das Herz ist dilatiert (vorgedehnt) und hat dadurch eine erhöhte Auswurfmenge. Extracardiale Anpassungsmechanismen: Regulation durch das vegetative Nervensystem Sympathicus: Nn. cardiaci, Parasympathicus: N. vagus (10.) Frequenz: Chronotropie → Sinus – Knoten Reizleitungsgeschwindigkeit: Dromotropie → AV – Knoten (Verzögerungszeit wird verkürzt) Kontraktionskraft: Inotropie → Arbeitsmyocard Sympathicus: positiv dromotrop Parasympathicus: negativ dromotrop positiv inotrop negativ inotrop (nur Vorhof) positiv chronotrop negativ chronotrop

Blutversorgung des Herzens: arterielle Versorgung:2 Koronararterien → A. coronaria sinistra → A. coronaria dextra A. coronaria sinistra versorgt:

linken Vorhof linke Kammer Septum cardiale 80% abzweigend von der Aorta A. coronaria dextra versorgt:

rechten Vorhof Rechten Ventrikel 20%

venöse Gefäße: viele kleine venöse Sammelgefäße → Sinus coronarius → Atrium dextrum Die Durchblutung des Myocards erfolgt mit 250 ml/min ≈ 5% des HMV`s

Gefäße: Arterien:

- elastische Arterien (Windkesselgefäße) → herznah - muskulöse Arterien (Widerstandsgefäße) → herzfern

Arteriolen Kapillaren (Austauschgefäße) Venolen Venen (Sammelgefäße)

Aufbau der Arterien: Intima:

- Endothel (einschichtiges Plattenepithel) - elast. BG (Tunica elastica interna)

Media: - Tunica muscularis (glatte Eingeweidemuskulatur) - Tunica elastica externa

Adventitia: - straffes BG

elastische Arterien: elast. Fasern ↑, muskul. Fasern ↓ muskuläre Arterien: muskul. Fasern ↑, elast. Fasern ↓ elastische Arterien Arteriolen haben 3 dünnere Schichten Kapillaren bestehen aus einschichtigem Plattenepithel

Windkesselfunktion: Der vom Herzen während der Systole ruckartig ausgeworfene Blutstrom dehnt die elastischen herznahen Gefäße auf, die dann während der Diastole für einen Blutstrom und damit zur Aufrechterhaltung des Blutdrucks sorgen.

Sysstole

Diastole

Aufbau der Venen: Pulswelle

Intima: - Endothel (einschichtiges Plattenepithel) mit Venenklappen

Media: - Tunica muscularis (glatte Eingeweidemuskulatur)

Adventitia: - straffes BG

Venen haben ein wesentlich größeres Lumen als Arterien

Blutfluß: Herz: Druck – Saug – Pumpe

Systole: (Herz pumpt Blut in die Arterien) Herz pumpt diskontinuierlich, Windkesselfunktion der elastischen Arterien ⇒ diskontinuierlichem Pumpen → kontinuierlicher Blutstrom

Diastole: (Herz saugt Blut aus den Venen)

Mechanismus des venösen Rückflusses:

Muskelpumpe: - Muskelkontraktion ⇒ Kompression der Gefäße ⇒ Rückfluß zum Herzen

Inspiration: a) Thorax weitet sich und das Diaphragma senkt sich ⇒ Unterdruck in der Cavitas thoracis

⇒ Venen werden geweitet ⇒ Sogwirkung in den Venen b) Diaphragma senkt sich ⇒ Überdruck in der Cavitas abdominalis ⇒ V. abdominalis wird komprimiert ⇒ Blut fließt zum Herzen (Venenklappen)

Ventilebenenmechanismus bei der Systole: Verschiebung der Ventilebene Richt. Herzspitze ⇒ Sogwirkung in den Vorhöfen ⇒ Blut wird aus den Venen gesogen ⇒ kontinuierlicher Blutfluß auch während der Systole

Blutdruck: Definition: Der Blutdruck (BD) ist der Druck, den das Blut auf die Gefäßwand ausübt. Faktoren, die den Blutdruck beeinflussen: 1.) Herzkontraktion, HMV ↑ (↓) ⇒ BD ↑ (↓) 2.) Gefäßweite, Gefäße eng ⇒ BD ↑ 3.) Blutvolumen im Kreislauf 4.) Elastizität der Gefäße 5.) Allgemeine Faktoren (Gesundheit, Streß, emotionale Faktoren usw.)

Änderung des Blutdrucks in den Gefäßen: Windkesselgefäße: Systole 120 mmHg, Diastole 80 mmHg Widerstandsgefäße: 30 – 35 mmHg arterielle Kapillaren: 30 mmHg venöse Kapillaren: 15 – 20 mmHg Venolen: 10 mmHg Vena cava: 5 mmHg Vorhöfe links: 8 mmHg, rechts 4 mmHg Ventrikel rechts: (niedrig) Ventrikel links: (sehr hoch) Lungenkreislauf: Systole: 25 mmHg Diastole: 10 mmHg Hochdrucksystem:

- arterielle System und linker Ventrikel Niedrigdrucksystem:

- venöses System, Lungenkreislauf, rechter Ventrikel

Blutdruckregulation/Kreislaufregulation: Folgen:

- zu hoher BD: - Überlastung der Gefäßwände - Überlastung des linken Ventrikels

- zu niedriger BD: - unzureichende Versorgung der Organe (O2, Nährstoffe, Abtransport)

Ursachen: - Schock ↑ - Ernährung - Wärme/Kälte - körperliche Belastung - Orthostase (Übergang vom Liegen → Stehen)

Kreislaufparameter: - HMV (mittel – kurzfristig) - Gefäßweite (kurzfristig) - Blutvolumen (langfristig – mittelfristig)

kurzfristige Mechanismen: a) Pressoreflektorenreflex

- Lage: Pressorezeptoren im Arcus aortae und A. carotis communis - Baro – Rezeptoren im Vorhof des Herzens - Reizung bei Dehnung der Vorhof- und Gefäßwände

b) afferente Reizleitung - über N. vagus (10) zur Medulla oblongata (Kreislaufzentrum)

c) efferente Reizleitung - zum Herzen: Nn. cardiaci → Sympathicus - N. vagus → Parasympathicus - zu den Gefäßen: vasomotorische Nerven des Sympathicus

Hypertonie (BD ↑): - Hemmung des Sympathicus ⇒ HMV ↓ - passive Dilatation der Gefäße - aktivieren des Parasympathicus ⇒ HMV ↓ - ⇒ BD ↓

Hypotonie (BD ↓): - aktivieren des Sympathicus ⇒ HMV ↑ - Vasokonstriktion der Gefäße - Hemmung des Parasympathicus ⇒ HMV ↑ - ⇒ BD ↑

mittelfristige Kreislaufregulation: Arterie Vene transkapilläre Volumenverschiebung: BD ↑: → erhöhter Filtrationsdruck ⇒ Abnahme des Blutvolumens ⇒ BD ↓ BD ↓: → erhöhter osmotischer Sog ⇒ Zunahme des Blutvolumens ⇒ BD ↑

Renin – Angiotensin – System: Renin: Synthese, Freisetzung in der Niere (Nierenblutfluß 1 L/min.) Angiotensin: Synthese, Freisetzung in der Leber Bei Minderdurchblutung der Niere (z.B. BD ↓) ⇒ Freisetzung von Renin, fließt zur Leber ⇒ Freisetzung von Angiotensin ⇒ Vasokonstriktion ⇒ BD ↑

langfristige Kreislaufregulation: Renin – Angiotensin – Aldosteron – System: Aldosteron: Synthese, Freisetzung in der Niere BD ↓ ⇒ Minderdurchblutung der Niere ⇒ Freisetzung von Renin ⇒ Freisetzung von Angiotensin ⇒ Freisetzung von Aldosteron ⇒ Sekundärharn ↓

ADH – Mechanismus: Anti – diuretisches Hormon: Synthese, Freisetzung im Hypothalamus (Teil des Zwischenhirns, das Diencephalon) a) Osmorezeptoren im Hypothalamus (messen den osmotischen Wert)

- osmotischer Wert ↑ ≅ BD ↓ ⇒ ADH – Freisetzung b) Pressorezeptoren in den Vorhöfen

- BD ↑: ADH – Freisetzung wird gehemmt - BD ↓: ADH wird freigesetzt

Wirkung von ADH: verminderte Wasserausscheidung über die Niere ⇒ Blutvolumen ↑ ⇒ BD ↑

ANP – Mechanismus: atriales – natriuretisches Peptid Vorhofdehnung (BD↑) ⇒ Myocardzellen setzen ANP frei ⇒ Wasserausscheidung durch die Niere ↑ ⇒ Blutvolumen ↓ ⇒ BD ↓

Regulation der Organdurchblutung: Gesamt in Ruhe (5L/min) Belastung bei Hitze Gehirn konstant 15% 0,75 L/min Niere konstant 20% 1 L/min

Verdauungsorgane 30% ↓ ↓ Skelettmuskulatur 15% ↑

Koronargefäße 5% ↑ Haut 6% ↑

Die Regulatution erfolgt durch Vasodilatation ⇒ Mehrdurchblutung und Vasokonstriktion ⇒ Minderdurchblutung.

Regulationsmechanismen: lokal – chemischer Reflex:

- Chemorezeptoren sorgen für die die Regulierung der Organdurchblutung mittels Vasodilatation (O2↓, CO2↑) und Vasokonstriktion (O2↑, CO2↓)

lokal – mechanischer Reflex: - Dehnungsrezeptoren: Zur Regelung einer konstanten Blutmenge in Niere und Gehirn.

Dehnung ⇒ Vasokonstriktion, Engstellung ⇒ Vasodilatation.

vegetatives System: Symphaticus ⇒ Vasokonstriktion Parasymphaticus ⇒ Vasodilatation

hormonelle Regulation: siehe oben (Renin – Angiotensin – Aldosteron – ANP – ADH)

Stoffaustausch in den Kapillaren: Der Stoffaustauch wird im wesentlichen beeinflußt von der Fließgeschwindigkeit des Blutes. Die Fließgeschwindigkeit wiederum wird unter anderem bestimmt vom lichten Durchmesser der Gefäße.

Fließgeschwindigkeit Durchmesser Blutdruck mmHg

Aorta Kapillaren Vena cava inf.

Aorta (1) 70 cm/s Systole(∅20 cm/s) 2,6 cm Kapillaren (5x10-9)

0,03 cm/s 0,0009 cm

Vena cava inf.(1)

12 cm/s ?

Austausch: O2: Blut → Gewebe CO2: Gewebe → Blut ⇒ Diffusion Nährstoffe: Blut → Gewebe ⇒ Filtration (z.B. Glucose, Aminosäuren) Abfallstoffe: Gewebe → Blut ⇒ Resorption (z.B. Laktat, Harnstoff)

Filtration: Blutserum mit Ionen (Ca+, Na2+) ohne Plasmaproteine durch hydrostatischen Druck aus den arteriellen Kapillaren ⇒ Blutvolumen ↓

Resorption: Damit das Blutvolumen wieder aufgefüllt wird, werden aus dem Interstitium Abfallprodukte mit Serum wieder in das venöse kapillare System eingeleitet (90%). 10% fließen aus dem Gewebe über das Lymphsystem ab. Der Vorgang wird möglich, durch den kolloidosmotischen Sog (Plasmaproteine sind im Blut verblieben ⇒ Konzentrationsgefälle ↑ ⇒ Rückfluß von Serum in den Blutkreislauf)

Lymphsystem: Ist ein offenes Gefäßsystem. Im Interstitium des Gewebes enden Lymphkapillaren, die offen sind.

Circulation: Interstitielle Flüssigkeit ⇒ hydrostatischer Druck ↑ ⇒ Abfluß über die Lymphkapillaren ⇒ Lymphgefäßen (große Abfallmoleküle werden abtransportiert) ⇒ rechten/linken Venenbogen ⇒ V. cava superior

Lymphgefäße: Cisterna chyli → rechtes + linkes Bein, Becken, Bauch Ductus thoracicus → Cisterna chyli, + links: Kopf, Hals, Thorax, Arm Ductus lymphaticus dexter → Kopf, Hals, Thorax, Arm

Blut: - flüssige Bestandteile:

- 90% H2O - Elektrolyte (Na+, K+, Ca2+, Cl-, Mg2+....) - Proteine (Albumin, Globuline,....) - organische Substanzen:

- Nährstoffe (Glucose, AS, ....) - Abfallprodukte (Laktat, Harnstoff, Harnsäure, ...)

- feste Bestandteile: - Erythrocyten, Leukocyten, Thrombocyten

Anm.: Die Funktion der Proteine ist: - Aufrechterhaltung des kolloidosmotischen Drucks - Transportfunktion - Nährstofffunktion - Blutgerinnung (Fibrin)

Blutplasma ist der flüssige Anteil des Blutes (mit Gerinnungsstoffen) Blutserum ist Blutplasma ohne Fibrin

Erythrocyten: Synthese und Reifung: im roten Knochenmark Blutstammzellen teilen sich ständig und entwickeln/differenzieren sich zu roten Blutkörperchen. Sie geben während der Reifung den Zellkern ab. Lebensdauer: 110 – 120 Tage

Globin (Protein) Hämoglobin Fe (Eisen) Häm (Farbstoff)

Bilirubin

Funktion: O2 – Transport Den roten Farbstoff nennt man Hämoglobin. Am Eisenmolekül wird der Sauerstoff für den Transport gebunden. Entsorgung: Milz (sekundär lymphatisches Oalten Zellen.

rgan), Macrophagen (Freßzellen) „fressen“ die

Leukocyten: Lymphocyten → B – Lymphocyten (bone marrow), T – Lymphocyten (Thymus) Synthese und Reifung: im roten Knochenmark Blutstammzellen teilen sich ständig und entwickeln/differenzieren sich zu B-/T-Lymphocyten Lebensdauer: 8 – 100 Tage 5% der Leukocyten befinden sich im Blut 95% befinden sich im lockeren BG und in den lymphatischen Organen Funktion: spezifischer Immunschutz → erworbener, erlernter Immunschutz → bei Reinfektion verbesserter Immunschutz → zielgerichteter Immunschutz

Granulocyten: Synthese und Reifung: im roten Knochenmark Blutstammzellen teilen sich ständig und entwickeln/differenzieren sich zu Granulocyten Lebensdauer: wenige Tage – 2 Wo 5% der Granulocyten befinden sich im Blut 95% befinden sich im lockeren BG Funktion: unspezifischer Immunschutz → angeborener Immunschutz → bei Reinfektion ist der Immunschutz nicht besser → globaler Immunschutz (z.B. Entsorgung alter Zellen) Phagocytose („Fressen“) durch Makrophagen

Monocyten: Synthese und Reifung: im roten Knochenmark Blutstammzellen teilen sich ständig und entwickeln/differenzieren sich zu Monocyten Lebensdauer: ? 5% der Monocyten befinden sich im Blut 95% befinden sich im lockeren BG Funktion: Makrophagen → unspezifisches Immunsystem → spezifisches Immunsystem

Thrombocyten: Synthese und Reifung: im roten Knochenmark Blutstammzellen teilen sich ständig und entwickeln/differenzieren sich zu Thrombocyten 100% verbleiben im Blut Funktion: Wundverschluß

Leucocytencirkulation: 1.) sie verbleiben im Interstitium 2.) Abwanderung in das venöse System 3.) Abwanderung in Lymphgefäße

Lymphatische Organe: Primärlymphatische Organe: Knochenmark Thymus (ventral hinter dem Sternum, cranial auf dem Herzen) Organkapsel (straffes BG) reticuläres BG Funktion: Reifung von T-Lymphocyten bis zur Pubertät, nach der Pubertät verkümmert das Organ (verfettet)

Sekundärlymphatische Organe: Tonsillae (Mandeln)

- pharyngeales (Polypen) - palatinae

Milz Lymphe

- Hals, Achsel, Leisten, Wurmfortsatz, tiefer liegender Lymphknoten im Bauchraum

Lymphknoten: Aufbau: reticuläres BG Hülle: Organkapsel aus straffem BG Zahlreich durchflossen mit Gefäßen (Lymphe und Kapillaren) Das Interstitium ist gefüllt mit zahlreichen Lyphocyten Funktion: spezifischer und unspezifischer Immunschutz

Immunabwehr (IA): unspezifisch: In allen lymphatischen Organen primär und sekundär, sowie im lockeren BG. Dient der allgemeinen IA und ist nicht auf bestimmte Antigene ausgerichtet. Monocyten Granulocyten Phagocytose, dabei werden Boten-/Lockstoffe abgegeben, die dann weitere NK – Zellen Monocyten und Granulocyten aus dem Blut emigrieren.

spezifisch: zelluläre Abwehr mit Hilfe der T – Lymphocyten humorale Abwehr mit Hilfe der B – Lymphocyten Monocyten (später Makrophagen (große Freßzellen))

zellulär: 1) Monocyt phagocytiert das Antigen

- der Monocyt mit dem aufgenommenen Antigen präsentiert es den T – Zellen - diese differenzieren sich zu T – Helferzellen und Cytotoxischen T – Zellen

(T - Killerzellen) 2) T- Helferzellen präsentieren den B – Lymphocyten die Antigenstruktur

- die T – Helferzellen produzieren Substanzen, die Monocyten aktivieren - die T – Helferzellen bilden T – Gedächtniszellen

Anm.: Bei Reinfektion differenzieren sich die Gedächtniszellen sofort wieder zu T – Helferzellen und Cytotoxischen T – Zellen. Die Ct. T – Zellen lysieren (auflösen) die Antigene.

humoral: 1) Die T – Helferzellen präsentieren den B – Lymphocyten das Antigen 2) Die B – Lymphocyten differenzieren sich zu Plasmazellen

- die B – Lymphocyten differenzieren sich zu B – Gedächtniszellen - die Plasmazellen produzieren Antikörper, die sich mit den Antigenen verbinden - der Antigen/Antikörperkomplex wird jetzt von Granulocyten und Monocyten

phagocytiert Anm.: Bei Reinfektion differenzieren sich die B – Gedächtniszellen sofort zu Antikörpern. Damit wird die humorale Abwehr wesentlich schneller wirksam als die zelluläre Abwehr.

Blutkreislauf: Arterien: Aorta asc. → Truncus brachiocephalicus → A. subclavia → A. axillaris → A. brachialis → A. radialis, A. ulnaris Aorta asc. → A. carotis communis dextra → A. carotis iA. carotis externa

nterna,

Aorta abdominalis (desc.) → A. iliaca externa → A. femoralis → A. poplitea → A. tibialis ant., A. tibialis post., A. Peronea

Venen: V. cava sup. → V. brachio cephalica → V. subclavia → V. axillaris → V. basilica, V. cephalica V. cava sup. → V. brachio cephalica → V. subclavia → V. axillaris → V.brachialis → V. radialis, V. ulnaris V. cava inf. → V. iliaca communis → V. iliaca externa → V. femoralis → V. poplitea → V. tibialis ant., V. tibialis post. V. cava inf. → V. iliaca communis → V. iliaca externa → V. saphena magna V. cava inf. → V. iliaca communis → V. iliaca externa → V. femoralis → V. poplitea → V. saphena parva

Organe des Atemsystems: Nase, Nasenhöhle, Pharynx (Rachen, Larynx (Kehlkopf), Trachea und Pulmo sind Organe des Atemsystems.

Nasus: Die Nasenwurzel (Radix nasii) besteht aus dem Os nasale (Nasenbein). Dem Os Nasale schließt sich das Dorsum nasii aus hyalinem Knorpel an. Die Nasenspitze (Apex nasi) besteht ebenfalls aus hyalinem Knorpel. Seitlich liegen die Nasenflügel (Ala nasi) aus Fettgewebe.

Cavitas nasi: Die Nasenhöhle (1) ist geteilt durch das Septum nasi. Sie wird gebildet durch folgende Schädelknochen:

- obere Begrenzung (das Os nasale) - Stirnbein (Os frontale) - Siebbein (Os ethnoidale) - Keilbein (Os sphenoidale) - Nasenmuschel (Conche nasale) - Oberkiefer Maxilla - harter Gaumen (Os palatinum) - Knochenplättchen des Conchae nasale

bilden die Nasenmuschel mit der Funktion der Oberflächenvergrößerung.

Die innere Nasenhöhle ist ausgekleidet mit der Nasenschleimhaut aus Flimmerepithelgewebe (Flimmerzellen mit eingelagerten Becherzellen zur Schleimproduktion), sowie mit eGerüchen. Die Nasenhöhle erwärmt die Atemluft, reinigt sie und feuchtet sie an. Im vordersten Bereich werden die groben

ingelagerten Riechzellen zur Wahrnehmung von

Partikel durch den Schleim gebunden und durch die

talis des Os

tion der Nasennebenhöhlen ist in erster Linie

mluft.

sonanzraum

chen): einteilen:

e

Ra echt heißt Mucosa. Die Pharynx ist die Verbindung zwischen Cavitas nasi und

Flimmerhärchen in den Rachen abtransportiert.

Sini paranasales (Nasennebenhöhle): Die Ossa pneumatica liegen in den Sinus fronfrontale. Die Keilbeinhöhle liegt in den Sinus sphenoidalisder Höhle des Os sphenoidales. Die Kieferhöhle (Sinus maxillaris) ist die Höhle der Maxilla und liegt unter den Augen. Die FunkGewichtsverminderung, des weiteren zusätzliche Anwärmung, Anfeuchtung und Reinigung der AteDie Nasennebenhöhlen sind ausgekleidet mit Flimmerepithel. Sie bilden außerdem einen Refür die Stimme.

Pharynx (2)(Raer läßt sich in 3 Abschnitte

- Epipharynx oben - Mesopharynx mitt- Hypopharynx unten

ch nwand: die innerste SchiLarynx/Trachea sowie zw. Mund und Ösophagus

Mucosa: - Epipharynx → Flimmerepithel und Becherzellen - Meopharynx → Nahrung und Atemluft kreuzen ihren Weg. Die Oberfläche besteht hier

aus mehrschichtigem unverhorntem Plattenepithel - Hypopharynx dt. - Submucosa → lockerem Bindegewebe - Muscularis → 2 Schichten

- Schlundschnürer - Schlundheber zum Schlucken

Tuba auditoriae (Eustach´sche Röhre): Verbindung zwischen Rachen und Ohr.

Epipharynx – Mittelohr: - dient der Belüftung des Mittelohrs - dient dem Druckausgleich

Velum Palatinum (Gaumensegel): - weicher Gaumen mit dem Zäpchen am Ende - klappt beim Schlucken nach oben und verschließt so die Nasenhöhle

Lymphatische Organe: Funktion: Immunschutz

- Rachenmandel (Tonsilla pharyngealis) → Epipharynx - wuchernde Rachenmandel nennt man Polypen

- Gaumenmandeln (Tonsillae palatinae) → Mesopharynx

Larynx (3)(Kehlkopf): - Ringknorpel → sitzt an der Basis des Kehlkopfes und ist ein geschlossener Ring - Schildknorpel (zu erkennen am Adamsapfel) → sitzt halbkreisförmig oberhalb des

Ringknorpels - beide Knorpel zusammen bilden das Grundgerüst des Larynx Die Larynx ist mit einer Mucosa ausgekleidet. Sie besteht aus einschichtigem Flimmerepithel. Der Schleim wird nach oben transportiert, damit er im Rachen verschluckt werden kann.

Funktion des Larynx: - Stimmbildung - verhindert, daß Nahrung in die Trachea gelangen kann

Epiglottis (Kehlkopfdeckel): - besteht aus elastischem Knorpel ⇒ beim Schlucken klappt die Epiglottis nach unten

und verschließt den Eingang zur Trachea - Stellknorpel → stellt die Stimmbänder eng oder weit

Bänder: innere Bänder:

- sie verbinden die Knorpelelemente untereinander - Ligg. vocalia → sie haben die Aufgabe der Stimmerzeugung

äußere Bänder: - befestigen den Kehlkopf - fixieren den Kehlkopf in seiner Lage - ist nach unten mit der Trachea befestigt - ist nach oben mit dem Os hyoideum(18) (Zungenbein) befestigt

Muskulatur: äußere Muskulatur:

- sie bewegt den gesamten Kehlkopf - beim schlucken wird der gesamte Kehlkopf nach oben gezogen um den

Kehlkopfdeckel zu verschließen innere Muskulatur:

- Stellmuskulatur → bewegt die Stellknorpel zum weit/eng stellen - Spannmuskulatur → spannt die Stimmbänder zur Veränderung der Stimmbänder

Trachea (Luftröhre):

Sie (4) besteht aus einem 10-15 cm langem Rohr vom Ringknorpel bis hin zur Bifurcatio(6), wo sie sich dann verzweigt. dorsal: besteht aus einer Muscularis ventrolateral: elastisches BG und in gewissen Abständen von Knorpelspangen für die Formgebung umgeben. Die Trachea ist von innen mit einer Mucosa aus Flimmerepithel zur Reinigung der Atemluft ausgekleidet. Die Muskulatur besteht aus kurzer unverzweigter Eingeweidemuskulatur.

Verzweigungen der Trachea: - 2 Hauptbronchien (7+14)(Bronchus principalis) - weitere Verzweigung in Lappenbronchien (19-23)(Bronchus lobaris → 2 links, 3

rechts) - weitere Verzweigung in Segmentalbronchien (24)(Bronchus segmentalis) - weitere Verzweigung in Bronchiolen (unbestimmte Anzahl) - weitere Verzweigung in Ductus alveolaris - Alveolen

- ~ 300 Millionen, Expiratorische OF ~ 80 qm, Inspiratorische OF ~ 120 qm

Wandaufbau der Verzweigungen: - Hauptbronchien → analog zur Trachea - Lappen- und Segmentbronchien → ges. Wand aus Muscularis, außen aufgelagerte

Knorpelplättchen anstelle der Spangen, innen Flimmerepithel - von Bronchioli bis zum Ductus alveolaris → komplett aus Muscularis - Alveolen → einschichtiges Plattenepithel

Funktion: ⇒ Transport, Reinigung, Anfeuchtung, Anwärmung der Atemluft bis hin zum Ductus

Lunge (Pulmo): Alles, von den Hauptbronchien bis zu den Alveolen liegt in der Lunge. Sie beginnt an der Lungenwurzel (Lungenhilus), wo die Hauptbronchie in die Lunge hineingehen. Pulmo dexter hat 3 Lobuli, Pulmo sinister hat 2 Lobuli

Innervation der Lunge: - VNS innerviert die Muscularis und die Becherzellen - Parasymphaticus: N. vagus 10. Hirnnerv (Eingeweidenerv) ⇒ Muscularis-Engstellung,

verminderte Sekretion der Becherzellen - Symphaticus: „fight or fight reaction“, Parasymphaticus: „rest or digest reactin“

Gefäße: - großer Kreislauf → Aa. Bronchiales (Sauerstoff, Nährstoffe),Vv. Bronchiales

(Kohlendioxyd, Abfallstoffe) ⇒ Vasa privata (Versorgung ausschließlich der Lunge) - kleiner Kreislauf → Aa. Pulmonales (Kohlendioxyd), Vv. pulmonales (Sauerstoff) ⇒

Gasaustausch, nehmen O2 auf und geben CO2 ab ⇒ Vasa publica

Pleura (Lungenfell): innerste Schicht → Pleura visceralis (liegt dem Lungengewebe auf) äußerste Schicht → Pleura parietalis (liegt an der Thoraxwand auf) Den Spalt bzw. den Hohlraum zwischen beiden Schichten bezeichnet man als Cavitas pleuralis mit der darin befindlichen Pleuraflüssigkeit. Beide Schichten sind zweischichtig aufgebaut:

- zum Hohlraum hin einschichtiges Plattenepithel - zur Thoraxwand und zum Lungengewebe hin lockeres BG Funktion: Reibungsloses weiten/zusammenziehen

Pleura parietalis ist mit der Thoraxwand verbunden. Die Pleura visceralis „klebt“ durch Adhäsionskräfte der Flüssigkeit an der Pleura parietalis. Die Pleura visceralis hält somit das elastische BG unter Spannung ⇒ kein kollabieren der Lunge.

Atmung: 1) Ventilation 2) Transport der Atemgase im Blut 3) Gewebeatmung

Ventilationsphasen: - I-Phase: Inspirationsphase, aktive Phase → Inspirationsmuskulatur kontrahiert - PI-Phase: postinspirationsphase (1. Expirationsphase) passive Phase - E2-Phase: 2. Expirationsphase, aktive Phase → Expirationsmuskeln kontrahieren

Ventilationsmechanismus:

Inspiration: Inspirationsmuskeln kontrahieren → Thoraxvolumen wird geweitet → Pleura parietalis wird gedehnt (Entstehung eines Unterdrucks von –8 mmHg im Pleuraspalt) → Pleura visceralis wird gedehnt → elastisches BG der Lunge wird gedehnt → Alveolen werden gedehnt → es entsteht ein Sog in den Alveolen

Expiration: Inspirationsmuskulatur erschlafft → Thoraxvolumen verkleinert sich → Pleura parietalis zieht sich zusammen → Unterdruck im Pleura-Spalt geht von –8mmHg auf Null zurück → Pleura visceralis zieht sich zusammen → elastisches BG der Lunge zieht sich zusammen → Alveolen ziehen sich zusammen → Luft wird aus den Alveolen gepreßt

Druck im Pleuraspalt wird am Ende der Inspiration zu – 3mmHg (Unterdruck), das ist zurückzuführen auf die sich zusammengezogene Lunge am Ende der Expiration

Eigenelastizität der Lunge: Die Elastizität beträgt:

- 1/3 aufgrund des elastischen BG - 2/3 Oberflächenspannung (tritt an Flüssigkeits-Luft-Grenzen auf) der Alveolen

Die Flüssigkeitsmoleküle ziehen sich gegenseitig an: Innerhalb der Flüssigkeit wirken Anziehungskräfte von allen Seiten und heben sich gegenseitig auf. An Oberflächen wirken sie aber nur in Richtung Flüssigkeit. Die Alveole ist ausgekleidet mit einem dünnen Wasserfilm und hat eine Oberflächenspannung wie in einem Wasserglas.

doppelte Phospholipidschicht

Die Oberflächenspannung ist sehr groß, es besteht die Gefahr des kollabierens. Abhilfe:

- herabsetzen der Oberflächenspannung durch Surfactants (Surface Active Agents = Oberflächlich aktive Substanzen)

- Lipidart → produziert von bestimmten Alveolarzellen - setzen Oberflächenspannung herab - verringern Anziehungskraft der Phospholipide

der Membran

Ventilationsvolumen: - Atemzugvolumen (in Ruhe, ca. ½ Liter ein und aus) - Atemminutenvolumen (in Ruhe bei 16 Atemzügen/Minute, 8 Liter) - Inspiratorisches Reservevolumen ( ½ Liter Ruheatmung + max.Volumen, ca. 3,5 Liter) - Expiratorisches Reservevolumen (1 Liter) - Residualvolumen (Menge Luft, nach max. Expiration, ca. 1 Liter) - Totalkapazität (Summe aller Einzelvolumina, ca. 6 Liter) - Anatomisches Totvolumen

- ist das Volumen, das esondern in den luftleitenden Abschnittverbleibt (von der Nase bzu den Bronchioliml)

ntspricht beim Gesunden

ingeatmet wird aber nicht für den Gasaustausch bestimmt ist,

en is

ca. 150

- Funktionelles Totvolumen - e in

- Alveolarraum der infolge

r ng am

der Regel dem anatomischen Totvolumen

Minderbelüftung, Minderdurchblutung odeMembranschädiguGasaustausch nicht teilnimmt

Sauerstofftransport im Blut

Einatemluft Ausatemluft Stickstoff 78% 78%

Sauerstoff O2 20% 16% Kohlendioxyd CO2 0,04% 4%

Edelgase 1% 1%

Gasaustausch zwischen Alveole und Blut: O2 – Transport im Blut: Erythrocyten → Hämoglobin (Häm =Farbstoff, globin =Protein) Hb + O2 → HbO2 (Lunge), Hb + O2 ← HbO2 (Gewebe)

Die O2 – Bindung ist abhängig von der CO2 – Konzentration: - CO2 ↑ ⇒ Hämoglobin Hb bindet O2 schlecht - CO2 ↓ ⇒ Hämoglobin Hb bindet O2 gut - sowie vom PH-Wert:

- pH ↓ ⇒ Hämoglobin Hb bindet O2 schlecht - pH ↑ ⇒ Hämoglobin Hb bindet O2 gut

- und der Temperatur: - Temp ↑ ⇒ wenig O2 – Bindung an Hb - Temp ↓ ⇒ viel O2 – Bindung an Hb

CO2 – Transport im Blut: CO2 + H2O → H2CO3 (Kohlensäure) → HCO3

- + H+

⇒ Kohlensäure ist nicht stabil, deswegen zerfällt die Verbindung in Form von Ionen, dem Bicarbonat HCO3

-

und dem Proton H+. Dieser Bindungsvorgang geschieht in den Kapillaren

Der pH-Wert: - ist der Säuregrad einer Lösung und abhängig von

der Protonenkonzentration im Blut - kann die Werte 0-14 annehmen, 7 = neutral, 0 – 7 = sauer, 7 – 14 = basisch (alkalisch)

Beispiele: - konzentrierte Salzsäure → pH = 1 - Magensäure → pH = 1,8 - Deionat (Reinstwasser) → pH = 7 - Blut → pH = 7,4 wird im Normalfall sehr genau vom menschlichen Organismus

gehalten

Azidose: - pH < 7,37 - aufs Herz bezogen senkt es die Reizleitung und die Kontraktionskraft - führt zu Vasodilatation - führt zu Entmineralisierung der Knochen

Alkalose: - pH > 7,43 - hat Auswirkungen auf die Muskulatur

- quergestreifte ⇒ Muskelkrämpfen - glatte ⇒ Beeinflussung der Kontraktionskraft ⇒ erschwerter Atmung

Abhängigkeit der Protonenkonzentration und des pH-Wertes: pH (7-14) H+ - Konzentration ↓ ⇒ CO2↑ viele Reaktionen CO2 + H2O → H2CO3

- + H+ ⇒ pH↑ pH (0-7) H+ - Konzentration ↑ ⇒ CO2↓ wenig Reaktionen CO2 + H2O → H2CO3

- + H+ ⇒ pH↓

Respiratorische Azidose: Übersäuerung des Blutes aufgrund „falscher“ Atmung. CO2 + H2O ←→ HCO3

- + H+, aufgrund von Hypoventilation steigt der CO2 – Gehalt ⇒ H+↑. Eine Zunahme der H+ - Konzentration bedeutet fallen des pH-Wertes. Bei einer Hypoventilation kommt es zu einer metabolischen Kompensation durch die Niere.

Respiratorische Alkalose: Alkalisierung des Blutes durch Hyperventilation. H+ + HCO3

- → CO2 + H2O ⇒ H+↓. Eine Abnahme der H+ - Konzentration bedeutet einen Anstieg der des pH-Wertes. Die Niere scheidet dann vermehrt Bicarbonate aus ⇒ Proton ohne Reaktionspartner ⇒ Protonenkonzentration im Blut steigt ⇒ pH↓

Metabolische Azidose: Beispiele:

- Diarrhoe ⇒ Verlust alkalischer Darmflüssigkeit - Niereninsuffizienz bei verminderter H+ - Ausscheidung

Respiratorische Kompensation durch Hyperventilation H+ + HCO3- → H2O + CO2

Metabolische Alkalose: Beispiel:

- Emesis ⇒ Verlust von Magensäure Respiratorische Kompensation durch Hypoventilation CO2 + H2O → H+ + HCO3

-

Atemregulation:

Ruheatmung: pneumatisches Zentrum im Hirnstamm → spontanaktive Zellen erzeugen die Ruheatmung (14-16 Reize)

Atemzentrum: I-Neurone → Inspiration wird eingeleitet PI-Neurone → post-Inspiration wird eingeleitet E2-Neurone → Expiration wird eingeleitet Funktion:

- Anpassung der Ventilation an äußere Bedingung durch Steigerung oder Verminderung der Ventilation

Das Atemzentrum liegt mit anderen lebenswichtigen Zentren in der Medula obongata Afferenzen des Atemzentrums:

- pneumotaktisches Ruheatemzentrum - Mechanorezeptoren der Peripherie

- Hering – Breuer – Reflex (Lungendehnungsreflex): - Lungendehnungssensoren (LDS) in den Wänden des Bronchialbaumes messen die

Wanddehnung und schicken ab einem bestimmten Dehnungsgrad Reize ins Atemzentrum. Das Atemzentrum aktiviert die PI-Neurone mit denen dann über efferenzen die postinspiratorische Phase eingeleitet wird

- Deflationsreflex (Head-Reflex): - über Irritant – Sensoren IS, die in den Wänden des Bronchialbaumes liegen,

messen sie die Abnahme der Wanddehnung. Ab einem bestimmten Entspannungsgrad werden die Reize in das Atemzentrum geleitet, welches die Inspiration einleitet

Chemische Atemregulation: CO2, und H+ sind wichtig ! , O2

- Periphere Chemorezeptoren - befinden sich in den Aa. carotis communis und Arcus Aorte - messen den O2 – Gehalt - unterhalb eines bestimmten Sauerstoffgehaltes lösen sie eine Hyperventilation aus

- zentrale Chemorezeptoren - liegen im Hirnstamm - Messung des CO2 - H+ - Gehaltes im Blut - CO2↑ ⇒ H+↑ ⇒ pH↓ ⇒ Azidose ⇒ Auslösung der Hyperventilation - CO2↓ ⇒ pH↑ ⇒ Alkalose ⇒ Auslösung der Hypoventilation

- unspezifische Atmungsantriebe - Schmerzreize ⇒ Ventilation↑ - Körpertemperatur↑ ⇒ Ventilation↑ - Atmung bei körperlicher Anstrengung ⇒ Ventilation↑ ⇒ geringe Änderung des CO2 -

, H+ - Gehaltes ⇒ Anregung des Kreislaufzentrums ⇒ Anregung des Atemzentrum - Mechano- und Chemorezeptoren melden Aktivität an das Atemzentrum

Atemmuskulatur: Zwerchfell: Allgemein:

- Atemmuskel für die Bauchatmung - quergestreifte Skelettmuskulatur - bei Inspiration kontrahiert die Muskulatur, dabei senkt sich das Zwerchfell ⇒

Thoraxvolumen↑ - Kuppel des Zwerchfells sinkt bei Inspiration auf Höhe der 6. Rippe und geht bei

Expiration auf 6./7. Rippe hoch - Innervation durch N. phrenius

Aufbau des Zwerchfells: - Pars sternalis, U: Proc. xyphoideus - Pars costalis, U: Rippenknorpel 7 – 12 - Pars lumbalis

- U: Crus laterale: - Corpus LWK 1 - Proc. Costalis sternalis L1 - Spitze der Rippe 12 - dorsal durchtreten die Mm. psoas major (psoas – Arkade) und quadratus

lumborum (quadratus – Arkade) das Zwerchfell - U: Crus mediale:

- Corpus LWK 1-4 - gemeinsamer Ansatz: Centrum tendineum

Muskelfreie Stellen des Diaphragmas: - Trigonum sternocostale und Trigonum lumbosacrale - gefährdete Stellen für einen Durchbruch (ähnlich der Leistenhernie)

Löcher im Diaphragma für Ösophagus, Aorta abdominalis und V. cafa inf.: - Ösophagus und Aorta abdominalis liegen im Muskelgewebe (Druck im Muskelgewebe

bei Kontraktion nicht sehr hoch) - um Kompression der V. cava inf. zu vermeiden liegt diese in der Sehne - um starke Kompression der Aorta abdominalis zu verhindern wird diese durch einen

Ring geschützt (Lig. arcuatum)

Atemhilfsmuskulatur: Inspiration: M. pectorales minor M. serratus ant. Alle 3 Pars M. pectoralis major Pars sternocostales M. intercostals externi

Expiration : M. latissimus dorsi Pars costalis M. transversus abdominis M. rectus abdominis M. obliquus externus abdominis M. intercostales interni M. transversus thoracis

Gehirn: - Telencephalon (Großhirn),

hat den größten Anteil am Gehirn

- Diencephalon (Cerebellum (Kl

Zwischenhirn) - einhirn)

- ittelhirn)

ata

Telencee), 2

n) getrennt

- Truncus encephali Mesencephalon (M

- Pons (Brücke) - Medulla oblong

(verlängertes RM)

phalon: (80% der HirnmassHemisphären (Hirnhälftedurch eine Fissura (Riß, Spalt)

- Fissura longitudinalis - Corpus callosum (Balken,

Verbindungsstück) - Sulci - Lobi (Hirnlappen) - Gyri (Hirnwindungen)

Lobi: - Lobus frontalis (Vorderlappen) - Lobus parietalis (Scheitellappen) - Lobus temporalis (Schläfenlappen) - Lobus occiputalis (Hinterhauptlappen)

Sulcus centralis: Zwischen Lobus frontalis und Lobus parietalis

Gyri: - Gyrus praecentralis - Gyrus postcentralis

Das Gehirn besteht aus 2 verschiedenen Zellsubstanzen, grauen Zellen, die außen liegen und den weißen Zellen.

Neuron: - Perikarion

- Funktion: Stoffwechselzentrum der Zelle - Dendriten

- Baumartige Verzweigungen der Cytoplasmamembran, in aller Regel viele Verzweigungen, spezielle Dendriten haben nur eine Verzweigung

- Funktion: Reizaufnahme - Axon (Neurit)

- Mit Endknöpfen (Synapsen) - Funktion: Reizleitung - An den Endknöpfen kommt es zur chemischen Reizabgabe (auf das nächste Neuron

oder eine motorische Endplatte)

Transversalschnitt: - Substantia grisea (Cortex), graue Substanz - Substantia alba, weiße Substanz

Die Anordnung der Neuronen ist hochstrukturiert (Perikarion und Dendriten liegen außen und bilden die graue Substanz)

Substantia alba: - Assoziationsbahnen (Bündel von Axonen, die sowohl benachbarte, als auch weit

auseinander liegende Hirnbezirke miteinander verbinden) - Kommissurenbahnen (Bündel von Axonen, die identische Stellen beider Gehirnhälften

miteinander verbinden und durch den Corpus callosum ziehen) - Projektionsbahnen (Bündel von Axonen zur Verbindung von weiteren

Gehirnabschnitten oder zum RM) - Bsp. Pyramidenbahnen

- U: Gyrus praecentralis (Perikarien), Verlauf im RM - Funktion: Reizleitung der Willkürmotorik - Die Pyramidenbahnen bilden das PMS (pyramidales motorisches System)

Substantia grisea: Sie besteht aus unterschiedlichen Perikarien mit verschiedenen Funktionsarealen. Perikarien mit gleicher Funktion liegen in der grauen Substanz in bestimmten Arealen.

Funktionsareale der Großhirnrinde: Primär motorisches Areal: Lage: Lobus frontalis Fkt.: Willkürmotorik Eine Störung in diesem Areal ruft eine spastische Lähmung hervor. Spastik heißt, die Willkürmotorik ist gestört, dReflexartigen Kontrakturen sind möglich.

ie

Schlaffe Lähmung hingegen heißt, weder Willkürmotorik, noch Reflexartige Kontrakturen sind möglich (z.B. bei durchtrenntem Nerv) Der Homunkulus (kleiner menschlicher Körper) ist eine Abbildung des menschlichen Körpers auf der primär motorischen Rinde Je differenzierter die Bewegungen sind, desto größer ist das Areal auf der Rinde.

Sekundär motorisches Areal: Lage: Lobus frontalis, direkt vor der primär motorischen Rinde Fkt.: Koordination von willkürlichen Bewegungen, sowie Speicherung von Bewegungsabläufen. Eine Störung in diesem Areal führt zu unkoordinierten Bewegungen (ähnlich wie bei kleinen Kindern)

Motorische Systeme: PMS (pyramidales motorisches System): Fkt.: Steuerung der Willkürmotorik, in der prim. Mot. Rinde befinden sich die Perikarien, von wo aus die Reize über Projektionsbahnen (Pyramidenbahnen) geschickt werden. Primärmotorische Rinde

↓ Projektionsbahnen

↓ Rückenmark

↓ Peripherie

EPMS (extra-pyramidales motorisches System) - Skelettmotorische Schleife, modifiziert die Willkürmotorik - Hirnstammotorik, koordiniert die Stütz- und Haltemotorik bei

automatisierten Bewegungen - Cerebellum (Kleinhirn)

Broka-Zentrum: Ist das motorische Sprachzentrum und ein spezielles sekundäres Areal. Lage: Lobus frontalis lateral (bei 95% aller Menschen in der linken Hemisphäre)

Fkt.: Koordiniert die Sprachmuskulatur, stellt das Sprachmuster zusammen und speichert es. Die Reize aus dem Broka-Zentrum gehen zum primär motorischen Areal und von da aus zur Sprachmuskulatur

Störungen: motorische Aphasie

Wernicke-Zentrum: Ist das sensorische Sprachzentrum. Lage: Lobus temporales (leicht ausgeprägte Seitendominanz links, in der Bevölkerung) Fkt.: Speicherung der gehörten Sprache Störung: Wernicke Aphasie (Verlust des Sprachverständnisses)

Primär sensorisches Areal: Lage: Gyrus postzentralis im Lobus parietalis hinter dem Sulcus zentralis Fkt.: Bewußte Empfindungswahrnehmung (Oberflächenreize) Störung: Anästhesien (Wahrnehmungsausfälle)

Sekundär sensorisches Areal: Lage: Lobus parietalis direkt hinter dem Gyrus postzentralis Fkt.: Interprätation und Speicherung der bewußten Empfindungswahrnehmung Störung: Parästhesien (Wahrnehmunsstörungen)

Primäres Hörzentrum: Lage: Lobus temporales beidseitig Fkt.: primär Aufnahme von Schallreizen Störung: Taubheit (Rindentaubheit)

Sekundäres Hörzentrum: Lage: Lobus temporales beidseitig Fkt.: Interpretation und Speicherung des gehörten Störung: Auditorische Aphasie

Primäre Sehrinde: Lage: Lobus occipitalis Fkt. : Aufnahme und Weiterleitung von Lichtreizen auf der Netzhaut Störung: Blindheit (Rindenblindheit)

Sekundäre Sehrinde: Lage: Lobus occipitalis Fkt. : Interpretation und Speicherung von gesehenem Störung: Visuelle Aphasien

Frontalpol: Lage: Lobus frontalis, weit vorn Fkt:: Sitz der Persönlichkeit

Basalganglien: Sie liegen an der Basis des Telencephalons innerhalb der Substantia alba. Ganglien sind Ansammlungen von Perikarien in der Peripherie (außerhalb des ZNS). - Putamen (Schalenkern) - Nucleus caudatus Diese 3 Basalganglien

enthalten motorische Nervenzellen. Sie sind einzuordnen bei der - Globus pallidus skelettmotorischen

Schleife (EPMS).

Diencephalon (Zwischenhirn): Kerngebiete sind: Primär mot. Cortex

3 1 2

Basalganglien

- Thalamus - Nucleus subthalamicus - Hypothalamus - Endokrine Drüsen - Epiphyse (Zirbeldrüse) - Hypophyse (Hirnanhangsdrüse)

Thalamus: Der Thalamus besteht aus vielen Kernen, die sowohl sensorisch als auch motorisch sind. Die Perikarien liegen in der primär motorischen Cortex.

Sensorisch: - Reizaufnahme aus der Peripherie

als zentrale Sammel- und Schaltstelle aller Reize

- Selektion und Filterung der Reize mit anschließender Weiterleitung

- Schutz vor Reizüberflutung

Motorisch: - wird es dem Extrapyramidalen

System (EPMS) zugeordnet

PMS: Capsula interna: - durch sie laufen die

Pyramidenbahnen (zwischen den Kernen) hindurch

Nucleus subthalamicus: - motorischer Kern - gehört zum

EPMS(skelettmotorische Schleife)

Primär mot. Cortex 4 1 mot. Thalamus

2

Basalganglien

1. Weg, prim. Cortex zu den Basalganglien

2. Basalganglien zurück zum mot. Thalamus

3. mot. Thalamus zurück zur prim. Cortex

4. Reizleitung zur Skelettmototik

1. Weg, prim. Cortex zu den Basalganglien

2. Basalganglien zum Nucleus subthalamicus

3. Nucleus subthalamicus zum mot. Thalamus

4. mot. Thalamus zurück zur prim. Cortex

5. Reizleitung zur Skelettmototik

Primär mot. Cortex 5 1 mot. Thalamus N. subthalamicus 3 2

Basalganglien

1. Weg, prim. Cortex zu den Basalganglien

2. Basalganglien zurück zum prim. Cortex

3. Reizleitung zur Skelettmototik

Primär mot. Cortex 3 1 2

Basalganglien

Epiphyse: - Ort der Produktion von Sexualhormonen (für die Reifung der Gonaden) - Männliche Gonaden (Testes oder Hoden) - Weibliche Gonaden (Ovar oder Eierstöcke)

Hypothalamus: Er hat verschiedene Kerne für die Homöostase (des vegetativen Systems). Beispiele der Aufgaben: - zentrale Steuerung des

Hormonsystems (im Zusammenspiel mit der Hypophyse)

- Regulation der Körpertemperatur - Regulation der Nahrungsaufnahme

(über das Durst- und Hungergefühl) - Gleichgewichtseinstellung zwischen Symphaticus und Parasymphaticus (das vegetative

Nervensystem) - Und weitere .....

Zusammenspiel des Hypothalamus und der Hypophyse: Die Hypophyse ist dem Hypothalamus funktionell untergeordnet. Hormongruppen sind: - Effekthormone, das sind

Hormone, die direkt auf ein Organ wirken und dort spezifische Reaktionen auslösen

- Steuerhormone, sie steuern die Hormondrüsen

- Die Hypophyse wird unterteilt in: - Adenohypophyse (Hypophysenvorderlappen), Kerne des Hypothalamus produzieren

Steuerhormone, die Releasing-Hormone, die dann die Freisetzung von Hormonen der Adenohypophyse reguliert

- Effekthormone: - Prolactin → Brustdrüse, fördert zur Stillzeit die Kontraktion der Brustdrüse für die

Milchproduktion und zur Geburt die Kontraktion des Uterus - Somotrope Hormone STH, ist ein Wachstumshormon für z.B. Zellteilungen,

Erhöhung der Proteinbiosynthese der Muskulatur, Energiegewinnung durch Fettabbau, usw.

- Steuerhormone: - Adrenocortitropes Hormon ACTH → Nebennierenrinde ⇒ Aldesterol und Kortisol,

Aldesterol fördert die Wasserrückresorption aus der Niere und wirkt damit Blutdrucksteigernd, Kortisol wirkt Entzündungshemmend und dient der Energiebereitstellung z.B. durch Fettabbau

- Thyreoide stimulierendes Hormon TSH → Schilddrüse → Trijodonin T3 und Thyroxin T4, wirken Stoffwechselsteigernd

- Follikelstimulierendes Hormon FSH - Luteinisierendes Hormon LH - ⇒ sie wirken beide auf Hoden (zur Testosteronproduktion)und die Eierstöcke (zur

Produktion von Östrogen und Progesteron - Neurohypophyse (Hypophysenhinterlappen), Kerne des Hypothalamus produzieren

Effekthormone, sie wandern zur Neurohypophyse, werden dort gespeichert und bei Bedarf an die Blutbahn abgegeben

- Antidiuretisches Hormon ADH, fördert die Rückresorption von Wasser aus der Niere in die Blutbahn

- Oxytocin → Brustdrüse, fördert zur Stillzeit die Kontraktion der Brustdrüse für die Milchproduktion und zur Geburt die Kontraktion des Uterus

Truncus encephali (Hirnstamm): 3 Abschnitte:

Mesencephalon: - am dorsalen Rand liegt das Tectum mesencephalicum (Vierhügelplatte) - Fkt.: akustisches und optisches Reflexzentrum (z.B. bei einem lauten Knall oder einem

plötzlichen Lichtreiz) - Ventral liegen die Pedunculi cerebri (Hirnschenkel) - Fkt.: Durchgangsstation auf- und absteigender Nervenbahnen

Pons: - Fkt.: Durchgangsstation auf- und absteigender Nervenbahnen

Medulla oblongata: - Fkt.: Durchgangsstation auf- und absteigender Nervenbahnen - Nuclei (Kerne) mit lebenswichtigen Funktionen im Hirnstamm wie z.B.: - Atemzentrum - Herz-Kreislauf-Zentrum - Nieß-Schluck-Zentrum usw.

Nuclei im Hirnstamm: - Substantia nigra EPMS (skelettmotorische Schleife) - Nucleus ruber - Nucleus vestibularis Hirnstammotorik

EPMS: (Skelettmotorische Schleife) Formatio reticularis, besteht aus Kernen, die netzförmig im gesamten Hirnstamm miteinander verschaltet sind. Ursprung: - Substantia nigra (Gebiet im

Hirnstamm) - Nucleus ruber - Basalganglien - Foramen vestibularis Fkt.: - efferent:

- vegetative Kerne - motorische Kerne

- (EPMS → Hirnstammotorik) - afferent:

- Schlaf – Wachrythmus

Hirnstammotorik (Willkürmotorik): - Formatio reticularis - Nucleus ruber - Nucleus vestibularis leiten die Reize in Richtung

Rückenmark Diese 3 Kerne erhalten Informationen von:

1. Weg, prim. Cortex zu den Basalganglien

2. Basalganglien zum Nucleus subthalamicus

Nucleus ruber Substantia nigra

3. Nucleus subthalamicus zum mot. Thalamus

4. mot. Thalamus zurück zur prim. Cortex

5. Reizleitung zur Skelettmototik

Primär mot. Cortex 5 1 4

mot. Thalamus Basalganglien 2

N.subthalamicus 3 N. ruber Substantia nigra

- der primär motorischen Cortex - dem Vestibularorgan (Gleichgewichtsorgan) - von Propriorezeptoren - Cerebellum

Cerebellum (Kleinhirn): Aufbau: 2 Kleinhirnhemisphären mit Sulci, Gyri und Lobi. Im Schnitt sieht man außen eine Substantia grisea und innen eine Substantia alba. Fkt.: - übernimmt motorische Funktionen (zahlreiche Efferenzen und Afferenzen) - Aufrechterhaltung der Stütz- und Haltemotorik (Fkt. Parallel zum EPMS)

- Eine Störung im Gebiet führt zu: - Ataxien - Gleichgewichtsstörungen - Gangunsicherheit Primär mot. Cortex

4 1 3

mot. Thalamus

2 Cerebellum

1. Weg, prim. Cortex zum Cerebellum

2. Cerebellum zurück zum mot. Thalamus

3. mot. Thalamus zurück zur prim. Cortex

4. Reizleitung zur Skelettmototik

- Modifikation der Willkürmotorik (über die Kleinhirnschleife)

- Eine Störung in diesem Gebiet führt zu Adiodochokinese (schnelle rythmische Bewegungen können nicht ausgeführt werden)

- Feinabstimmung der Zielmotorik - Eine Störung in diesem Gebiet

führt zu: - Intensionstremor (Zittern bei gezieltem Greifen) - Dysmetrie (beim Greifen können keine Entfernungen abgeschätzt werden)

Das Rückenmark: Das Rückenmark RM verläuft im Canalis vertebralis und geht dann über in den Canalis sacralis zum Hiatus sacralis (ein Loch im Os sacrum). Das RM läßt sich in funktionelle Abschnitte einteilen: 8 Cervicalsegmente 12 Thoracalsegmente 5 Lumbalsegmente 5 Sacralsegmente 1 Coccygealsegment Das RM beginnt im Wirbelkanal von C1 und verläuft bis zum Wirbel von L1. Die Spinalnerven treten aus den Foramen intervertebralis (Zwischenwirbellöchern) aus. Einige Spinalnerven verlaufen teilweise noch innerhalb des RM-Kanals zu ihrem Austrittsloch (nach dem Coccygealsegment), die Cauda equina. Die weiße Substanz liegt beim RM außen, die graue liegt schmetterlingsförmig innen und besteht aus Perikarien. Im Hinterhorn (Cornu post.) der grauen Substanz, liegen die sensiblen (somatisch, visceralen, afferenten) Nervenzellen. Im Vorderhorn (Cornu ant.) liegen die motorischen (somatisch, parasymphatisch, efferente) Neuronen. Im Seitenhorn (Cornu lateralis) liegen afferente (visceral, symphatisch, parasymphatisch) Neurone. Zwischen Vorder- und Hinterhorn befinden sich Interneurone (in allen Bereichen), die zwischengeschaltet sind. Im thorakalen und lumbalen Bereich der Seitenhörner, befinden sich nur symphatische, im sacralen und coccygealen Bereich befinden sich parasymphatische Nervenzellen. Radix ant. → ist die Verbindung zw. Vorderhorn und Spinalnerv Radix post. → ist die Verbindung zw. Hinterhorn und Spinalnerv

Der Spinalnerv:

RM

Axon

Vorderhorn

Zum Gehirn (afferent)

Pyramidenbahn

Spinalganglion

Zum Muskel (efferent)

Hinterehorn

Spinalnerv

Rezeptor

vegetativ Muskel

Radix ant.

Radix post.

Begriffserklärungen: - sensorisch = afferent, Wahrnehmung über Sinnesorgane (Nase, Augen, Ohren, Zunge) - sensibel = afferent, alle anderen (Haut, Schmerzen, allg. Reizleitung von Rezeptoren)

- somatosensibel = afferent, Reizleitung von Muskeln - viscerosensibel = afferent, Reizleitung von Organen zum ZNS

- motorisch = efferent, Überbegriff von Reizleitung zu Muskulatur von Organen und Skelett

- somatomotorisch = efferent, Reizleitung zur Skelettmuskulatur - visceromotorisch = efferent, Reizleitung zu Organmuskulatur

- viscerosekretorisch = efferent, Reizleitung zu Drüsen (Leber, Bauchspeicheldrüse etc.)

Substantia grisea des Rückenmarks: Cornu post. = afferente, sensible, somatische und viscerale Reizleitung Cornu ant. = efferente, somatische Reizleitung Cornu lat. = efferente, viscerale, parasymphatische und symphatische Reizleitung R. meningeus:

Ramus ant. Ramus post. Ramus communicans Ramus meningeus

Ist ein rein sensibler, afferenter Ast, der Reize aus dem RM und den Hirnhäuten leitet. R. communicans: Ist ein efferenter Ast, der symphatische Reize zum Grenzstrangganglion leitet R. posterior: Versorgt somatomotorisch die autochtone Rückenmuskulatur (sensibel für den Hautbereich neben der WS) R. anterior: Versorgt somatomotorisch, visceroefferent, parasymphatisch Haut und Skelettmuskulatur. Er ist der dickste der vier Äste.

Substantia alba des Rückenmarks: - Funinculus post. - Funinculus lat. - Funinculus ant. Mit auf- oder absteigenden Nervenbahnen

Verlauf des PMS: Ursprung: Motorische Cortex (Perikarien) Verlauf: - Capsula interna (Telencephalon, Diencephalon) - Pedunculi cerebri (Mesencephalon) 20% 80%Capsula interna - Pons - Medulla oblongata - Rückenmark

Umschaltung im Vorderhorn - Tractus cortiospinalis ant.

- Tractus cortiospinalis lat. Ziel: Corpus ant. (α-Motoneurone) 80% der Nervenbahnen kreuzen sich in der Medulla oblongata zur Gegenseite (beidseits), 20% bleiben auf der gleichen Seite.

Sensible Systeme: Enterozeption: Die Enterozeption ist eine viscerosensibile, unbewußte Wahrnehmung von Reizen der inneren Organe. - Mechanorezeptoren (z.B. Dehnungsrezeptoren der Bronchen oder Gefäße) - Chemorezeptoren (z.B. O2 -, CO2 - Rezeptoren in den Gefäßen) - Nozizeptoren (Schmerzrezeptoren)

Exterozeption: Exterozeption ist die bewußte Wahrnehmung der Oberflächensensibilität. - Thermorezeptoren - Mechanorezeptoren der Haut, z.B.

- Berührungsrezeptoren - Vibrationsrezeptoren - Druckrezeptoren

- ⇒ epikritische Sensibilität (feinste Wahrnehmung) - ⇒ protopathische Sensibilität (grobe Wahrnehmung)

Propriorezeption: Propriorezeption ist die unbewußte Wahrnehmung der Tiefensensibilität. - Muskelspindel - Golgi-Sehnenapparat - Gelenkrezeptoren Alle vorgenannten Rezeptoren sind Dehnungsrezeptoren.

Muskelspindel: Die Muskelspindeln sind Dehnungsrezeptoren (Kernketten- und Kernsackfaser), die afferent einen Dehnreiz weiterleiten. Dabei spielt die Geschwindigkeit des Dehnreizes eine große Rolle. Die Dehnung des Mittelstücks der Kernsackfasern wird aufgenommen und über Ia – Fasern weitergeleitet zum Hinterhorn. Hier erfolgt die Umschaltung und Weiterleitung zum Gehirn. Die kontraktilen Pole können über Reize des Gehirns (aus dem PMS und EPMS) und letztlich durch γ - Motoneurone kontrahieren. Sie nehmen dann somit Einfluß auf die Vorspannung des Dehnungsmittelstücks. Das wiederum reagiert dann entsprechend mehr oder weniger empfindlich und sendet demzufolge mehr oder weniger Reize. Das Vorderhorn besteht aus α- und γ-Motoneuronen. Muskelspindeln stellen die Muskelspannung fest und übermitteln diese Information mit Reizen zum Vorderhorn und zum Gehirn. Am Vorderhorn werden dann zusätzliche Informationen aus dem PMS und dem EPMS (als fördernde oder hemmende Bahnen) mit entsprechendem Vorzeichen (+ oder -) aufgeschaltet. Das γ-Motoneuron gibt nach Eingang aller Informationen (Summe aller Reize im α-Motoneuron) entsprechend Reize an die kontraktilen Einheiten ab. Diese wiederum sorgen für eine mehr oder weniger große Vorspannung, der Muskelfasern des Muskels, mit Auswirkung auf die α-Motoneurone. Eine Wechselwirkung also.

Kontraktile Pole

Kernsackfaser

Kernkettenfaser

Kapsel

Dehnungsmittelstück

Vorderhorn

Hinterhorn

Ia - Faser

II - Faser

γ - Motoneurone

Spinalganglion Gehirn

α- Motoneurone

Arbeitsmuskulatur

Bei einer Spastik liegt ein Pyramidenbahnschaden vor. Dadurch, das überwiegend hemmende EPMS-Bahnen in der Nähe der Pyramidenbahnen liegen, werden sie gegenüber den fördernden Bahnen bei einem Schaden vermehrt zerstört. Damit erhält das α-Motoneuron falsche (d.h. zu viele fördernde) Informationen, der Regelkreis der Tonusregulierung funktioniert nicht mehr. An den Dendriten der α-Motoneurone werden Bindungsstellen, durch degenerierte EPMS-Bahnen, frei. Hier machen nun Aussprossungen vom Muskelspindel fest und spiegeln somit einen verstärkten Zustand von Dehnungsänderungsgeschwindigkeit vor. Ein Patient mit Spastik zeigt somit sehr starke Eigenreflexe. Das 1. motorische Neuron kommt aus der Pyramidenbahn, das 2. motorische Neuron (α-Motoneuron) aus dem Vorderhorn. Bei einer zentralen motorischen Lähmung ist das 1. motorische Neuron geschädigt.

Reflexe: Monosynaptische Reflexe (Eigenreflexe): - 2 Neurone - Rezeptor und Effektor liegen in einem

Organ - Beispiel Patellasehnenreflex

- Ein Reiz auf die Muskelspindel löst eine Reizleitung über Ia - Fasern direkt zum Vorderhorn aus. Hier erfolgt die Umschaltung über α-Motoneurone efferent zum Effektor.γ-Motoneurone senden hierbei Reize zu den kontraktilen Polen der Muskelspindeln.

Polysynaptische Reflexe (Fremdreflexe): - mindestens 3 Neuronen - Rezeptor und Effektor liegen in unterschiedlichen Organen - Beispiel Schutzreflex nach tritt in eine Scherbe

- Nozizeptoren leiten Schmerzreize afferent zur Substantia intermedia. Hier teilen sich die Fasern der Reizleitung. Etwa 70% der Reize wandern hier nun zum α-Motoneuron des Agonisten, 30% der Reize zum Interneuron. Von da aus geht der Reiz zum α-Motoneuron des Vorderhorns des Antagonisten und dieses schickt die Reize dann über das γ-Motoneuron zum Effektor (Muskel).

Symphaticus und Parasymphaticus: