1

Atmung und KreislaufO2

O2

CO2

CO2Äußere Atmung(Gasaustausch)

1. Atmen2. Gastransport

über Kreislauf3. Versorgung

der Zellen

Blutkreislauf

Lunge

Zelle

Mitochondrien

Blutkapillare

Raum 1 Epithel Raum 2

Aa1

a2

X

Diffusion = Nettobewegungvon Stoffen von Orten hoherKonzentration zu Ortenniedriger Konzentration

A (a1-a2)M = D

x

M: Menge des transportierten StoffsA: Austauschflächea1-a2: KonzentrationsdifferenzX: Dicke des EpithelsD: Diffusionskoeffizient

2

Prinzip des Gastransportsystems bei Wirbeltieren

Ventilation Diffusion Transport Diffusion

Luft/Flüssig- Blutpumpe Gewebekeitspumpe

O2 = 20 kPa O2 = 0,2 kPa

Eckert: Tierphysiologie

Atmungsorgane

- Körperoberfläche- Lungen- Kiemen- Tracheen

3

Öso-phagus

Zwerchfell(Diaphragma)

PleuraeTrachea

Haupt-bronchus

1

23 3

1

Ösophagus

Innere Lungenoberfläche: 50-100 m2

Körperoberfläche: 2 m2

Zwerchfell(Diaphragma)

PleuraeTrachea

Haupt-bronchus

1

23 3

1

Ösophagus

Einatmung

Ausatmung

Rippe

ExterneIntercostal-muskeln

InterneIntercostal-muskeln

ExterneIntercostal-muskeln

InterneIntercostal-muskeln

Zwerchfell

4

RespiratorischeBronchiole

TerminaleBronchiole

Alveolar-gang

Alveole

Alveolar-sack

Trachea

Haupt-bronchien

Bronchiole

Alveole =Lungenbläschen

Zahl der Alveolen (Mensch):300 Millionen

Alveolendurchmesser: 250 µm

5

Lungenepithel-zelle

Kapillarendothel-zelle

Erythrozyt

Kapillarendothel

Alveolar-epithelBasal-

laminaSurfactant

Blut/Luftschranke:

0,2-0,6 µm

6

Säugetier Vogel

Alveolen Parabronchien

bidirektioneller unidirektionellerLuftstrom Luftstrom

7

Lunge

Luftsäcke

LuftsäckeTrachea

Dorsobronchi

Ventrobronchi

Parabronchi

Luftkapillaren BlutkapillarenParabronchien

Blut/Luftschranke:0.1 µm

8

Einatmung

AusatmungTrachea Hauptbronchus

hinterere Luftsäcke

LungeVordereLuftsäcke

9

Kiemen-deckel

Mundhöhle

KiemenbogenKiemenspalte

Kiemenfilament

Kiemen-deckel

Ösophagus

Fischkopf horizontal

Kiemen-skelett

Blut-gefäß

Kiemen-filamente

Wasser-strömung

Kiemen-lamellen

Blut-kapillaren

Aufbau der FischkiemeMundhöhle

Kiemenraum

10

Gegenstrom GleichstromWasser Wasser

Blut Blut

O2

O2

Strecke (x) Strecke (x)

Tracheensystem

11

Geschlos-sen, doppelt

Offen

Geschlos-sen, einfach

Kreislaufsysteme

12

Arterie VeneKapillare

ArterioleVenole

Endothel

GlatteMuskulatur

Binde-gewebe

Endothel

GlatteMuskulatur

Binde-gewebe

Sauerstofftransport

13

Kapillare

Zelle

Extrazellular-raum

Diffusion

HämGlobin

Prosthetische Gruppe

14

Myoglobin

Hämo-globin

O2-bindendes Proteinder Muskulatur

- 1 Polypeptidkette- 1 Häm

O2-bindendes Proteindes Blutes

- 4 Polypeptidketten- 4 Häme

Hb + O2 HbO2

PO2 hoch

PO2 niedrig

Oxygenierung von Hämoglobin

Desoxihämoglobin Oxyhämoglobin

15

O2-Partialdruck (kPa)

Gewebe Lunge

Hämoglobin

Myo-globin

O2-Partialdruck (kPa)

Gewebe Lunge

Hämoglobin

Myo-globin

P50= Halbsättigungsdruck

d.h. der O2-Partialdruck, bei dem Hb-lösung zu 50%gesättigt ist.

Maß für O2-Bindungs-Fähigkeit (Affinität)

Hoher P50: geringe AffinitätKleiner P50: hohe Affinität