Physiologie II, Skripte von Physiologie

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Physiologie II

Vegetative Physiologie Fachschaft Zahnmedizin Münster

II

1te Auflage - 2016

• ATMUNG.................................................................................................................................................. Inhaltsverzeichnis III
• Lunge
  • Funktionen der Lunge..........................................................................................................................
  • Belüftung der Lunge
  • Perfusion der Lunge
  • Druckverhältnisse in Lunge und Pleura
    • Intrapleurale (intrathorakale) Druck
    • Intrapulmonaler Druck
  • Lungenvolumina und Lungenkapazitäten
    • Statische Atemvolumina..................................................................................................................
    • Dynamische Atemvolumina.............................................................................................................
  • Totraum
    • Messverfahren:
• Atmung
  • Atemmechanik
    • Muskulatur
    • Atemwiderstand
  • Atemzyklus
  • Gasaustausch.....................................................................................................................................
    • Ventilation der Lunge
  • Atemregulation
    • Atemtätigkeit
    • Atmung in der Höhe
• DIE NIERE
  • Überblick
  • Funktionsgrößen der Nieren
    • Renaler Blutfluss und glomeruläre Filtrationsrate
    • Clearance
  • Nierendurchblutung
    • Renaler Blutdruck IV
  • Filtration
  • Tubulärer Transport organischer Stoffe
    • Glukose Resorption
    • Aminosäuren-Resorption
    • Resoption von Peptide und Proteine
    • Natrium - Resorption......................................................................................................................
    • Bikarbonat-Resorption
    • Kalzium-Resorption
    • Phosphat-Resorption
    • Kalium-Resorption
    • Harnsäure Ausscheidung
    • Harnstoff........................................................................................................................................
  • Harnkonzentrierung
  • Steuerung der Nierenfunktion durch Hormone
    • Renin-Angiotensin-Aldosteron
  • Renale Säure- und Basenausscheidung
  • Diuretika
    • Osmotische Diuretika
    • Carboanhydrase-Hemmstoffe
    • Schleifendiuretika
    • Kalium-sparende Diuretika
    • Aldosteron-Antagonisten
• Epithelien und Membranpotential
  • Membranpotential = elektrische Potentialdifferenz
  • Epithel................................................................................................................................................
    • Einteilung der Epithelien
    • Epithelialer Transport
  • Klinik: Mukoviszidose (=zystische Fibrose)
• GASTROINTESTINAL-TRAKT
  • Nahrungsbestandteile
    • Vitamine
    • Spurenelemente
    • Kohlenhydrate
    • Verdauung
    • Resorption von Kohlenhydraten V
  • Steuerung der Motilität des Gasttrointestinaltrakts
    • Nervale Steuerung der Motilität
    • Motilitätsmuster............................................................................................................................
    • Verdauungssäfte............................................................................................................................
  • Der Magen
    • Magenabschnitte...........................................................................................................................
    • Magensaft......................................................................................................................................
  • Pankreas
    • Pankreasenzyme............................................................................................................................
    • Regulation der Prankreassekretion
  • Leber und Galle
    • Gallenflüssigkeit
    • Enterohepatischer Kreislauf
  • Darm
    • Überblick und Funktion
    • Motorik des Dünndarms................................................................................................................
    • Morotik des Dickdarms (Kolon)
    • Darmbakterien
    • Defäkation
  • Resorption der Nahrungsbestandteile
    • Aufnahme von Wasser, Elektrolyten und Eisen
    • Kohlenhydratresorption
    • Proteinresorption
    • Fettresorption
• SÄURE-BASEN-HAUSHALT
  • Chemische Grundlagen
    • Säure-Basen-Gelichgewicht
    • pH-Wert
  • Regulation des Säure-Basen-Haushalts
    • Puffersysteme im Blut
    • Regulation des Säure-Basen-Haushalts über das respiratorische System
    • Regulation des Säure-Basen-Haushalts über die Niere
    • Regulation des Säure-Basen-Haushalts durch die Leber
  • Störungen des Säure Basen-Haushaltes
    • Respiratorische Störung VI
    • Metabolische Störung
    • Kompensationsmechanismen
• HERZ-KREISLAUF-SYSTEM
• Herz
  • Überblick und Funktion
  • Erregungsentstehung und - ausbreitung am Herzen
    • Herzmuskelzellen
  • Herzmechanik
    • Zeitlicher Ablauf der Herzaktion....................................................................................................
    • Druck-Volumen-Veränderungen während des Herzzyklus
  • Regulation der Herztätigkeit
    • Frank-Stearling-Mechanismus
    • Wirkung des vegetativen Nervensystems
  • Durchblutung und Stoffwechsel des Herzens
    • Regulation der Koronardurchblutung
    • Stoffwechsel des Herzens..............................................................................................................
  • EKG
    • Ableitungen
    • EKG Auswertung:
    • Diagnose von Rhythmusstörungen
• Kreislauf
  • Allgemeine Hämodynamik
    • Physikalische Grundlagen
  • Blutdruck
    • Blutdruckregulation
  • Pulswellenanylse
• BLUT.....................................................................................................................................................
  • Blutbestandteile
    • Hämatokrit...................................................................................................................................
    • Erythrozyten = rote Blutkörperchen
    • Hämoglobin = roter Blutfarbstoff
    • Blutplasma
    • Blutserum
  • Anämien = Blutarmut
    • Hauptformen VII
    • Hämolyse
  • Blutgruppen
    • Blutgruppenbestimmung
  • Hämostase: Blutstillung und Blutgerinnung
    • Reperatur- und Verschlussmechanismen
    • Regulation und Hemmung der Gerinnung
    • Fibrinolyse
    • Klinik: Störung der Hämostase / Gerinnungstests
  • Blutentnahme
• ARBEITS- UND LEISTUNGSPHYSIOLOGIE
  • Arbeit
  • Leistung
  • Metabolische und muskulären Umstellungsvorgänge bei körperlicher Arbeit
    • Energiegewinnung im Muskel
    • Deckung des Sauerstoffbedarfs im aktiven Muskel
    • Durchblutung des aktiven Muskels
    • Der Laktatstoffwechsel
  • Anpassungsreaktionen des herz-Kreislaufsystems
    • Anpassungreaktion der Gefäße
    • Anpassungreaktion des Herzens
    • Folgen der Anpassungsreaktionen für den Blutdruck
    • Anpassungsreaktionen des respiratorischen Systems
  • Körperliche Leistungsfähigkeit und Training
    • Leistungsfähigkeit des Menschen
    • Training
    • Leistungsdiagnostik

VIII

Perfusion der Lunge

x = Lungendurchblutung x Lungenspitzen sind schlechter durchblutet x Die Durchblutung der Lunge kann körperlicher Arbeit angepasst werden ; in Ruhe werden nur ca. 50% der vorhandenen lungenkapillaren durchblutet, bei Arbeit (=erhöhten Herzzeitvolumen) können Reservekapillaren geöffnet werden x Blutdruck in der A. pulmonalis verdoppelt sich bei Vervierfachung der Lungendurchblutung x kleiner Kreislaufist ein Niederdrucksystem : Blutdruck in A. pulmonalis: 25mmHg systolisch, 10mmHg diastolisch o regional unterschiedliche Perfusion o Lungenspitzen werden bei aufrechter Haltung schlechter durchblutet als die basisnahem Lungenanteile x Regulation der Gefäßweite o Euler-Liljestrand-Mechanismus: In Bezirken mit niedrigem alveolären O 2 - parialdruck verengen sich die zuführenden Pulmonalarterienäste

Druckverhältnisse in Lunge und Pleura

Intrapleurale (intrathorakale) Druck

x Lunge und Thoraxwand sind durch den Pleuraspalt voneinander getrennt. x Im Pleuraspalt befindet sich ein dünner Flüssigkeitsfilm (Flüssigkeiten sind nicht dehnbar und nicht kompressierbar!) durch den die Lunge an der Innenseite des Thorax haften bleibt und dessen Bewegungen folgt x Pleuraspalt : subatmosphäroscher Druck von - 0,5 kPa o Negativer Druck ist bedingt durch die Eigenelastizität der Lunge und das damit verbundene Besteben sich zur Mitte hin zusammen zu ziehen, was durch die Flüssigkeitsfixierung an den Thorax verhindert wird o Inspiration : Erweiterung des Thorax Æ 0,7 kPa o Exspiration : Nur bei sehr forcierter Ausatmung kann der intrapleurale Druck während der Ausatmung auch positiv werden

Intrapulmonaler Druck

x Ruhelage: äußerer Luftdruck (Ausgleich der Drücke durch die Atemwege) x Nur bei Thoraxbewegungen während der Inspiration/Exspiration weicht der intrapulmonale Druck auf Grund der Volumenveränderung der Lunge von der Nulllinie ab Æ Druckgefälle , an dem entlang Luft in und aus der Lunge strömt Bei maximaler Ausatemstellung ist die Druckdifferenz zwischen intrapleuralen und intrapulmonalen Druck am geringsten 1

Dynamische Atemvolumina

(Messung auf Zeit) x Foricertes expiratorisches Volumen o absolut o relativ (FEV/VC) x Atemgrenzwert : maximale Frequenz x max. Volumen o in Ruhe: 8l, steigerbar auf bis zu 150l bei amximaler Anstrengung

Totraum

x Bei jedem Atemzug gelangt nur ein Teil der inspirierten Luft in den Alveolarraum und nimmt am Gasaustausch teil x In Atemruhelage setzt sich das Gasvolumen der Lunge aus dem anatomischen Totraum und dem Alveolarraum zusammen x Eine Vergrößerung des Totraumvolumes weist auf eine gestörte Lungenfunktion hin (z.B. durch Rauchen, Staublunge) x Totraumvolumen o = Teil der Inspirationsluft, der nicht am Gasaustausch teilnimmt o ca. 150ml o Funktion : Reinigung, Anfeuchtung, Erwärmung der Atemluft, Teil des Stimmorgans o Beim Gesunden stimmen funktioneller und anatomischer Totraum überein o anatomischer Totraum ƒ Raum des respiratorischen Traktes , der belüftet ist, aber kein Gasaustausch stattfindet: Mund, Nase, Pharyns, Larynx, Trachea Bronchien und Bronchiolen (bis zur 16. Teilung des Bronchialbaums) ƒ Konduktion ƒ Volumen: 150ml o funktioneller Totraum ƒ anatomischer Totraum + Lungenbereiche mit sehr hohen Ventilations- Perfusions-Quotienten (z.B. Lungenspitzenareale, Lungenteile, in denen das Blut auf Grund einer beeinträchtigeten Durchblutung nicht arterialisiert werden kann) x Bestimmung des Totraumvolumens mittels Spirometrie o Atemzugvolumen VT = exspiratorisches Atemvolumen VE o VE= Totraumvolumen VD + Alveolarvolumen VA o Für die Teilvolumina lassen sich Anteile eines bestimmtesn Gases angeben ( fraktionelle Konzentration eines Gases ) o Für CO 2 g ilt: FI = 0, damit gilt: x Totkapazität : Volumen, dass sich nach maximaler Inspiration in der Lunge befindet= Vitalkapazität + Residualvolumen

Obstruktive Ventilationsstörungen x obstruktive Ventilationsstörungen = Erhöhung des Atemwiderstandes infolge einer Verengung/Verlegung (Obstruktion) der Atemwege o Schleim, muskuläre Engstellung, Tumorstenosen o klinische Bilder: Asthma, chronische Bronchitis, Lungenemphysem x Folge : o Ventilation der Lunge kann nicht in der erforderlichen Geschwindigkeit erfolgen Æ Änderung der dynamischen Lungenvolumina : ƒ Vitalkapazität→ ƒ FEV 1 absolut ↓ ƒ FEV 1 relativ ↓ o Erhöhung der geleisteten Atemarbeit o Häufig Überblähung des Lungengewebes, da noch Luft eingeatmet, aber bei der Ausatmung nicht mehr mobilisier werden kann Æ erhöhtes Residualvolumen x Symptom : Atemnot x Hagen-Poiseuille: o Bereits kleine Änderungen des Durchmessers eines Bronchiolus hat eine dramatische Änderung des Strömunsgwiderstandes zur Folge. o Der Strömungswiderstand ist umgekehrt proportional zu r^4 , eine Halbierung des Durchmessers würde zu einem 16x des Strömungswiderstand führen x Messmethode : Glockenspirometer o Bei der Exspiration wird ein glockenartig in den Raum des Spirometers eingelassenen Zylinder angehoben , während er bei einer Inspiration in den Vorratsbehälter eintaucht o Mit jeder Inspiration wird dem Vorratsraum mehr O 2 entnommen, als mit der Exspiration zugeführt wird Æ Die Glocke sinkt von Atemzyklus zu Atemzyklus ab, wodurch die registrierte Kurve zunehmend nach oben verlagert wird o ansteigende Nullinie (Mittellage) ist Maß für den O 2 Verbrauch Restriktive Ventilationsstörungen x Restriktive Ventilationsstörungen = Veränderungen der Lunge oder des Thorax , die zu einer Veränderung der statischen Lungenvolumina führen o Vitalkapazität: ↓ o FEV 1 absolut:↓ o FEV 1 relativ: ↓/→ x Ursache : o mechanisch komprimierende Prozess ( Throaxdeformitäten ) o Änderungen in der Compliance der Einheit Thorax/Lunge o Verlust von funktionellem Lungengewebe (Lungenfibrose) o Funktionsstörungen der Atemmuskulatur x Klinisch: Lungenfibrose, Bronchitis

Kombinierte Ventilationsstörungen x Obstruktive und Restriktive Vetilationsstörungen treten auch in Kombination auf. Dabei ist die restriktive Lungenveränderung häufig eine Folge der langjährig bestehenden obstruktiven Störung (z.B. Lungenfibrose bei vorbestehendem Asthma bronchiale) TIFFENEAU-Test (Atemstoßtest) Æ forciertes Exspirationsvolumen x Ziel : Aufdecke von obstruktiven Atemstörungen x Methode : Methode ermittelt das forcierte Exspirationsvolumen , das nach maximaler Inspiration unter größter Anstrengungen binnen 1s ausgeatmet werden kann (FEV 1 = forced expired volume in one second) x Messwerte werden zu der jeweiligen individuellen Vitalkapazität VC in Bezug gesetzt: FEV 1 /VC * 100 x Beinflussung der Messwerte o Körpergröße o Alter (ältere VP haben weniger elastsiches Lungengewebe Æ Bronchialkollaps) o Mitarbeit der Versuchsperson x Auswertung : bei Werten unter 70% besteht wahrscheinlich ein erhöhter Widerstand in den Atemwegen