Anatomie VL 02 Grundlagen Physiologie
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Anatomie VL 02 Grundlagen Physiologie
Einführung in die Anatomie und Physiologie 1 Grundlagen der Physiologie 1.Grundlagen Frank Käßner , AZLS Cottbus Vorlesungsplan 15. 4. 2010 Grundlagen der Physiologie, Zelle und Gewebe 29. 4. 2010 Physiologie des Bewegungsapparates, des Blutes und des endokrinen Systems 27 5 2010 27.5. Physiologie des Herz Herz- und Gefäßsystems 10. 6. 2010 Physiologie der Atmungsorgane 24.6. 2010 Physiologie der Verdauungsorgane, Harnwege und und Geschlechtsorgane; Fortpflanzung und Geburt 8.7. 2010 Physiologie des Gehirns, Nervensystem und der Sinnesorgane Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin Inhaltsübersicht 1 Grundlagen der Physiologie/ Pathophysiologie 1. 2. Grundlagen der Physiologie der Zelle 3. Grundlagen der Physiologie des Gewebes Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin Einführung in die Physiologie und Pathophysiologie Literatur -“Der Körper des Menschen“ (Adolf Faller, Michael Schünke, 2008) -“Der Mensch, Anatomie und Physiologie“ (Johann S. Schwegler, 2002) Physiologie -“Physiologie“ ( Behrends et all all, 2009 ) Weitere Quellen: www.physiologie-online.com p y g Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin Grundlagen der Physiologie/ Pathophysiologie Physiologie: (griech.)Physis + Logos = Lehre von natürlichen Lebensvorgängen umgangssprachlich hli h h heißt ißt physiologisch h i l i h : „ natürlich“, tü li h“ „nicht i ht pathologisch th l i h “ Pathophysiologie: Lehre von krankhaften Veränderungen Anatomie:(griech.): „Zergliederung“ Wissenschaft vom Bau der Lebewesen Anatomie: Hardware Physiologie: Software Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin Grundlagen der Physiologie/ Pathophysiologie -Begriffsprägung : 1525 -Jean Francois Fernel (1497-1558) () -französischer Arzt und Astronom(!) (entdeckte das Rückenmark,bestimmte Erdumfang mittels Meridianmessung Paris-Amiens) Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin Grundlagen der Physiologie/ Pathophysiologie • Physiologie Ph i l i war iin dder A Antike tik dder B Begriff iff für fü die di gesamte t N Naturwissenschaftt i h ft undd auchh di die moderne Physiologie bietet das gesamte Spektrum experimenteller und analytische Methoden...., nun allerdings in Anwendung an das Lebendige und seine Funktionen.... auch insofern- aber nicht nur deshalbd h lb ist i t die di Physiologie Ph i l i di die M Mutter tt aller ll Di Disziplinen i li dder kli klinischen i h M Medizin...“ di i “ (J (J. C C. Behrends) • „Die Physiologie sucht nach dem Unterschied zwischen dem Ganzen und der Summe seiner Teile. Die Suche führt vielleicht am nächsten an das heran, was Leben und Krankheit ausmacht.“ (H. Ehmke) • y g ist ein riesiger g Abenteuerspielplatz p p für neugierige g g Menschen. Sie bietet eine „Die Physiologie gigantische Vielfalt von spannenden Forschungsfragen, die letztlich alle darauf zielen, den Menschen zu verstehen “ (St. Frings) • „Das Faszinierende der Physiologie entsteht, wie bei anderen Wissenschaften auch, im Auge des Betrachters. Aber dieses ist ein physiologischer Prozess und das ist das Faszinierende.“ (E. Wischmeyer) Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1. Grundlagen der Physiologie Inhaltsübersicht 1.Grundlagen der Physiologie 2.Grundlagen der Physiologie der Zelle 3. Grundlagen der Physiologie des Gewebes Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1. 1. Stoffmengen und Konzentrationen 1 Grundlagen 1.Grundlagen 1.1. Stoffmengen und Konzentrationen 1.2. Osmose 1.3.Stofftransport Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1. 1. Stoffmengen und Konzentrationen 1 1 Stoffmenge und Konzentration 1.1. Die unterschiedliche Di t hi dli h K Konzentration t ti eines i IIons oder d M Moleküls l kül iin Zellkompartimenten ist Grundvoraussetzung für alle zellulären Prozesse. Um die Konzentration eines Moleküls anzugeben, benötigt man ein Maß für seine Menge: Kg g Kg, g, mg Masse Stoffmenge mol, mmol Volumen l, ml m³ 1 Liter = 10x10x10 cm³ Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1. 1. Stoffmengen und Konzentrationen 1 1 Stoffmenge und Konzentration 1.1. • 1 mol enthält 6,022 x10²³ Teilchen (Avogadro – Konstante) • Dies entspricht der Anzahl von ¹²C – Atomen in 12 g reinem Kohlenstoff • Die atomare Masseeinheit wird definiert als 1/12 eines Kohlenstoffatoms ¹²C und wird in Da (Dalton) angegeben. • Das relative Molekulargewicht eines Atoms oder Moleküls wird auf diese Masseneinheit bezogen, d. h. reines ¹²C hat die Massenzahl 12. • Aus der Massenzahl (Atom- oder Molekulargewichtstabelle) lässt sich demnach ableiten wie ableiten, ie viel iel Gramm einer Substanz S bstan man benötigt benötigt, um m eine bestimmte Konzentration in einem Lösungsmittel herzustellen. • Wieviel Gramm NaCl muß man in 1 Liter lösen lösen, um eine Lsg. Lsg der Konzentration von 1mol/ l zu bekommen, wenn die Massenzahl von NaCL 58,44 Da beträgt? Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1. 1. Stoffmengen und Konzentrationen 1 1 St 1.1. Stoffmenge ff undd Konzentration K t ti Molare Konzentration -mol/l mol/l (Volumen) Molale Konzentration -mol/kg (Masse) Aktivität: Durch die in höher konzentrierten Lösungen wirkenden Anziehungskräfte können sich nicht alle Teilchen völlig ölli unabhängig bhä i voneinander i d bewegen. b Deshalb D h lb ist i t die di wirksame Konzentration/Aktivität A kleiner als die wirkliche Konzentration c: A= c x f der Aktivitätskoeffizient f ist eine komplexe Funktion der Ionenstärke I Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1. 1. Stoffmengen und Konzentrationen 1 1 Stoffmenge und Konzentration 1.1. Ph- Wert: beschreibt die Konzentration freier Wasserstoffionen ([H+]) Eigenschaften von Proteinen sind stark von der sie umgebenen H+Ionenkonzentration abhängig Diese kann sich um mehrere Zehnerpotenzen ändern Ph =-log [H+] (negativer dekadischer Logarithmus) Magen: ph =1 =Ionenkonzentration 100 mM Blut: ph= 7,36 ph 7,36-7,44 7,44 =Ionenkonzentration Ionenkonzentration 39nM (39,8 x 10 ־9) < 7,36 =Azidose schmaler ph-Bereich wird durch Puffer gesichert: >7,44 = Alkalose Urin: CO2/HCO3 ־und Proteine (vor allem Hb) ph= 4,5-8,0 Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1. 1. Stoffmengen und Konzentrationen Referenzskala für Urinteststreifen ( “U-stix” “U stix” ) Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1. 1. Stoffmengen und Konzentrationen Blutgase • 02/ CO2 , mmHg, g, kPa • P Gas = F Gas x P gesamt • Jedes Gas übt üb innerhalb e a b eines e es Gasgemischs Gasge sc s eeinen e Teildruck e d uc ( Partialdruck P Gas) des Gesamtdrucks (P gesamt) aus, der seinem Anteil am Gemisch (Fraktion F Gas) proportional ist. • Dalton Gesetz : einzelne Partialdrücke addieren sich zum Gesamtduck eines Geasgemisches • Henry- Gesetz : CGas= PGas x α Gas (Löslichkeitskoeffizient) • Die Konzentration eines in Flüssigkeit gelösten Gases ist seinem P ti ld k proportional Partialdruck ti l Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1. 1. Stoffmengen und Konzentrationen Blutgasanalyse [1/3] Aus wenigen Tropfen Blut Bestimmung von - Sauerstoff - Kohlensäure - Säuregrad (pH) - Kohlenmonoxid K hl id (Rauchen) (R h ) Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1. 1. Stoffmengen und Konzentrationen Blutgasanalyse [2/3] • Normwerte: • • • • Hypoxämie Hyperkapnie Respiratorische Partialinsuffizienz Respiratorische Globalinsuffizienz Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1. 1. Stoffmengen und Konzentrationen Blutgasanalyse [1/3] „pink puffer“ Dr. med. Frank Käßner „Blue bloater“ Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1. 1. Stoffmengen und Osmosen 1 1 Stoffmenge und Konzentration 1.1. -pO2 <55 Torr -pO2 55-60 Torr bei COPD mit cor pulm u. sek. Polyglobie -Abfall Abfall des pO2 auf unter 55 Torr bei körperlicher Belastung -Hypoxämie während des Schlafes -COPD(A1-AT-Mangel) -Lungenfibrosen, CF -chron. chron Lungengefäßerkrankungen (PAH) -rezidivierende Lungenembolien -Herzinsuffizienz -Bronchialkarzinom B hi lk i -Z.n. Lungenresektionen -Thoraxwand- und Wirbelsäulendeformitäten Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1.2. Osmose 1 Grundlagen 1.Grundlagen 1.1. Stoffmengen und Konzentrationen 1.2. Osmose 1.3.Stofftransport Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1.2. Osmose 1 2 Osmose 1.2. • …Diffusion eines Lösungsmittels durch eine semipermeable Membran. Ursache dafür sind die Konzentrationsgradienten der Stoffe für die diese Membran nicht permeabel ist Stoffe, ist. • Der Reflexionskoeffizient σ gibt die Membran an: • 0= völlig durchlässig • 1= völlig undurchlässig für gelöste Teile ( ideal semipermeabel) – Beispiel:Lipidmembranen: • Keine Durchlässigekeit für gelöste Stoffe • ohne geeignete Transportproteine: • Ionen oder Wasserkanäle (Aquaporine) Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1.2. Osmose Experiment: Wasser strömt entlang seines Konzentrationsgefälles in die Zuckerlösung ein, während die Zuckermoleküle durch die semipermeable Membran an der Passage gehindert ge de werden e de Wasser Wasser Der hydrostatische Druck, bei dem sich Wasserein- und Wasseraustrom schließlich die Waage halten entspricht dem osmotischen Druck p osm, den die gelösten Teilchen ausüben. Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1.2. Osmose Van`tt Hoff Van • Nach van‘ t Hoff gilt: • P osm = R x T x σ x c – R= allgemeine g Gaskonstante , T= absolute Temperatur p in Kelvin – σ =Reflexionskoeffizienz, C=Konzentration osmotisch wirksamer Teilchen • Im menschlichen Organismus wird der hydrostatische Druck wesentlich durch die Na+-Konzentration bestimmt, da Na+ extrazellulär das dominierende Kation darstellt. • Konzentration osmotisch wirksamer Teilchen: – Osmolarität (bezogen auf Volumen der Gesamtlösung) – Osmolalität (bezogen auf Masse des Lösungsmittels) • Der osmotische Druck Druck, der durch große Makromoleküle (Kolloide (Kolloide, überwiegend Proteine) entsteht, wird auch als kolloidosmotischer oder onkotischer Druck bezeichnet. Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1.2. Osmose Beispiele: • Diabetes mellitus • Insulinmangel, Hyperglycämie, Hyperurämie, Diurese Æ osmotisch bedingte vermehrte Wasserausscheidung Æ Zunehmendes Durstgefühl • Ödeme • Flüssigkeitsansammlungen im interstitiellen Raum Æ Erniedrigung des kolloidosmotischen Drucks im Blut( meist durch Eiweißverlust ( Proteinurie) Æ Austreten durch die Gefäße in das Gewebe • Cave:Infusionen sollten immer isoton sein, sein d.h. d h den gleichen osmotischen Druck wie das Blutplasma erzeugen! Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1.3 Stofftransport 1.Grundlagen 1.1. Stoffmengen und Konzentrationen 1.2. Osmose 1.3. Stofftransport Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1.3 Stofftransport 1 3 Stofftransport 1.3. • Ungleichmäßige Verteilung von Molekülen • im menschlichen Körper Æ Kompartimentierung ( Zellen, O Organellen) ll ) • Aktiver Akti T Transportt – Diffusion – Filtration – Konvektion • Passiver Transport Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1.3 Stofftransport 1 3 1 passiver Transport 1.3.1. A Diffusion • Bewegung von Stoffen in wässrigen Lösungen oder Gasen , aber auch durch Lipidmembranen. Ursache ist die zufällige thermische Eigenbewegung der Moleküle (Brown‘sche Molekularbewegung), die den Ausgleich von Konzentrationsunterschieden bewirkt. • Eine Bewegung von Substanzen erfolgt immer entlang des Konzentrationsgradienten vom Ort der höheren zum Ort der niedrigeren Koenzentration. Der Konzentrationsgradient ist somit die chemische Triebkraft der Diffusion. • Lipiddoppelschicht einer Zellmembran: • – nur für lipophile Substanzen oder mit Hilfsmitteln zu passieren – 1 Fick 1. Fick‘sches sches Diffusionsgesetz: J = -D D x A x ∆c – D= Diffusionskoeffizient; A= Fläche; ∆c= Konzentrationsgradient Pro Zeiteinheit transportierte Stoffmenge ist proportional zu Konzentrationsgradient und Flä h der Fläche d M Membran. b Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1.3 Stofftransport 1 3 1. 1.3. 1 passiver Transport Einfache Diffusion • Bewegung von Stoffen in wässrigen Lösungen oder Gasen , aber auch durch Lipidmembranen ohne Hilfe von Transportproteinen. – Membranpassage von Steroidhormonen – Diffusion von O2 aus den Alveolen der Lunge in das – Blut der Lungenkapillaren Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1.3 Stofftransport 1 3 1 Passiver Transport 1.3.1. Einfache Diffusion Fläche aller Lungenbläschen eines Menschen: ca. 100 m2 Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1.3 Stofftransport 1 3 1 passiver Transport 1.3.1. Störungen der Diffusion Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1.3 Stofftransport 1 3 1 passiver Transport 1.3.1. Störungen der Diffusion Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1.3 Stofftransport 1 3 1 passiver Transport 1.3.1. Störungen der Diffusion Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1.3 Stofftransport 1 3 1 passiver Transport 1.3.1. Stö Störungen der d Diffusion Diff i Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1.3 Stofftransport 1 3 1 passiver Transport 1.3.1. Störungen der Diffusion Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1.3 Stofftransport 1 3 1 passiver Transport 1.3.1. Störungen der Diffusion Fluß (l/Sek.) exspiratorisch Spitze deutlich „Nadel möglich” sehr steiler Anstieg bis zur Spitze Delle möglich Kurve beginnt und endet im Nullpunkt Großer „Bauch” auch bei der Einatmung Volumen (l) Kurve läuft aus – kein Abbruch Fluß ((l/Sek.)) inspiratorisch Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1.3 Stofftransport 1 3 1 passiver Transport 1.3.1. Störungen der Diffusion Fluß (l/Sek.) Lungenemphysem Volumen (l) Normalbefund: gestrichelte Kurve Dr. med. Frank Käßner Wichtig: Der Verlauf der Fluß Volumen Kurve Fluß-Volumen-Kurve gibt Aufschluß über die Art der Atemwegserkrankung! Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1.3 Stofftransport 1 3 1 passiver Transport 1.3.1. B Filt Filtration ti Unter Filtration versteht man den Stofftransport p durch einen Filter ( oder eine Membran) aufgrund eines hydrostatischen Druckgradienten Aszites Dr. med. Frank Käßner ....Ansammlung freier Flüssigkeit in der Bauchhöhle. Ursachen: ÆErhöhter Pfortaderdruck ÆErniedrigter kolloidosmotischer Druck aufgrund Eiweißmangel ÆErhöhte parazelluläre p infolge g erhöhter Transportraten Membranpermeabilität (entzündlich, toxisch, karzinogen) Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1 3 1 passiver Transport 1.3.1. • C Konvektion • Wird Materie oder Energie mithilfe von Trägerstoffen t transportiert ti t spricht i ht man von Konvektion K kti • Ein Transport mittels passiver Membrantransportproteine (Kanäle) folgt immer dem chemischen (oder osmotischen) und bei geladenen Teilchen zusätzlich dem elektrischen Gradienten Æelektrochemische e e t oc e sc e Triebkraft eb a t • Passive Transporter: – Ionenkanäle, Aquaporine(Wasserkanäle), junktionale – Kanäle (Gap-junction –oder tight –junction- Kanäle) Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1 3 1 passiver Transport 1.3.1. C Störungen der Konvektion z.B. Mukoviszidose,, zystische y Fibrose ((CF)) ....autosomal rezessive vererbte „Krankheit Krankheit vom zähen Schleim“ Schleim ÆMutation CFTR(zystischer – Fibrose-TransmembranRegulator) Ædefekte Chlorid- Ionen- Kanäle Ægestörter Wasser und Elektrolyt-Transport ÆBildung von zähem Schleim in allen exokrinen Drüsen (Bronchialsystem, Pankreas, Gallenwege, Schweißdrüsen, Gonaden, Dünndarm) 5 ½ jähriger Junge mit Mucoviscidose Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1.3 Stofftransport 1 3 2 aktiver Transport 1.3.2. • Beim aktiven Transport werden Substanzen mithilfe von Carriern unter Aufwendung von Energie entgegen ihre Konzentrationsgradienten transportiert • A Primärer aktiver Tansport • B Sekundärer aktiver Transport Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1.3 Stofftransport 1 3 2 aktiver 1.3.2. kti T Transportt Aktive und p passive Membrantransporter p Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1.3 Stofftransport 1 3 2. 1.3. 2 primär aktiver Transport • B Beim i primär i ä aktiven kti T Transportt bi binden d Carrier C i zu transportierende Moleküle auf der einen Membranseite und geben sie auf der anderen Seite wieder frei. Bei diesem g Transport wird direkt ATP verbraucht. • Beispiele: • Na+K+-ATPase – (in allen Zellen Transport von 3 Na + ins Interstitium und 2 K+ ins Zytosol) • H+-K+ATPase H+ K+ATPase – (liefert H+ für Bildung der Magensäure) • Wird dabei eine Nettoladung transportiert, handelt es sich um einen elektrogenen Transport Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1.3 Stofftransport 1 3 2. 1.3. 2 sekundär aktiver Transport • B Beim i sekundären k dä aktiven kti Transport T t wird i d die di potenzielle t i ll chemische Energie (Triebkraft) eines bestehenden Gradienten, der zuvor unter ATP- Verbrauch aufgebaut g worden ist,, ausgenutzt, um andere Ionen oder Substanzen gegen ihre Konzentrationsgradienten zu transpüortierenÆgekoppelter Transport • Antiporter: transportieren Moleküle im Austausch gegeneinander, gege e a de , aalso so in entgegengesetzter e tgege geset te Richtung c tu g – Na+Ca²+-Antiporter: Ca²+-Transport in der Herzmuskelzelle (Erschlaffung) • Symporter: transportieren Moleküle in die gleiche Richtung – Na+Glucose- Symporter:Aufnahme von Glucose im Verhältnis 1:1 mit Na+ unter Ausnutzung des Na+ - Gradienten in Enterozyten im Darm Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie 1.3 Stofftransport 1 3 2 aktiver Transport 1.3.2. • Transport über Zellverbände • Großflächige Barieren, die bestimte Bereiche des Körpers von anderen d abgrenzen:Epithelien b E ith li in i H Haut, t Magen, M D Darm,Lunge L sowie Endothelien der Blutgefäße und Gliazellen des ZNS • ÆBlut-Hirn-Schranke, ÆBlut Hirn Schranke Blut Blut-LiquorLiquor Schranke • Transzellulärer Transport • Parazellulärer Transport • Interzellulärer I t ll lä T Transportt Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie der Zelle 1.3 Stofftransport 1 3 2 aktiver Transport 1.3.2. Transport über Zellverbände Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie der Zelle 1.3 Stofftransport 1 3 2 aktiver Transport 1.3.2. • Transzellulärer Transport • Substanzen werden durch die Zellen hindurch transportiert. • Vereinfachung durch funktionelle Polarisierung der Zellen • Durch die Expression unterschiedlicher Transportproteine in der basolateralen und apikalen Membran können Substanzen auff der d einen i S Seite it dder ZZelle ll aufgenommen f und d auff der d anderen d Seite wieder abgegeben werden. Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie der Zelle 1.3 Stofftransport 1 3 2 aktiver Transport 1.3.2. • Parazellulärer P ll lä Transport T t • • • • • • Substanzen werden zwischen den Zellen hindurch transportiert. Hierbei hängt die Transportrate von der Fenestrierung („Löchrigkeit („Löchrigkeit“)) des Epi- oder Endothels ab.Die Zellen sind durch den aus Tight junctions und Desmosomen gebildeten Schlussleistenkomplex miteinander verbunden. Tight junctions (Zonula occludens) bestehen aus drei Proteinklasen:den junktionalen Adhäsionsmolekülen ( JAM), den Claudinen und den Occludinen. Die genaue Protein- Zusammensetzung der Tight junctions bestimmt die Dichtheit des Epithels. Lecke Barrieren (proximaler Tubulus der Niere oder Dünndarm) +++ • Wichtige Transportart: Solvent drag (Mitreißen von in H20 gelösten Teilchen Relativ dichte Barrieren (Blut-Hirn-Schranke, Dickdarm) + Undurchlässige Barrieren (Blase, Epidermis) Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 1. Grundlagen der Physiologie der Zelle 1.3 Stofftransport 1 3 2 aktiver Transport 1.3.2. Intrazellulärer Transport • Substanzen werden zwischen benachbarten Zellen transportiert. transportiert • Konnexone ( Gap junctions, Nexus) sind porenförmige Z ll bi d Zellverbindungen, di die z.B. B E Epithelzellen, i h l ll Nervenzellen N ll oder d Herzmuskelzellen miteinander verbinden. Sie dienen dem Ionen- und Stofftransport zwischen benachbarten Zellen und bilden. • Bakterielle Gifte können durch eine gesteigerte cAMP abhängige Aktivierung g von CL¯- Kanälen die CL¯- Sekretion in den Darm erhöhen: Æaufgrund von Osmose Erhöhung der Flüssigekitssekretion Æosmotische Diarrhoe Ænichtrespiratorische Azidose (Flüssigkeit- und Elekrolytverlust) ÆEksikkose ÆCave: hypovolämischer Schock Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 2. Grundlagen der Physiologie der Zelle Inhaltsübersicht 1. Grundlagen der Physiologie/ Pathophysiologie 2. Grundlagen der Physiologie der Zelle 3. Grundlagen der Physiologie des Gewebes Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 2. Grundlagen der Physiologie der Zelle 2 Physiologie/ Pathophysiologie der Zelle 2. Die Zelle ist der Grundbaustein des menschlichen Körpers sowie aller Tiere und Pflanzen. Sie ist die kleinste selbstständig lebende Einheit. Einzeller Mehrzeller O2- Transport Erythrozyt y y Vermehrung Keimzelle Erregungsleitung Nervenzelle zAnzahl zAnzahl der Zellen im menschlichen Organismus: der Zellen als Erythrozyten im Blut: zAnzahl der Zellen im Nervensystem: Dr. med. Frank Käßner z75x10¹² z25x10¹² z100x10٩ Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 2. Grundlagen der Physiologie der Zelle 2 Physiologie/ 2. Ph siologie/ Pathoph Pathophysiologie siologie der Zelle Zellgröße: Æ5 μm (Bindegewebszellen- 15 μm( weibliche Eizelle) Æbi 1 m (N Æbis (Nervenzellen ll miti F Fortsätzen) ä ) Zellform: Ærund (Eizellen) Æmit Fortsätzen (Nervenzellen, Bindegewebszellen) Æspindelförmig, platt (Muskelzellen) Ækubisch, hochprismatisch (Epithelzellen) Zelleigenschaften ÆStoffwechsel und Energiegewinnung ÆVermehrung und begrenzte Lebensdauer ÆReizaufnahme und Reizbeantwortung Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 2. Grundlagen der Physiologie der Zelle 2 Physiologie/ Pathophysiologie der Zelle 2. • • • • • Flüssiger Zellleib (Zytoplasma) Zellkern (Nucleus) Zellmembran (Plasmalemm) Zellorganellen Zelleinschlüsse Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 2. Grundlagen der Physiologie der Zelle 2. Physiologie/ y g Pathophysiologie der Zelle Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 2. Grundlagen der Physiologie der Zelle 2. Physiologie/ y g Pathophysiologie der Zelle Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 2. Grundlagen der Physiologie der Zelle 2 Physiologie/ Pathophysiologie der Zelle 2. Zellmembran: Plasmalemm hat einen typischen yp dreischichtigen g Aufbau aus zwei wasserlöslichen Komponenten und einer fettlöslichen Komponente(Lipiddoppelschicht aus 2 Lagen von Lipidmolekülen (Phospholipide, Cholesterin) Glykokalix:dünne S hi ht kkomplexer Schicht l Zuckermoleküle (Einheitsmembran= Barierre zwischen Zellinnerem und extrazellulärem Raum) Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 2. Grundlagen der Physiologie der Zelle 2 Physiologie/ Pathophysiologie der Zelle 2. Transport großer Moleküle: Durch vesikulären Transport können können große Moleküle die Zellmembran überwinden: zEndozytose/ Phagozytose(in die Zelle hinein) zExozytose( Verschmelzen von Vesikeln mit der Zellmembran und Abgabe von Stoffen aus der Zelle hinaus in die extrazellulär Flüssigkeit) Vesikel: abgeschnürte Membranbläschen mit extrazellulärem Medium Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 2. Grundlagen der Physiologie der Zelle 2 Physiologie/ Pathophysiologie der Zelle 2. • Zytoplasma und Zellorganellen • Das Zytoplasma umgibt den Zellkern. Es besteht aus: – Hyeloplasma oder Zytosol( intrazelluläre Flüssigkeit) – Zellorganellen Z ll ll ( erfüllen füll Stoffwechselfunktionen) St ff h lf kti ) – Zelleinschlüsse (Paraplasma- Stoffwechselprodukte der Zelle) • Zellorganellen: g - endoplasmatisches Retikulum - Ribosomen - Golgi Golgi- Apparat - Lysosomen - Zentriolen - Mitochondrien • Geformte Bestandteile, die sich auf besondere Aufgaben spezialisiert haben g eines Betriebes • Arbeitsteilungg wie in Abteilungen Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 2. Grundlagen der Physiologie der Zelle 2 Physiologie/ Pathophysiologie der Zelle 2. • Zellkern • ....außer Erythrozyten bei allen Zellen- manchmal mehr • Betriebsleitung und Archiv für die Baupläne der Zellen • DNS/ DNA ( Desoxyribonukleinsäure bzw.desoxyribonucleid acid) enthalten Erbmaterial ( Gene) 23 Chromosomenpaare enthalten ca. 2x30.000 – 40.000 Erbmerkmale K Karyogramm Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 2. Grundlagen der Physiologie der Zelle 2 Physiologie/ Pathophysiologie der Zelle 2. • Zellkern • Die DNA hat 3 wichtige Funktionen: – Speicherung der genetischem Information( genetischer code) – Übertragung der Information der Biosynthese von Eiweißen – Identische Verdoppelung (Replikation) der genetischen Information bei der Zellteilung Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 2. Grundlagen der Physiologie der Zelle 2 Physiologie/ Pathophysiologie der Zelle 2. Replikation Verdoppelung des genetischen Materials Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 2. Grundlagen der Physiologie der Zelle 2 Physiologie/ Pathophysiologie der Zelle 2. Mitose Zellteilung A ft il der d Ch Chromosomen Spiralisierung Streckung Aufteilung Streckung 2 Chromatiden Durchtrennung Auseinanderrücken der Tochterchromatiden Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 2. Grundlagen der Physiologie der Zelle 2 Physiologie/ Pathophysiologie der Zelle 2. Meiose Reduktions- oder Reifeteilung Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 2. Grundlagen der Physiologie der Zelle 2 Physiologie/ Pathophysiologie der Zelle 2. • Cave: C B ti t M Bestimmte Medikamente dik t kö können ZZellkern llk zerstören! tö ! • -> Zytostatika • Verhinderung einer geregelten Zellteilung • Unspezifiische Wirkung Wirkung, dd. hh. .an an allen Zellen • Besonders schädigend an Zellen mit hoher Zellerneuerungsrate ((Haarfollikel,, Zellen des Verdauungstraktes, g , blutbildendes Knochenmark, Keimzellen der Hoden • Æ Ægesetzlich t li h vorgeschriebene hi b V Vorkehrungen k h iim U Umgang mitit Zytostatika Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 2. Grundlagen der Physiologie der Zelle 2 Physiologie/ Pathophysiologie der Zelle 2. Mitochondrien Wenn der Zellkern die Betriebsleitung ist, dann sind die toc o d e das „„Blockheizwerk“ oc e e Mitochondrien ÆEnergiegewinnung durch O2 verbrauchenden Nährstoffabbau (aerober Stoffwechsel, aerobe Glycolyse) ÆErzeugung von ATP und Wärme Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 2 Physiologie/ Pathophysiologie der Zelle 2. Ribosomen In der „Produktionskette“ des endoplasmatischen Retikulums sind die Ribosomen sie eigentlichen „Fließbandarbeiter“ ÆProduktion von Eiweißen Æ2 Eiweißketten, die derart gelagert sind, dass sie eine langkettige g RNS umschließen können,, die die Boten- RNS bzw. Messenger Informationen aus der Zellkern erhalten und neue Peptidketten produzieren können Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 2 Physiologie/ Pathophysiologie der Zelle 2. Golgi Apparat GolgiOrt der „Endmontage“ und der „Qualitätskontrolle“ ÆAnheften von für die Glycokalix typischen Zuckerreste an neu hergestellte Membranproteine für den Einbau in die Zellmembran ( Glykoproteine) Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 2. Grundlagen der Physiologie der Zelle 2 Physiologie/ Pathophysiologie der Zelle 2. Zytoplasmatische Vesikel „Verpackungsmaterial“ Ævom Mykoplasma abgegrenzte Bläschen mit einem typischen Durchmesser von 0,1- 1 μm Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 2. Grundlagen der Physiologie der Zelle 2 Physiologie/ Pathophysiologie der Zelle 2. • Zytoskelett • Bilden in der Fabrik „ Zelle“ das „Tragegerüst“ „Transportwege“ und „Förderbänder“ Fö d bä d “ – relativ starre Mikrotubuli (Mikrovilli oder Zilien) – bewegliche Mikrofilamente • Versorgung von vom Zelleib entfernten Nervenendigungen mit Mitochondrien toc o d e bbzw. Sy Synaptischen apt sc e Vesikeln es e • Kraftvolle Verkürzung der Muskulatur(Skelettmuskelfasern bestehen fast ausschließlich aus regelmäßig g g angeordneten g Zytoskelett y (Sarkomer) • Zellbeweglichkeit Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 2. Grundlagen der Physiologie der Zelle 2 Physiologie/ Pathophysiologie der Zelle 2. • Funktionsstörung von Mikrotubuli • Gift der Herbstzeitlosen Colchicin inhibiert die Funktion der Mikrotubuli – Störungen der Zellbeweglichkeit und Zellteilung – (Atem)Lähmungen, Krämpfe • -therapeutischer Einsatz von Colchicin bei Gicht: • Hemmung der Beweglichkeit von Phagozyten, die die im Rahmen der • Gicht entstehenden Harnsäurekristalle phagozytieren • dadurch Hemmung der Entzündung • Cave:Nebenwirkungen von Colchicin ( Diarrhoe, Erbrechen) Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 2. Grundlagen der Physiologie der Zelle 2 Physiologie/ Pathophysiologie der Zelle 2. • Elektrische Vorgänge an Zellen • A)Das Ruhemembranpotential – durch unterschiedliche Verteilung im intra- und extrazellulären Bereich entstehende Potentialdifferenz Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 2. Grundlagen der Physiologie der Zelle 2 Physiologie/ Pathophysiologie der Zelle 2. • Elektrische El kt i h V Vorgänge ä an Z Zellen ll • A)Das Ruhemembranpotential – Der intrazelluläre Raum weist in Ruhe eine negative Ladung auf ( 60-80 60 80 mV) – durch die „ Ionenpumpe“ werden über spezielle Kanäle Kaliumionen in die Zelle hineintransportiert und Natriumionen aus der Zelle heraustransportiert • Extrazellulärraum Ionenpumpe: 1 Enzym, Enzym das ATP spaltet (Na+K+-ATPase) Æ ENERGIE • Intrazellulärraum Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 2. Grundlagen der Physiologie der Zelle 2 Physiologie/ Pathophysiologie der Zelle 2. • Elektrische Vorgänge an Zellen • A)Störungen A)Stö des d Ruhemembranpotentials R h b t ti l – 02- Mangel ( keine Bildung von ATP) – Stoffwechselgifte ( Cyanide) • Herzglykoside ( Digitalis= Fingerhut) binden an Na+-K+ ATPase und hemmen den Na+- K+ - Antiport. • Dadurch wird Ca ²+ nicht mehr so effizient aus der Zelle transportiert. • Dadurch steigt es an, was die Kontraktilität der Herzmuskelzellen erhöht. (positiv inotrop) – Erhöhung der Pumpleistung – Senkung der Herzfrequenz ( negativ chronotrop) – zudem d Hemmung H d Erregungsüberleitung der E üb l it am av- Knoten K t (negativ ( ti dromotrop) d t ) • Einsatz bei Herzinsuffizienz und Tachycardien • Cave: Überdosierung! Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 2. Grundlagen der Physiologie der Zelle 2 Physiologie/ Pathophysiologie der Zelle 2. • Elektrische Vorgänge an Zellen • B)Abweichung vom Ruhepotenzial • In fast allen Zellen kann zu einer Abweichung des Ruhepotentials k kommen.Als Al elektrisch l kt i h erregbar b bbezeichnet i h t man aber b nur di diejenigen j i Zellen, die ein Aktionspotential ausbilden können: – Nervenzellen – Muskelzellen – Sinneszellen Si ll Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin Inhalt Inhaltsübersicht 1.Grundlagen der Physiologie/ Pathophysiologie 2.Grundlagen der Physiologie der Zelle 3.Grundlagen der Physiologie des Gewebes Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 3. Grundlagen der Physiologie des Gewebes Gewebelehre= Histologie • Gewebe sind Verbände von gleichartig differenzierten Zellen und deren Abkömmlinge. Sie üben eine oder mehrere bestimmte Funktionen aus. – – – – Epithelgewebe Binde- und Stützgewebe Muskelgewebe Nervengewebe Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 3. Grundlagen der Physiologie des Gewebes 3. Physiologie/ Pathophysiologie des Gewebes 3 Physiologie/ Pathophysiologie des Gewebes 3. • 1.Epithelgewebe(2/3 aller Zellen) − − − Oberflächenbildende Epithelien Drüsenepithelien Sinnesepithelien • alle Epithelien p sitzen einer dünnen Basalmembran ( Glashaut)) auf,, die dem Epithel mechanischen Halt gibt – Bedeckung von äußeren und inneren Oberflächen des Körpers ( Protektion) – Verbindung mit der Umwelt durch Stoffausscheidung (Sekretion) und Stoffaufnahme ( Resorption) • Produktion von Sekreten ( endogene und exogene Drüsen) • Beteiligung am Aufbau von Sinnesorganen, Vermittlung von Sinnesempfindungen (Netzhaut am Auge) Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 3. Grundlagen der Physiologie des Gewebes Epithelgewebe Epithelgewebe Hautgewebe( g ( Epidermis) p ) In der Phase der Wundheilung wachsen verhornte Epithelien vom Wundrand in die Wunde hinein. Dünndarmzotten Je stärker ein Deckepithel mechanisch belastet wird, desto umfangreicher f i h verhornt h td das Epithel.Bildung einer weißlichen Hornschicht: Leukoplakie Cave: Präkanzerose/ Karzinom Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 3. Grundlagen der Physiologie des Gewebes Epithelgewebe Epithelgewebe - 2/3 aller Zellen Netzhaut im Auge exokrine Drüse Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 3. Grundlagen der Physiologie des Gewebes 2.1.Bindegewebe Bindegewebe • • Bindegewebszellen Zwischenzellsubstanz ( Interzellularsubstanz,Extrazellularmatrix) Art und Anordnung der Zellen: – – – – Lockeres faserarmes Bindegewebe Straffes faserreiches Bindegewebe Retikuläres Bindegewebe Fettgewebe Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 3. Grundlagen der Physiologie des Gewebes 2.1.Bindegewebe Funktionen des Bindegewebes − Bindefunktion ( Umhüllung und Verbindung der Organe, Gefäße und Nerven) − Stoffwechselfunktion ( Diffusion von Nährstoffen in der Interzellularsubstanz zu den ZellenZellen Nährstoffverteilung) − Wasserhaushalt ( Speicherung von Flüssigkeit in Spalträumen- cave : Ödembildung!) g) − Wundheilung ( Bildung von Granulationsgewebe, das später in Nervengewebe übergeht) − Abwehr ( z.B. freie Bindegewebszellen wie Leukozyten, Bildung von Antikörpern, Phagozytose) − Speicherfunktion ( Fettgewebe als Kalorienspeicher) Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 3. Grundlagen der Physiologie des Gewebes 2.2.Stützgewebe Stützgewebe B Besteht h wie i Bindegewebe Bi d b aus Mesenchym M h ( embryonales b l Bi Bindegewebe): d b ) – K Knorpell undd Knochengewebe K h b – Chordagewebe( ähnlich dem Fettgewebe, doch mehr Wasseranteile- z.B: Zwischenwirbelscheibe) – Zahngewebe Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 3. Grundlagen der Physiologie des Gewebes 3.Stützgewebe Muskelgewebe • • • • • chemische und elektrische Erregung ( wie Nervenzelle) Fähigkeit g zur Verkürzungg ( Kontraktion)) Fasern bis zu 20 cm Länge Funktion im Wärmehaushalt ( bei Kontraktion wird Wärme frei) Beteiligung am Aufbau von Sinnesorganen, Vermittlung von Sinnesempfindungen (Netzhaut am Auge) Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 3. Grundlagen der Physiologie des Gewebes 3. Muskelgewebe Hypertrophie / Atrophie H Hypertrophie: t hi Muskelzuwachs M k l h Atrophie: Muskelschwund Schlaffe Lähmung: Unbeweglichkeit des Muskels bei Fehlen des Muskeltonus ( Myopathie, zerebrale Lähmung) • Spastische Lähmung: Unbeweglichkeit des Muskels bei gleichzeitiger Erhöhung des Muskeltonus ( Kinderlähmung) • Muskelkater: Keine lokale Anhäufung von Milchsäure sondern Folge von Mikroläsionen • Leichenstarre: Erstarrung der Muskeln ( Rigor mortis) ca. 410 h nach Eintritt des Todes • Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 3. Grundlagen der Physiologie des Gewebes 4. Nervengewebe Neuronen • • Jede einzelne Nervenzelle ( Neuron ) funktioniert wie ein PC, der meist mehrere Eingangssignale ( inputs- sog. afferente Signale) erhält, verarbeitet und daraus ein einziges Ausgangssignal ( output- sog. efferentes Signal ) herstellt. Neuronen stehen über Synapsen in Verbindung und bilden Neuronenketten bzw. bzw Neuronenkreise ( ff (efferent) t) (Neurit) (afferent) Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 3. Grundlagen der Physiologie des Gewebes 4. Nervengewebe Chemische Synapsen • 2 Vorgänge g g führen zu einer Depolarisierung der Nervenzellen: – 1.) von außen auf das NS einwirkende Reize ( Licht, mechanische oder thermische Reize) – 2.) von Synapsen übertragene Erregungen von einem Axon auf eine andere Nervenzelle • Synapse Die überwiegende Zahl der Synapsen im zentralen und peripheren Nervensystem sind chemische Synapsen y p . Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 3. Grundlagen der Physiologie des Gewebes 4. Nervengewebe Funktion von Synapsen – Ventilfunktion – Bahnungsfunktion – Hemmungsfunktion – Gedächtnis – und Lernfunktion Mechanismus der synaptischen Übertragung: – Aktivierung von Transmittern aus den Vesikeln – Diffusion durch den synaptischen Spalt zur postsynaptischen Membran – die dortigeBindung führt entweder zur Depolarisation ( Weiterleitung der Erregung) oder zur Hyperpolarisation ( Hemmung der Weiterleitung) – die wichtigsten g Neurotransmitter sind: Azetylcholin y und Glutamat – die wichtigsten hemmenden Überträgerstoffe sind: Glycin und Gamma- Aminobuttersäure ( GABA) Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 3. Grundlagen der Physiologie des Gewebes 4. Nervengewebe Neuromuskuläre Erkrankungen • Multple Sklerose ( MS) - neuromuskuläre Erkrankung, zurückführbar auf eine Nervenentzündung • Cave : Proteine, die eine essenzielle Rolle bei der präsynaptischen Neurotransmitterfreisetzung spielen sind Angriffspunkt verschiedener Toxine Chlostridium tetani ist der Erreger des Wunstarrkrampfes.Gelang es in eine Wunde kann es sich unter anaeroben Bedingungen vermehren und das Neurotoxin Tetanospasmin bilden. • Tetanus – Überaktivierung der neuromuskulären Signalübertragung – erhöhter Muskeltonus – Durch äußere Reize ausgelöste Krämpfe – Risus sardonis ( verzerrter Gesichtsausdruck) – Trismus ( Kiefersperre) p ) – Opisthotonus ( Überstreckung durch Steifheit von Rücken- und Nackenmuskulatur) Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin 3. Grundlagen der Physiologie des Gewebes 4. Nervengewebe Ei fl Einfluss von N Neurotoxinen t i • Chlostridium botulinum bildet sieben verschiedene Typen eines Neurotoxins • Irreversible Hemmung der Acetylcholinfreisetzung an der peripheren Nervenendplatte • Ausbleiben der Muskelerregung – Lähmung der Gesichts- und der Atemmuskulatur – Doppeltsehen, Obstipation, Ileus • Botulinumtoxin A führt ledigllich zur Abschwächung der Neurotransmitterfreisetzung und findet in entsprechender Dosierung Anwendung in der Schönheitschirugie Dr. med. Frank Käßner Ambulantes Zentrum für Lungenkrankheiten und Schlafmedizin