Basiswissen Physiologie: mit 46 Tabellen
Gespeichert in:
| Hauptverfasser: | , |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Heidelberg
Springer
2007
|
| Ausgabe: | 2., vollst. neu bearb. und aktualisierte Aufl. |
| Schriftenreihe: | Springer-Lehrbuch
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XVI, 483 S. zahlr. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 9783540714019 |
Internformat
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|---|---|
| adam_text | Inhaltsverzeichnis
XI
1 Allgemeine und Zellphysiologie,
Zellerregung...................... 1
1.1 Stoffmenge und Konzentration........... 2
1.1.1 Konzentrationen.................... 2
1.1.2 Lösung von Gasen................... 3
1.2 Osmose.......................... 3
1.2.1 Transport von Wasser................. 3
1.2.2 Onkotischer Druck................... 4
1.3 Stofftransport...................... 4
1.3.1 Stofftransport in Gasen
und Flüssigkeiten.................... 4
1.3.2 Stofftransport durch Membranen......... 5
1.3.3 Intrazellulärer Transport................ 7
1.3.4 Stofftransport über Zellverbände.......... 8
1.4 Zellorganisation und Beweglichkeit........ 9
1.4.1 Zellmembran und Zytosol.............. 9
1.4.2 Organellen........................ 10
1.5 Elektrische Phänomene an Zellen ......... 12
1.5.1 Grundphänomene und
-funktionen
........ 12
1.5.2 Funktion erregbarer Zellen.............. 13
1.6 Zeilproliferation und Zelltod............. 15
1.6.1 Zellproliferation..................... 15
1.6.2 Zelltod........................... 16
2 Blut und Immunsystem .............. 18
2.1 Blut ............................ 18
2.1.1 Zelluläre Blutbestandteile.............. 18
2.1.2 Plasma........................... 18
2.2 Erythrozyten....................... 19
2.2.1 Eigenschaften und Funktion............. 19
2.2.2
Pathophysiologie
der Erythrozyten........ 21
2.3 Blutplasma........................ 23
2.3.1 Transportfunktion................... 23
2.3.2 Niedermolekulare Bestandteile........... 23
2.3.3 Plasmaproteine..................... 23
2.4 Hämostase und Fibrinolyse ............. 27
2.4.1 Thrombozyten ..................... 27
2.4.2 Hämostase........................ 28
2.4.3 Fibrinolyse........................ 30
2.5 Abwehrsystem und zelluläre Identität
(Immunologie)..................... 32
2.5.1 Leukozyten........................ 32
2.5.2 Unspezifische Abwehr................. 34
2.53 Spezifische Abwehr.................. 35
2.5.4 Entzündungsreaktionen ............... 37
2.5.5 Blutgruppen....................... 38
3 Herz............................ 41
3.1 Elektrophysiologie des Herzens........... 42
3.1.1 Spezielle Elektrophysiologie des Myokards ... 42
3.1.2 Erregungsbildungs und -leitungssystem..... 46
3.1.3 Elektromechanische Kopplung........... 47
3.1.4 Elektrokardiographie................. 48
3.2 Mechanik des Herzens................. 55
3.2.1 Grundlagen der Muskelkontraktion........ 55
3.2.2 Herzklappen....................... 57
3.2.3 Herzzyklus........................ 59
3.2.4 Füllung des Herzens.................. 60
3.3 Ernährung des Herzens................ 65
3.3.1 Koronardurchblutung................. 65
3.3.2 Energieumsatz ..................... 66
3.4 Steuerung der Herztätigkeit............. 67
3.4.1 Frank-Starling-Mechanismus ............ 67
3.4.2 Herznerven........................ 68
3.4.3 Funktionsabhängige Anpassung.......... 68
4 Kreislauf......................... 71
4.1 Allgemeine Grundlagen ............... 72
4.1.1 Physikalische Gesetzmäßigkeiten ......... 72
4.1.2 Funktionelle Gefäßabschnitte............ 73
4.1.3 Druck........................... 75
4.1.4 Strömung......................... 76
4.1.5 Strömungswiderstand................. 77
4.1.6 Blutvolumen....................... 77
4.1.7 Stoffaustausch...................... 78
4.2 Hochdrucksystem ................... 81
4.2.1 Blutdruckregulation.................. 81
4.2.2 Störungen der Blutdruckregulation........ 85
4.2.3 Kardiovaskulärer Schock............... 86
4.2.4 Blutdruckmessung................... 86
4.3 Niederdrucksystem .................. 88
43.1 Bestandteile, Volumen und Druckwerte
des Niederdrucksystems............... 88
4.3.2 ZentralerVenendruck................. 88
4.4 Organdurchblutung.................. 89
4.4.1 Grundmechanismen.................. 89
4.4.2 Lunge........................... 93
4.4.3 Gehirn........................... 93
XII
Inhaltsverzeichnis
4.4.4 Niere............................ 93
4.4.5 Haut............................ 94
4.4.6 Herz............................ 94
4.4.7 Skelettmuskel......................94
4.4.8 Splanchnikusgebiet.................. 94
4.4.9 Durchblutungsmessung...............95
4.5 Fetaler und plazentarer Kreislauf..........96
4.5.1 Blutströmung in Plazenta und fetalem Kreislauf 96
4.5.2 Kreislaufumstellung nach der Geburt.......97
4.6 Ischämie.........................97
4.6.1 Ischämiefolgen.....................97
4.6.2 Wiederbelebungszeit.................98
5 Atmung.........................99
5.1 Morphologische Grundlagen............100
5.1.1 Strukturen der Lunge.................100
5.1.2 Blutversorgung der Lunge..............100
5.2 Nichtrespiratorische Lungenfunktion.......100
5.2.1 Aufgaben zuführender Atem wege.........100
5.2.2 Regulation der Atemwege..............101
5.3 Physikalische Grundlagen..............102
5.3.1 Eigenschaften von Gasen...............102
5.3.2 Gasdiffusion.......................103
5.4 Atemmechanik.....................104
5.4.1 Lungenvolumina und Statik
des Atemapparates ..................104
5.4.2 Dynamik des Atemapparates............106
5.5 Lungenperfusion....................114
5.5.1 Eigenschaften der Lungengefäße .........114
5.5.2 Beeinflussbarkeit der Lungenperfusion......114
5.6 Gasaustausch in der Lunge..............115
5.6.1 Oj-Aufnahme, COj-Abgabe .............115
5.6.2 Ventilation........................115
5.6.3 Diffusion.........................115
5.6.4 Verteilung von Ventilation und Perfusion.....116
5.7 Atemgastransport im Blut..............117
5.7.1 O2..............................-117
5.7.2 CO2.............................121
5.7.3 Wechselwirkung zwischen
O2- und COj-Bindung.................122
5.8 Atmungsregulation..................123
5.8.1 Atemzentren, Atemreize...............123
5.8.2 Formen normaler und veränderter Atmung ... 125
5.9 Atmen unter ungewöhnlichen Bedingungen . . 127
5.9.1 Atmen in der Höhe...................127
5.9.2 Tauchen..........................128
5.9.3 Atemspende.......................128
5.10 Säure-Basen-Gleichgewicht und Pufferung ...129
5.10.1 Pufferung und
НЧопеп
................129
5.10.2 Pufferung und COa-Austausch............131
5.10.3 Säure-Basen-Haushalt.................131
5.10.4 Störungen des SSure-Basenaushaltes.......134
6
Arbeits- und Leistungsphysiologie.......139
6.1 Allgemeine Grundlagen ...............140
6.1.1 Muskelarbeit.......................140
6.1.2 Kurzzeitbelastung und Ausdauerleistung .... 141
6.2 Organbeteiligung ...................142
6.2.1 Blut.............................142
6.2.2 Lunge...........................143
6.2.3 Kreislaufsystem.....................143
6.2.4 Skelettmuskel......................144
6.2.5 ZNS.............................145
6.3 Erfassung von Leistung und Leistungs¬
beurteilung .......................146
6.3.1 Spiroergometrie ....................146
6.3.2 Training..........................146
6.3.3 Ermüdung und Erholung...............147
7 Ernährung, Verdauungstrakt, Leber......149
7.1 Ernährung........................150
7.1.1 Nahrungsmittel.....................150
7.1.2 Inadäquate Ernährung ................153
7.1.3 Regulation der Nahrungsaufnahme........155
7.2 Motorik des Magen-Darm-Traktes.........158
7.2.1 Grundlagen .......................158
7.2.2 Kauen und Schlucken.................160
7.2.3 Magen...........................160
7.2.4 Erbrechen.........................161
7.2.5 Dünn-und Dickdarm, Defäkation .........161
7.3 Sekretion.........................163
7.3.1 Grundlagen........................163
7.3.2 Mund, Rachen, Ösophagus..............164
7.3.3 Magen...........................165
7.3.4
Pankreas
.........................167
7.3.5 Leber und Galle.....................168
7.3.6 Dünn- und Dickdarmsekrete, Stuhl, Darmflora . . 170
7.4 Aufschluss der Nahrung ...............173
7.4.1 Kohlenhydrate......................173
7.4.2 Proteine..........................173
7.4.3
Lipide
...........................174
7.5 Absorption........................174
7.5.1 Eigenschaften intestinaler Epithelien.......174
7.5.2 Monosaccharide, Aminosäuren, Oligopeptide . . 175
7.5.3
Lipide
...........................175
7.5.4 Wasser und
Elektrolyte
................176
Inhaltsverzeichnis
XIII
7.5.5 Sonstige Nahrungsbestandteile ..........176
7.6
Integrative
Steuerung
der Magen-Darm-Funktion..............178
7.6.1 Zeitliche Koordination der digestiven
und interdigestiven Verdauungsaktivität.....178
7.6.2
Gastrointestinale
Hormone .............178
7.6.3 Durchfall.........................178
8 Energie-und Wärmehaushalt..........181
8.1 Energiehaushalt.....................182
8.1.1 Grundlagen biologischer Energetik........182
8.1.2 Energiequellen.....................182
8.1.3 Energieumsatz .....................183
8.2 Wärmehaushalt.....................185
8.2.1 Körpertemperatur...................185
8.2.2 Wärmebildung .....................186
8.2.3 Wärmeabgabe und-aufnähme...........186
8.2.4 Temperaturregulation.................188
8.2.5 Akklimatisation.....................190
9 Wasser und Elektrolythaushalt,
Nierenfunktion....................193
9.1 Wasser- und Elektrolythaushalt...........194
9.1.1 Allgemeine Grundlagen ...............194
9.1.2 Flüssigkeitsräume ...................195
9.1.3 Wasser...........................197
9.1.4 Natrium..........................199
9.1.5 Kalium...........................200
9.1.6
Calcium
..........................203
9.1.7 Phosphat.........................205
9.1.8 Magnesium .......................206
9.2 Niere............................209
9.2.1 Bau und Funktion....................209
9.2.2 Durchblutung......................209
9.2.3 Filtration.........................212
9.2.4 Transport an renalen Epithelien...........215
9.2.5 Resorption, Sekretion.................216
9.2.6 Harnkonzentrierung..................221
9.2.7 Globale Nierenfunktion und Regulation.....224
9.2.8 Stoffwechsel und Hormonbildung.........226
9.2.9 Ableitende Harnwege.................227
9.2.10 Messgrößen der Nierenfunktion..........228
10 Hormonale Regulation...............235
10.1 Grundlagen und Allgemeines............236
10.1.1 Funktionelle Struktur des Hormonsystems . . . .236
10.1.2 Hormoneigenschaften ................239
10.1.3 Signalkette........................243
10.1.4 Neuroendokrine Signalübertragung........247
10.2 Wasser und Elektrolythaushalt ...........249
10.2.1 ADH............................249
10.2.2 Aldosteron........................250
10.2.3 Natriuretische Faktoren................252
10.2.4 Calcium-Phosphat-Haushalt regulierende
Hormone.........................252
10.3 Energiehaushalt und Wachstum ..........254
10.3.1
STH,
Somatotropin...................254
10.3.2 Schilddrüsenhormone T3,T4.............256
10.3.3 Glukokortikoide.....................258
10.3.4 Insulin...........................262
10.3.5 Glukagon.........................265
10.3.6 Adrenalin.........................265
11 Sexualentwicklung und Reproduktions¬
physiologie .......................269
11.1 Geschlechtsfestlegung und Pubertät.......271
11.1.1 Geschlechtsentwicklung...............271
11.1.2 Störungen der Geschlechtsentwicklung.....271
11.2 Weibliche Sexualhormone..............272
11.2.1 Regulation der weiblichen Sexualhormone . . .272
11.2.2 Wirkungen der weiblichen Sexualhormone ...273
11.2.3 Überschuss und Mangel an weiblichen
Sexualhormonen....................274
11.2.4 Oxytozin und Prolaktin................274
11.3 Menstruationszyklus..................275
11.3.1 Zyklusphasen......................275
11.3.2 Hormonelle Verhütungsmittel............276
11.4
Androgene
........................276
11.4.1 Synthese und Regulation von Testosteron . . . .276
11.4.2 Testosteronwirkungen ................277
11.4.3 Störungen derTestosteronausschüttung
oderWirkung ......................278
11.5 Gameten.........................279
11.5.1 Oozyten..........................279
11.5.2 Spermien.........................279
11.6 Kohabitation und Befruchtung...........279
11.6.1 Kohabitation.......................279
11.6.2 Befruchtung.......................280
11.7 Schwangerschaft....................281
11.7.1 Hormonelle Umstellung ...............281
11.7.2 Plazenta..........................281
11.7.3 Umstellung im mütterlichen Organismus ....282
11.8 Fetus............................283
11.8.1 Wachstum, Endokrines System...........283
11.8.2 Organentwicklung...................283
11.9 Geburt...........................285
XIV
Inhaltsverzeichnis
11.9.1 Hormonelle und vegetativ-nervale Steuerung 13.1.3
der Uteruskontraktionen...............285 13.1.4
11.9.2 Wehentätigkeit.....................285 13.1.5
11.9.3 Anpassung des Neugeborenen...........285 13.2
11.9.4 Umstellung der Mutter nach der Geburt.....286 13.2.1
11.10 Laktation.........................286 13.2.2
11.10.1 Mechanismen und Regulation mütterlicher 13.2.3
Milchproduktion....................286 13.3
11.10.2 Muttermilch.......................287 13.3.1
11.11 Alter............................287 13.3.2
11.11.1 Wechseljahre,
Menopause
..............287
11.11.2 Hormonsubstitution..................287 14
14.1
12 Funktionsprinzipien des Nervensystems . . 289
12.1 lonenkanäle.......................290 14.1.1
12.1.1 Kationenkanäle.....................290 14.1.2
12.1.2 Cl-Kanäle.........................291 14.2
12.2 Ruhemembranpotenzial...............291
12.2.1 lonengradienten und Permeabilitäten ......291
12.2.2 Gleichgewichtspotenziale, Membranpotenzial 292 14.2.1
12.3 Signalübertragung ¡n Zellen.............292 14.2.2
12.3.1 Passive elektrische Eigenschaften .........292
12.3.2 Aktionspotenzial....................294 14.3
12.3.3 Fortleitung des Aktionspotenzials.........295
12.3.4 Intrazellulärer Transport ...............297 14.3.1
12.4 Signalübertragung zwischen Zellen........298 14.3.2
12.4.1 Prinzipien synaptischer Übertragung.......298 14.3.3
12.4.2 Transmitterfreisetzung................298 14.3.4
12.4.3
Transmitter
........................299
12.4.4 Übertragung an der motorischen Endplatte ... 301 15
12.4.5 Ligandengesteuerte Übertragung an zentralen 15.1
Synapsen.........................302 15.1.1
12.5 Signalverarbeitung im Nervensystem.......305 15.1.2
12.5.1 Elementarmechanismen...............305 15.2
12.5.2 Verarbeitung in Neuronenpopulationen.....305 15.2.1
12.6 Funktionsprinzipien sensorischer Systeme .... 307 15.2.2
12.6.1 Allgemeine Aspekte..................307 15.3
12.6.2 Rezeptorpotenzial...................307 15.3.1
12.6.3 Transformation der Reize...............307 15.3.2
12.7 Gliazellen und
Liquor
.................308 1S.4
12.7.1 Gliazellen.........................308 15.4.1
12.7.2
Liquor
...........................309 15.4.2
12.7.3 Blut-Hirn-Schranke...................311 15.4.3
15.4.4
13 Muskulatur.......................313 15.45
13.1 Allgemeine Muskelphysiologie...........314 15.5
13.1.1 Myofilamente......................314 15.5.1
13.1.2 Sarkolemm........................317 15.52
Sarkoplasmatisches Retikulum...........318
Sarkoplasma.......................320
Energieumwandlung .................320
Quergestreifte Muskulatur..............322
Allgemeine Grundlagen ...............322
Skelettmuskel......................322
Herzmuskel........................324
GlatterMuskel......................325
Kontraktionsauslösung im glatten Muskel .... 325
Regulation der glatten Muskelaktivität......325
Vegetatives Nervensystem............327
Morphologische Grundlagen, Entwicklung,
Wachstumsfaktoren..................328
Strukturelle Organisation...............328
Afferenzen, Darmnervensystem ..........329
Zelluläre und molekulare Mechanismen
der Signaltransduktion im vegetativen
Nervensystem......................330
Synaptische Übertragung in den Ganglien.... 330
Informationsübertragung von postganglionären
Axonen auf Zielorgane................330
Funktionelle Organisation des Vegetativen
Nervensystems.....................334
Vegetative Steuerungen ...............334
Vegetative Reflexe...................334
Supraspinale Kontrolle durch das Stammhirn . . 336
Hypotnalamische und limbische Steuerung . . . 336
Motorik .........................341
ProgrammierungderWillkürbewegung......343
Von der Bewegungsabsicht zur Bewegung . . .343
Bewegungsformen...................343
Motorische Repräsentation auf dem Kortex . . . 344
Primärer motorischer Kortex.............344
Prä- und supplementärmotorischer Kortex . . . 345
Efferente
Projektion der motorischen Kortizes . . 345
Prinzipielle Verschaltungsmuster..........345
Projektion in subkortikale Gebiete.........345
Neuronale Systeme des Rückenmarks.......347
Neuronentypen und ihre Lage...........347
Reflexsysteme des Rückenmarks..........347
Reflexsystem der Muskelspindelafferenz.....349
Reflexsystem der Golgi-Sehennorgane......351
Reflexsystem der Beugereflexe...........351
Motorische Funktionen des Hirnstamms.....353
Augenmotorik......................353
Bewegungs- und Lagesinn..............353
Inhaltsverzeichnis
XV
15.5.3
Vestíbulariskeme
und motorische Funktionen . .354
15.5.4 Andere motorische Funktionen
des Hirnstammes....................354
15.6 Basalganglien......................356
15.6.1 Verschaltung/Informationsfluss...........356
15.6.2 Verarbeitungsprinzipien...............356
15.6.3 Störungen der Motorik................357
15.7
Cerebellum
........................359
15.7.1 Verschaltung, Informationsfluss ..........359
15.7.2 Verarbeitungsprinzipien...............359
15.7.3 Störungen der Motorik................361
15.8 Integrale motorische Funktionen
des Zentralnervensystems..............362
15.8.1 Laufen und Gehen...................362
15.8.2 Stehen und Gleichgewicht..............362
15.8.3 Ergreifen eines Gegenstandes............363
15.8.4 Motorisches Lernen..................363
15.8.5 Sprache..........................363
15.9 Störungen der Motorik................364
15.9.1 Muskeltonus.......................364
15.9.2 Spastik...........................364
15.9.3
Tremor
...........................364
15.9.4 Querschnittsverletzung des Rückenmarks . . . .365
16 Somatoviszerale Sensorik.............367
16.1 Funktionelle und morphologische Grundlagen 368
16.1.1 Einteilung, Modalitäten und Qualitäten......368
16.1.2 Rezeptive Strukturen .................368
16.1.3 Afferente und zentrale Strukturen.........370
16.2 Tastsinn..........................375
16.2.1 Qualitäten........................375
16.2.2 Eigenschaften der Rezeptoren ...........375
16.2.3 Funktionelle Organisation..............376
16.2.4 Besonderheiten des Tastsinnes der Hand.....376
16.3 Temperatursinn.....................377
16.3.1
WarnrwKaltsensoren,
afferente
Bahnen
und zentralnervöse Projektionen..........377
16.3.2 Funktionelle Organisation des Warm/Kaltsinnes 378
16.4 Tiefensensibilität....................379
16.4.1 Funktionelle Organisation..............379
16.4.2 Biologische Bedeutung der Tiefensensibilität . . 379
16.5 Viszerale Sensorik....................380
16.5.1 Periphere und zentrale Sensoren..........380
16.5.2 Viszerale Sensibilität..................380
16.5.3 Viszerale Reflexe....................381
16.6 Nozizeption.......................381
16.6.1 Nozizeptorerregung..................381
16.6.2 Nervenläsionen.....................382
16.6.3 Spinale Organisation der Nozizeption.......382
16.6.4 Supraspinale Organisation von Nozizeption
und Schmerz.......................383
16.6.5 Endogene Schmerzhemmung ...........383
16.7 Störungen der somatoviszeralen Sensibilität ..385
16.7.1 Periphere Störungen..................385
16.7.2 Zentrale Störungen ..................385
17 Visuelles System ...................389
17.1 Dioptischer Apparat..................390
17.1.1 Physikalische Grundlagen..............390
17.1.2 Auge als optisches System..............391
17.1.3 Abbildungsfehler....................391
17.1.4 Akkomodation .....................392
17.1.5 Pupille...........................393
17.1.6 Augeninnendruck...................394
17.1.7 Tränen...........................394
17.1.8 Augenmotorik......................394
17.2 Signalverarbeitung in der Retina..........397
17.2.1 Aufbau der Retina ...................397
17.2.2 Transduktionsprozess.................398
17.2.3 Neuronale Verarbeitungsprozesse.........399
17.2.4 Retinale Mechanismen des Farbensehens ....401
17.3 Zentrale Repräsentation des visuellen Systems 403
17.3.1 Gesichtsfeld.......................403
17.3.2 Verlauf der Sehbahn..................403
17.4 Informationsverarbeitung in der Sehbahn . . . .404
17.4.1 Verschaltung der Sehbahn..............404
17.4.2 Retina...........................405
17.4.3 Corpus geniculatum laterale.............405
17.4.4 Visuelle
Cortices
.....................405
17.4.5 Tiefenwahrnehmung .................406
18 Auditorisches System................409
18.1 Physiologische Akustik................410
18.1.1 Grundbegriffe......................410
18.1.2 Testverfahren......................411
18.2 Gehörgang und Mittelohr..............413
18.2.1 Außenohr und Gehörgang..............413
18.2.2 Mittelohr.........................413
18.3 Innenohr.........................414
18.3.1 Bau des Innenohrs...................414
18.3.2 Innenohrschwerhörigkeit...............415
18.4 Zentrale Hörbahn und kortikale Repräsentation 417
18.4.1 Verschaltungen der Hörbahn............417
18.4.2 Zentrale Tonanalyse..................418
18.5 Sprachbildung und Sprachverständnis......419
18.5.1 Stimmbildung......................419
XVI Inhaltsverzeichnis
18.5.2 Sprachverständnis...................420
18.5.3 Aphasien.........................420
18.6 Gleichgewichtssinn ..................422
18.6.1 Bau der Gleichgewichtsorgane...........422
18.6.2 Reizaufnahme und Erregung
im Gleichgewichtsorgan...............423
18.6.3 Verschaltungen des Gleichgewichtssinns ....423
18.6.4 Störungen des Gleichgewichtssinns........424
18.6.5 Prüfung des Gleichgewichtssinns .........424
19 Chemische Sinne...................427
19.1 Grundlagen chemischer Sinne ...........428
19.1.1 Einteilung, morphologische Grundlagen
und sensorische Funktionen.............428
19.1.2 Schutzreflexe, viszerale und sekretorische
Reflexe ..........................429
19.2 Geschmack........................430
19.2.1 Geschmacksqualitäten und
Psychophysiologie
des Geschmacks ....................430
19.2.2 Sensoren.........................430
19.2.3 Zentrale Projektionen.................430
19.2.4 Störungen der Geschmacksempfindung.....431
19.3 Geruch ..........................432
19.3.1 Sinnesmodalitäten, Qualitäten
und
Psychophysiologie des
Geruchs........432
19.3.2 Transduktionsprozesse................432
19.3.3 Bahnen und zentralnervöse Verarbeitung ....432
19.3.4 Assoziationsregionen für den Geruchssinn . . . .432
19.3.5 Störungen der Geruchswahrnehmung......432
20
Integrative
Leistungen
des Zentralnervensystems............435
20.1 Allgemeine Physiologie und funktionelle
Anatomie der Großhirnrinde.............436
20.1.1 Organisation der Großhirnrinde ..........436
20.1.2 Kortikale Felder.....................437
20.1.3 Kortikale Asymmetrie, Händigkeit
und Sprachfunktion..................438
20.1.4 Elektrophysiologische Analyse
derHimrindenaktivität.................438
20.2
Integrative
Funktionen durch Interaktionen
zwischen Hirnrinde und subkortikalen
Hirnregionen ......................442
20.2.1 Zirkadiane
Periodik
...................442
20.2.2 Bewusstsein.......................445
20.2.3 Plastizität, Gedächtnis und Lernen.........446
20.2.4 Triebverhalten, Motivationen
und Emotionen.....................448
Sachverzeichnis.........................455
|
| adam_txt |
Inhaltsverzeichnis
XI
1 Allgemeine und Zellphysiologie,
Zellerregung. 1
1.1 Stoffmenge und Konzentration. 2
1.1.1 Konzentrationen. 2
1.1.2 Lösung von Gasen. 3
1.2 Osmose. 3
1.2.1 Transport von Wasser. 3
1.2.2 Onkotischer Druck. 4
1.3 Stofftransport. 4
1.3.1 Stofftransport in Gasen
und Flüssigkeiten. 4
1.3.2 Stofftransport durch Membranen. 5
1.3.3 Intrazellulärer Transport. 7
1.3.4 Stofftransport über Zellverbände. 8
1.4 Zellorganisation und Beweglichkeit. 9
1.4.1 Zellmembran und Zytosol. 9
1.4.2 Organellen. 10
1.5 Elektrische Phänomene an Zellen . 12
1.5.1 Grundphänomene und
-funktionen
. 12
1.5.2 Funktion erregbarer Zellen. 13
1.6 Zeilproliferation und Zelltod. 15
1.6.1 Zellproliferation. 15
1.6.2 Zelltod. 16
2 Blut und Immunsystem . 18
2.1 Blut . 18
2.1.1 Zelluläre Blutbestandteile. 18
2.1.2 Plasma. 18
2.2 Erythrozyten. 19
2.2.1 Eigenschaften und Funktion. 19
2.2.2
Pathophysiologie
der Erythrozyten. 21
2.3 Blutplasma. 23
2.3.1 Transportfunktion. 23
2.3.2 Niedermolekulare Bestandteile. 23
2.3.3 Plasmaproteine. 23
2.4 Hämostase und Fibrinolyse . 27
2.4.1 Thrombozyten . 27
2.4.2 Hämostase. 28
2.4.3 Fibrinolyse. 30
2.5 Abwehrsystem und zelluläre Identität
(Immunologie). 32
2.5.1 Leukozyten. 32
2.5.2 Unspezifische Abwehr. 34
2.53 Spezifische Abwehr. 35
2.5.4 Entzündungsreaktionen . 37
2.5.5 Blutgruppen. 38
3 Herz. 41
3.1 Elektrophysiologie des Herzens. 42
3.1.1 Spezielle Elektrophysiologie des Myokards . 42
3.1.2 Erregungsbildungs und -leitungssystem. 46
3.1.3 Elektromechanische Kopplung. 47
3.1.4 Elektrokardiographie. 48
3.2 Mechanik des Herzens. 55
3.2.1 Grundlagen der Muskelkontraktion. 55
3.2.2 Herzklappen. 57
3.2.3 Herzzyklus. 59
3.2.4 Füllung des Herzens. 60
3.3 Ernährung des Herzens. 65
3.3.1 Koronardurchblutung. 65
3.3.2 Energieumsatz . 66
3.4 Steuerung der Herztätigkeit. 67
3.4.1 Frank-Starling-Mechanismus . 67
3.4.2 Herznerven. 68
3.4.3 Funktionsabhängige Anpassung. 68
4 Kreislauf. 71
4.1 Allgemeine Grundlagen . 72
4.1.1 Physikalische Gesetzmäßigkeiten . 72
4.1.2 Funktionelle Gefäßabschnitte. 73
4.1.3 Druck. 75
4.1.4 Strömung. 76
4.1.5 Strömungswiderstand. 77
4.1.6 Blutvolumen. 77
4.1.7 Stoffaustausch. 78
4.2 Hochdrucksystem . 81
4.2.1 Blutdruckregulation. 81
4.2.2 Störungen der Blutdruckregulation. 85
4.2.3 Kardiovaskulärer Schock. 86
4.2.4 Blutdruckmessung. 86
4.3 Niederdrucksystem . 88
43.1 Bestandteile, Volumen und Druckwerte
des Niederdrucksystems. 88
4.3.2 ZentralerVenendruck. 88
4.4 Organdurchblutung. 89
4.4.1 Grundmechanismen. 89
4.4.2 Lunge. 93
4.4.3 Gehirn. 93
XII
Inhaltsverzeichnis
4.4.4 Niere. 93
4.4.5 Haut. 94
4.4.6 Herz. 94
4.4.7 Skelettmuskel.94
4.4.8 Splanchnikusgebiet. 94
4.4.9 Durchblutungsmessung.95
4.5 Fetaler und plazentarer Kreislauf.96
4.5.1 Blutströmung in Plazenta und fetalem Kreislauf 96
4.5.2 Kreislaufumstellung nach der Geburt.97
4.6 Ischämie.97
4.6.1 Ischämiefolgen.97
4.6.2 Wiederbelebungszeit.98
5 Atmung.99
5.1 Morphologische Grundlagen.100
5.1.1 Strukturen der Lunge.100
5.1.2 Blutversorgung der Lunge.100
5.2 Nichtrespiratorische Lungenfunktion.100
5.2.1 Aufgaben zuführender Atem wege.100
5.2.2 Regulation der Atemwege.101
5.3 Physikalische Grundlagen.102
5.3.1 Eigenschaften von Gasen.102
5.3.2 Gasdiffusion.103
5.4 Atemmechanik.104
5.4.1 Lungenvolumina und Statik
des Atemapparates .104
5.4.2 Dynamik des Atemapparates.106
5.5 Lungenperfusion.114
5.5.1 Eigenschaften der Lungengefäße .114
5.5.2 Beeinflussbarkeit der Lungenperfusion.114
5.6 Gasaustausch in der Lunge.115
5.6.1 Oj-Aufnahme, COj-Abgabe .115
5.6.2 Ventilation.115
5.6.3 Diffusion.115
5.6.4 Verteilung von Ventilation und Perfusion.116
5.7 Atemgastransport im Blut.117
5.7.1 O2.-117
5.7.2 CO2.121
5.7.3 Wechselwirkung zwischen
O2- und COj-Bindung.122
5.8 Atmungsregulation.123
5.8.1 Atemzentren, Atemreize.123
5.8.2 Formen normaler und veränderter Atmung . 125
5.9 Atmen unter ungewöhnlichen Bedingungen . . 127
5.9.1 Atmen in der Höhe.127
5.9.2 Tauchen.128
5.9.3 Atemspende.128
5.10 Säure-Basen-Gleichgewicht und Pufferung .129
5.10.1 Pufferung und
НЧопеп
.129
5.10.2 Pufferung und COa-Austausch.131
5.10.3 Säure-Basen-Haushalt.131
5.10.4 Störungen des SSure-Basenaushaltes.134
6
Arbeits- und Leistungsphysiologie.139
6.1 Allgemeine Grundlagen .140
6.1.1 Muskelarbeit.140
6.1.2 Kurzzeitbelastung und Ausdauerleistung . 141
6.2 Organbeteiligung .142
6.2.1 Blut.142
6.2.2 Lunge.143
6.2.3 Kreislaufsystem.143
6.2.4 Skelettmuskel.144
6.2.5 ZNS.145
6.3 Erfassung von Leistung und Leistungs¬
beurteilung .146
6.3.1 Spiroergometrie .146
6.3.2 Training.146
6.3.3 Ermüdung und Erholung.147
7 Ernährung, Verdauungstrakt, Leber.149
7.1 Ernährung.150
7.1.1 Nahrungsmittel.150
7.1.2 Inadäquate Ernährung .153
7.1.3 Regulation der Nahrungsaufnahme.155
7.2 Motorik des Magen-Darm-Traktes.158
7.2.1 Grundlagen .158
7.2.2 Kauen und Schlucken.160
7.2.3 Magen.160
7.2.4 Erbrechen.161
7.2.5 Dünn-und Dickdarm, Defäkation .161
7.3 Sekretion.163
7.3.1 Grundlagen.163
7.3.2 Mund, Rachen, Ösophagus.164
7.3.3 Magen.165
7.3.4
Pankreas
.167
7.3.5 Leber und Galle.168
7.3.6 Dünn- und Dickdarmsekrete, Stuhl, Darmflora . . 170
7.4 Aufschluss der Nahrung .173
7.4.1 Kohlenhydrate.173
7.4.2 Proteine.173
7.4.3
Lipide
.174
7.5 Absorption.174
7.5.1 Eigenschaften intestinaler Epithelien.174
7.5.2 Monosaccharide, Aminosäuren, Oligopeptide . . 175
7.5.3
Lipide
.175
7.5.4 Wasser und
Elektrolyte
.176
Inhaltsverzeichnis
XIII
7.5.5 Sonstige Nahrungsbestandteile .176
7.6
Integrative
Steuerung
der Magen-Darm-Funktion.178
7.6.1 Zeitliche Koordination der digestiven
und interdigestiven Verdauungsaktivität.178
7.6.2
Gastrointestinale
Hormone .178
7.6.3 Durchfall.178
8 Energie-und Wärmehaushalt.181
8.1 Energiehaushalt.182
8.1.1 Grundlagen biologischer Energetik.182
8.1.2 Energiequellen.182
8.1.3 Energieumsatz .183
8.2 Wärmehaushalt.185
8.2.1 Körpertemperatur.185
8.2.2 Wärmebildung .186
8.2.3 Wärmeabgabe und-aufnähme.186
8.2.4 Temperaturregulation.188
8.2.5 Akklimatisation.190
9 Wasser und Elektrolythaushalt,
Nierenfunktion.193
9.1 Wasser- und Elektrolythaushalt.194
9.1.1 Allgemeine Grundlagen .194
9.1.2 Flüssigkeitsräume .195
9.1.3 Wasser.197
9.1.4 Natrium.199
9.1.5 Kalium.200
9.1.6
Calcium
.203
9.1.7 Phosphat.205
9.1.8 Magnesium .206
9.2 Niere.209
9.2.1 Bau und Funktion.209
9.2.2 Durchblutung.209
9.2.3 Filtration.212
9.2.4 Transport an renalen Epithelien.215
9.2.5 Resorption, Sekretion.216
9.2.6 Harnkonzentrierung.221
9.2.7 Globale Nierenfunktion und Regulation.224
9.2.8 Stoffwechsel und Hormonbildung.226
9.2.9 Ableitende Harnwege.227
9.2.10 Messgrößen der Nierenfunktion.228
10 Hormonale Regulation.235
10.1 Grundlagen und Allgemeines.236
10.1.1 Funktionelle Struktur des Hormonsystems . . . .236
10.1.2 Hormoneigenschaften .239
10.1.3 Signalkette.243
10.1.4 Neuroendokrine Signalübertragung.247
10.2 Wasser und Elektrolythaushalt .249
10.2.1 ADH.249
10.2.2 Aldosteron.250
10.2.3 Natriuretische Faktoren.252
10.2.4 Calcium-Phosphat-Haushalt regulierende
Hormone.252
10.3 Energiehaushalt und Wachstum .254
10.3.1
STH,
Somatotropin.254
10.3.2 Schilddrüsenhormone T3,T4.256
10.3.3 Glukokortikoide.258
10.3.4 Insulin.262
10.3.5 Glukagon.265
10.3.6 Adrenalin.265
11 Sexualentwicklung und Reproduktions¬
physiologie .269
11.1 Geschlechtsfestlegung und Pubertät.271
11.1.1 Geschlechtsentwicklung.271
11.1.2 Störungen der Geschlechtsentwicklung.271
11.2 Weibliche Sexualhormone.272
11.2.1 Regulation der weiblichen Sexualhormone . . .272
11.2.2 Wirkungen der weiblichen Sexualhormone .273
11.2.3 Überschuss und Mangel an weiblichen
Sexualhormonen.274
11.2.4 Oxytozin und Prolaktin.274
11.3 Menstruationszyklus.275
11.3.1 Zyklusphasen.275
11.3.2 Hormonelle Verhütungsmittel.276
11.4
Androgene
.276
11.4.1 Synthese und Regulation von Testosteron . . . .276
11.4.2 Testosteronwirkungen .277
11.4.3 Störungen derTestosteronausschüttung
oderWirkung .278
11.5 Gameten.279
11.5.1 Oozyten.279
11.5.2 Spermien.279
11.6 Kohabitation und Befruchtung.279
11.6.1 Kohabitation.279
11.6.2 Befruchtung.280
11.7 Schwangerschaft.281
11.7.1 Hormonelle Umstellung .281
11.7.2 Plazenta.281
11.7.3 Umstellung im mütterlichen Organismus .282
11.8 Fetus.283
11.8.1 Wachstum, Endokrines System.283
11.8.2 Organentwicklung.283
11.9 Geburt.285
XIV
Inhaltsverzeichnis
11.9.1 Hormonelle und vegetativ-nervale Steuerung 13.1.3
der Uteruskontraktionen.285 13.1.4
11.9.2 Wehentätigkeit.285 13.1.5
11.9.3 Anpassung des Neugeborenen.285 13.2
11.9.4 Umstellung der Mutter nach der Geburt.286 13.2.1
11.10 Laktation.286 13.2.2
11.10.1 Mechanismen und Regulation mütterlicher 13.2.3
Milchproduktion.286 13.3
11.10.2 Muttermilch.287 13.3.1
11.11 Alter.287 13.3.2
11.11.1 Wechseljahre,
Menopause
.287
11.11.2 Hormonsubstitution.287 14
14.1
12 Funktionsprinzipien des Nervensystems . . 289
12.1 lonenkanäle.290 14.1.1
12.1.1 Kationenkanäle.290 14.1.2
12.1.2 Cl-Kanäle.291 14.2
12.2 Ruhemembranpotenzial.291
12.2.1 lonengradienten und Permeabilitäten .291
12.2.2 Gleichgewichtspotenziale, Membranpotenzial 292 14.2.1
12.3 Signalübertragung ¡n Zellen.292 14.2.2
12.3.1 Passive elektrische Eigenschaften .292
12.3.2 Aktionspotenzial.294 14.3
12.3.3 Fortleitung des Aktionspotenzials.295
12.3.4 Intrazellulärer Transport .297 14.3.1
12.4 Signalübertragung zwischen Zellen.298 14.3.2
12.4.1 Prinzipien synaptischer Übertragung.298 14.3.3
12.4.2 Transmitterfreisetzung.298 14.3.4
12.4.3
Transmitter
.299
12.4.4 Übertragung an der motorischen Endplatte . 301 15
12.4.5 Ligandengesteuerte Übertragung an zentralen 15.1
Synapsen.302 15.1.1
12.5 Signalverarbeitung im Nervensystem.305 15.1.2
12.5.1 Elementarmechanismen.305 15.2
12.5.2 Verarbeitung in Neuronenpopulationen.305 15.2.1
12.6 Funktionsprinzipien sensorischer Systeme . 307 15.2.2
12.6.1 Allgemeine Aspekte.307 15.3
12.6.2 Rezeptorpotenzial.307 15.3.1
12.6.3 Transformation der Reize.307 15.3.2
12.7 Gliazellen und
Liquor
.308 1S.4
12.7.1 Gliazellen.308 15.4.1
12.7.2
Liquor
.309 15.4.2
12.7.3 Blut-Hirn-Schranke.311 15.4.3
15.4.4
13 Muskulatur.313 15.45
13.1 Allgemeine Muskelphysiologie.314 15.5
13.1.1 Myofilamente.314 15.5.1
13.1.2 Sarkolemm.317 15.52
Sarkoplasmatisches Retikulum.318
Sarkoplasma.320
Energieumwandlung .320
Quergestreifte Muskulatur.322
Allgemeine Grundlagen .322
Skelettmuskel.322
Herzmuskel.324
GlatterMuskel.325
Kontraktionsauslösung im glatten Muskel . 325
Regulation der glatten Muskelaktivität.325
Vegetatives Nervensystem.327
Morphologische Grundlagen, Entwicklung,
Wachstumsfaktoren.328
Strukturelle Organisation.328
Afferenzen, Darmnervensystem .329
Zelluläre und molekulare Mechanismen
der Signaltransduktion im vegetativen
Nervensystem.330
Synaptische Übertragung in den Ganglien. 330
Informationsübertragung von postganglionären
Axonen auf Zielorgane.330
Funktionelle Organisation des Vegetativen
Nervensystems.334
Vegetative Steuerungen .334
Vegetative Reflexe.334
Supraspinale Kontrolle durch das Stammhirn . . 336
Hypotnalamische und limbische Steuerung . . . 336
Motorik .341
ProgrammierungderWillkürbewegung.343
Von der Bewegungsabsicht zur Bewegung . . .343
Bewegungsformen.343
Motorische Repräsentation auf dem Kortex . . . 344
Primärer motorischer Kortex.344
Prä- und supplementärmotorischer Kortex . . . 345
Efferente
Projektion der motorischen Kortizes . . 345
Prinzipielle Verschaltungsmuster.345
Projektion in subkortikale Gebiete.345
Neuronale Systeme des Rückenmarks.347
Neuronentypen und ihre Lage.347
Reflexsysteme des Rückenmarks.347
Reflexsystem der Muskelspindelafferenz.349
Reflexsystem der Golgi-Sehennorgane.351
Reflexsystem der Beugereflexe.351
Motorische Funktionen des Hirnstamms.353
Augenmotorik.353
Bewegungs- und Lagesinn.353
Inhaltsverzeichnis
XV
15.5.3
Vestíbulariskeme
und motorische Funktionen . .354
15.5.4 Andere motorische Funktionen
des Hirnstammes.354
15.6 Basalganglien.356
15.6.1 Verschaltung/Informationsfluss.356
15.6.2 Verarbeitungsprinzipien.356
15.6.3 Störungen der Motorik.357
15.7
Cerebellum
.359
15.7.1 Verschaltung, Informationsfluss .359
15.7.2 Verarbeitungsprinzipien.359
15.7.3 Störungen der Motorik.361
15.8 Integrale motorische Funktionen
des Zentralnervensystems.362
15.8.1 Laufen und Gehen.362
15.8.2 Stehen und Gleichgewicht.362
15.8.3 Ergreifen eines Gegenstandes.363
15.8.4 Motorisches Lernen.363
15.8.5 Sprache.363
15.9 Störungen der Motorik.364
15.9.1 Muskeltonus.364
15.9.2 Spastik.364
15.9.3
Tremor
.364
15.9.4 Querschnittsverletzung des Rückenmarks . . . .365
16 Somatoviszerale Sensorik.367
16.1 Funktionelle und morphologische Grundlagen 368
16.1.1 Einteilung, Modalitäten und Qualitäten.368
16.1.2 Rezeptive Strukturen .368
16.1.3 Afferente und zentrale Strukturen.370
16.2 Tastsinn.375
16.2.1 Qualitäten.375
16.2.2 Eigenschaften der Rezeptoren .375
16.2.3 Funktionelle Organisation.376
16.2.4 Besonderheiten des Tastsinnes der Hand.376
16.3 Temperatursinn.377
16.3.1
WarnrwKaltsensoren,
afferente
Bahnen
und zentralnervöse Projektionen.377
16.3.2 Funktionelle Organisation des Warm/Kaltsinnes 378
16.4 Tiefensensibilität.379
16.4.1 Funktionelle Organisation.379
16.4.2 Biologische Bedeutung der Tiefensensibilität . . 379
16.5 Viszerale Sensorik.380
16.5.1 Periphere und zentrale Sensoren.380
16.5.2 Viszerale Sensibilität.380
16.5.3 Viszerale Reflexe.381
16.6 Nozizeption.381
16.6.1 Nozizeptorerregung.381
16.6.2 Nervenläsionen.382
16.6.3 Spinale Organisation der Nozizeption.382
16.6.4 Supraspinale Organisation von Nozizeption
und Schmerz.383
16.6.5 Endogene Schmerzhemmung .383
16.7 Störungen der somatoviszeralen Sensibilität .385
16.7.1 Periphere Störungen.385
16.7.2 Zentrale Störungen .385
17 Visuelles System .389
17.1 Dioptischer Apparat.390
17.1.1 Physikalische Grundlagen.390
17.1.2 Auge als optisches System.391
17.1.3 Abbildungsfehler.391
17.1.4 Akkomodation .392
17.1.5 Pupille.393
17.1.6 Augeninnendruck.394
17.1.7 Tränen.394
17.1.8 Augenmotorik.394
17.2 Signalverarbeitung in der Retina.397
17.2.1 Aufbau der Retina .397
17.2.2 Transduktionsprozess.398
17.2.3 Neuronale Verarbeitungsprozesse.399
17.2.4 Retinale Mechanismen des Farbensehens .401
17.3 Zentrale Repräsentation des visuellen Systems 403
17.3.1 Gesichtsfeld.403
17.3.2 Verlauf der Sehbahn.403
17.4 Informationsverarbeitung in der Sehbahn . . . .404
17.4.1 Verschaltung der Sehbahn.404
17.4.2 Retina.405
17.4.3 Corpus geniculatum laterale.405
17.4.4 Visuelle
Cortices
.405
17.4.5 Tiefenwahrnehmung .406
18 Auditorisches System.409
18.1 Physiologische Akustik.410
18.1.1 Grundbegriffe.410
18.1.2 Testverfahren.411
18.2 Gehörgang und Mittelohr.413
18.2.1 Außenohr und Gehörgang.413
18.2.2 Mittelohr.413
18.3 Innenohr.414
18.3.1 Bau des Innenohrs.414
18.3.2 Innenohrschwerhörigkeit.415
18.4 Zentrale Hörbahn und kortikale Repräsentation 417
18.4.1 Verschaltungen der Hörbahn.417
18.4.2 Zentrale Tonanalyse.418
18.5 Sprachbildung und Sprachverständnis.419
18.5.1 Stimmbildung.419
XVI Inhaltsverzeichnis
18.5.2 Sprachverständnis.420
18.5.3 Aphasien.420
18.6 Gleichgewichtssinn .422
18.6.1 Bau der Gleichgewichtsorgane.422
18.6.2 Reizaufnahme und Erregung
im Gleichgewichtsorgan.423
18.6.3 Verschaltungen des Gleichgewichtssinns .423
18.6.4 Störungen des Gleichgewichtssinns.424
18.6.5 Prüfung des Gleichgewichtssinns .424
19 Chemische Sinne.427
19.1 Grundlagen chemischer Sinne .428
19.1.1 Einteilung, morphologische Grundlagen
und sensorische Funktionen.428
19.1.2 Schutzreflexe, viszerale und sekretorische
Reflexe .429
19.2 Geschmack.430
19.2.1 Geschmacksqualitäten und
Psychophysiologie
des Geschmacks .430
19.2.2 Sensoren.430
19.2.3 Zentrale Projektionen.430
19.2.4 Störungen der Geschmacksempfindung.431
19.3 Geruch .432
19.3.1 Sinnesmodalitäten, Qualitäten
und
Psychophysiologie des
Geruchs.432
19.3.2 Transduktionsprozesse.432
19.3.3 Bahnen und zentralnervöse Verarbeitung .432
19.3.4 Assoziationsregionen für den Geruchssinn . . . .432
19.3.5 Störungen der Geruchswahrnehmung.432
20
Integrative
Leistungen
des Zentralnervensystems.435
20.1 Allgemeine Physiologie und funktionelle
Anatomie der Großhirnrinde.436
20.1.1 Organisation der Großhirnrinde .436
20.1.2 Kortikale Felder.437
20.1.3 Kortikale Asymmetrie, Händigkeit
und Sprachfunktion.438
20.1.4 Elektrophysiologische Analyse
derHimrindenaktivität.438
20.2
Integrative
Funktionen durch Interaktionen
zwischen Hirnrinde und subkortikalen
Hirnregionen .442
20.2.1 Zirkadiane
Periodik
.442
20.2.2 Bewusstsein.445
20.2.3 Plastizität, Gedächtnis und Lernen.446
20.2.4 Triebverhalten, Motivationen
und Emotionen.448
Sachverzeichnis.455 |
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