Physiologie at Universität Hohenheim

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Homöostase: Haut

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Verdauung: Pankreas (Bauchspeicheldrüse)

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Na-K-ATPase

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Bewegung: Zellen

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Homöostase: Niere

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Die Zelle steht mit der Umgebung in ständigem Austausch zur Aufrechterhaltung des jeweiligen inneren Milieus (Homöostase) durch

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Passiver Transport

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Homöostase: ZNS

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Ständige Störgrößen:

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Regelkreis:

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Physiologie

Homöostase: Haut

  • Wärme – Haushalt ➔ Wärme wird über Haut abgegeben 
  • Abgabe Wasser, Salz 
  • Unter Kontrolle des ZNS, VNS im Vordergrund

Physiologie

Verdauung: Pankreas (Bauchspeicheldrüse)

  • Bildung von Bicarbonat zur Neutralisation von Magensäure ➔ Pufferung
  • Exokriner Teil: Bauchspeichel-Produktion (Proteasen im inaktivierten Zustand als Proenzyme ➔ Selbstverdauungsschutz, z.B. Trypsinogen)
    • Krankheitsbild im Gegenfall: Pankreatitis
  • Endokriner Teil: Produktion von A-Zellen (Glucagon) & B-Zellen (Insulin) in den Langerhans-Inseln

Physiologie

Gleitfilament-Mechanismus:

= Kontraktion und Verkürzung der Muskelfaser, d.h. Verkürzung der Sarkomere ➔ die Verkürzung entsteht durch das ineinander Gleiten der dünnen Aktin-Filamente zwischen die dicken Myosin-Filamente, ausgelöst durch eine von ATP induzierte Kippbewegung des Myosinkopfes (= Ruderbewegung/ Kraftschlag) und so die AktinFilamente zur Mitte hin zieht 

  • Kippbewegung: ATPase des Myosinkopfes hydrolysiert ATP zu ADP+Pi (= Umwandlung chem. Energie in kinetische), es kommt zur Konformationsänderung des Myosinkopfes (passiert solange, bis nicht mehr ausreichen ATP vorhanden ist, muss dann wieder regeneriert werden für weitere Interaktion)

Physiologie

Na-K-ATPase

ist ein primär aktiver Transporter (an der Zellmembran) 

  • Verbrauch >30% der Gesamtenergie (ATP) durch Na-K-ATPase, da alle Zellen darauf angewiesen sind (auch Erythrozyten) zu Aufrechterhaltung des Membranpotentials
  • Pathophysiologie: Konzentrationsgefälle wird unter Energieverbrauch aufrecht gehalten, beim Tod kommt es zu einem Konzentrationsausgleich ➔ Membranpotenzial bricht zusammen
  • Pro Pumpvorgang werden 3 Natrium aus der Zelle und 2 Kalium in die Zelle transportiert
  • Es entsteht eine Ladung an der Membran ➔ innen: negativ, außen: positiv ➔ Membranpotenzial (Ruhe): -55 bis -80 mV (je nach Zelltyp)

Physiologie

Bewegung: Zellen

Zellen bewegen sich mit Hilfe des Actin-Cytoskeletts

Physiologie

Homöostase: Niere

Säure-Base-Haushalt, Ausscheidung von Wasser, Salzen, Säuren, Abfall - und Giftstoffen über den Urin

Physiologie

Die Zelle steht mit der Umgebung in ständigem Austausch zur Aufrechterhaltung des jeweiligen inneren Milieus (Homöostase) durch

  • Membranproteine 
  • Enzyme (metabolische Aufarbeitung extrazellulärer Substrate) 
  • Endo-/ Exozytose (En = auf, Ex = ab) 
  • Wärmeabgabe 
  • Wasseraustausch (Osmose, Diffusion, Aquaporine) 
  • Signaltransduktion über Rezeptoren (Aufnahme, Abgabe, Verarbeitung) 
  • Austausch hydrophober Moleküle über Membran (Gase, lipophile Signalstoffe)

Physiologie

Passiver Transport

durch Osmose, Diffusion entlang Konzentrationsgefälle ➔ keine Energie notwendig

Physiologie

Homöostase: ZNS

Nervensystem von Gehirn und Rückenmark als el. Signalweg

Physiologie

Ständige Störgrößen:

deshalb auch ständige Kontrolle des Ist- und Soll-Werts nötig 

  • Hypothalamus ➔ Vorgabe des Soll-Werts in den Regelkreis der Regulation

Physiologie

Regelkreis:

im Organ selbst (Autoregulation) oder durch übergeordnetes Organ (ZNS, Hormondrüse) 

  • Steuerung
    • Zustandsgröße wird gezielt geändert ➔ z.B. Blutdruck geändert durch die Herzfrequenz oder venösen Rückstrom
  • Regelung: = Steuerung mit negativer Rückkopplung 
    • Soll-Wert wird vorgegeben (fixe Führungsgröße) 
    • Nacheinstellung wenn Störgrößen Ist-Wert verändern, wiederholte Registrierung und Nachkorrektur von Abweichungen 
  • Regler
    • Vergleich von Soll- und Ist-Wert, daraufhin Vorgabe einer Stellgröße 
  • Sensor
    • Messung des geregelten Systems von Stellgrößen, die von Störgrößen beeinflusst wurden, daraufhin Weitergabe des Ist-Werts (Regelgröße) an den Regler durch negative Rückkopplung 
    • z.B. Pressosensoren in der Halsschlagader (für Blutdruck-Regulation) 


Physiologie

Skelettmuskulatur:

  • Calcium-„Schalter“: Troponin 
  • Körperbeweglichkeit und -fortbewegung 
  • Konvektion der Atemgase 
  • Maximum der aktiven Kraft im Optimum des Arbeitsbereiches 
  • Zuckungsfasern: 
    • Langsam zuckend ➔ Dauerleistung 
    • Schnell Zuckend ➔ kurzzeitige, schnelle Kontraktion

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