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TPH > Atmung VL8 > Flashcards

Atmung VL8 Flashcards

1
Q

Warum Atmen Lebewesen?

A
  • ATP Produktion mittels oxidativer Phosphorylierung
  • Atmungskette (O2
    als terminaler Elektronenakzeptor)
  • CO2 als Abfallprodukt
    -ATP muss andauernd produziert werden
    -Glykolyse im Zytopls. und ATP Synt. in Mitoch.
    -ATP Ausbeute erst nach vollständiger Oxidierung von Glucose
    -O2 bei ATP Synth.nötig
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2
Q

Gasaustauschsysteme

A
  • respiratorischen Oberflächen und Mechanismen
    zu deren Perfusion (Durchblutung) und Ventilation
    (Austausch des Atemmediums)
    -Atemgase (O2
    und CO2) werden zwischen
    Körperflüssigkeiten und Atemmedium (Luft oder
    Wasser) per Diffusion ausgetauscht (kein aktiver Transport)
  • anatomische Anpassungen vergrößern Oberfläche
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3
Q

Luft besseres Atemmedium

als Wasser

A

▷ langsame Diffusion von O2in Wasser beeinflusst luftatmende Tiere ebenso wie wasseratmende (Wieso? -> selbst Luftatmer , austausch in Lungen in feuchtem milieu.)
▷ O2ist leichter aus Luft als aus Wasser zu gewinnen
▷ O2-Gehalt von Luft (20%) höher als von Wasser
▷ O2diffundiert in Luft rund 8000-mal schneller als in Wasser
▷ es muss Arbeit verrichte werden, um Atemmedium über
respiratorischen Oberflächen zu transportieren (Wasser
= viel dichter und visköser als Luft; benötigt zur Bewegung mehr Energie)
- Kleine Körpermassen möchten möglischt viele Zellen an Atemmedium haben

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4
Q

Hohe Temperaturen bei Wassertieren ( Atmung)

A

▷ Fische in warmen Tümpeln schnappen ab und zu an der Oberfläche nach Luft
▷ Die CO2-Abgabe ist kein Problem (Co2hat sehr guteWasserlöslichkeit)
-O2 Gehalt nimmt bei steigenden Temperaturen ab , H2O Temp nimmt zu.
-Ein aktiver Fisch verbraucht mehr als ein inaktiver
▷ Aufnahme von O2ist in der Höhe viel schwieriger als auf Meereshöhe
▷ CO2-Abgabe ist in allen Höhelagen unproblematisch
- je nach höhe geringer O2Partialdruck

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5
Q

Atmung Insekten

A
  • von Luftwegen durchzogene Körper
  • Stigmen sind verschließbare Öffnungen
  • nicht so komplexe Luftwege
  • Luftwege haben viele Öffnungen (Stigmen)
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6
Q

Fisch

A
  • Kiemen als Gasaustauscheorgan
  • unidirektionaler Wasserstrom über Fischkiemen
  • die ganze Zeit fließt H2O über die Kiemen
  • Kiemen verschiedene Lagen
  • H2O durch Mund und durch Kiemen wieder raus
  • Kiemenfilamente haben große Obeflächen und sind dünnwändig
  • Kiemenfilamente umgeben von Kappilarsystem
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7
Q

Gegenstromprinzip Fisch

A

-Gegenstromprinzip zur maximierung des Gasaustauschs -> Blutfluss in die entgegengesetzte Richtung von H2O
- gleiche Strömrichtung: Sauerstoffsättigung von
Blut und Wasser ziemlich
bald im Gleichgewicht
(Gasaustausch nicht
vollständig)

-Entgegengesetzt:
existiert ein O2-Partialdruckgradient über 
die gesamte Länge der 
Austauschfläche (besserer 
Gasaustausch)
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8
Q

Amphibien Lungen

A
  • Kiemen,Lungen oder Hautatmung 8oft parallelnutzung dieser Varianten
  • Lungenhautkreislauf
  • Haut unterschiede zwischen spezies
  • Kaulquappe hat Kiemen
  • Gasaustausch zwischen haut und blut bei Titicaca Riesenfrosch ( hat besonders viel gefaltete haut weil gesamter Gasaustausch über Haut)
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9
Q

Vögel

A
  • Luftsäcke und Lunge
  • Luftsäcke sind dünnwandige Anhänge
    der Lunge, die wie Blasebälge die Luft
    durch die Lunge führen
  • mikroskopische Ansicht des
    Vogellungengewebes
  • Luft strömt über die Parabronchien in
    einer Richtung durch die Vogellunge
  • Luftkapillaren transportieren Luft von
    Parabronchien zu Blutkapillaren
    (Gasaustausch)
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10
Q

undirektionale Ventilation bei Vögeln

A
  • maximierte Gasaustausch= sehr effektiv selbst bei extremen Höhen von bis zu 12.000m
  • ein Atemzug bleibt 2 Ventilationszyklen im Körper (mensch nur ein zyklus)
  • Atemzug 1 geht in die hinteren Luftsäcke , noch kein Gasaustausch
  • beim nächsten Ausatmen strömt der Atemzug 1 in die Lungen, Gasaustausch
  • Atemzug 2 und Atemzug 1 geht in vordere Luftsäcke
  • Atemzug 2 geht durch ausatmen von Atemzug 1 in die hinteren Luftsäcke und 1 geht raus
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11
Q

Bidirektionale Ventilation

A

-Lungen bildeten sich als Aussackungen des Vorderdarms
(Lungenfische)
- trotz beträchtlicher Weiterentwicklung sind Lungen bei allen
Vertebraten (außer Vögeln) blind geschlossene Sackelungen
geblieben
- Ein- und Ausatmen müssen sich demnach periodisch
abwechseln und erfolgen über dieselbe Route
- Lunge kollabiert beim Ausatmen nicht vollständig, daher
weist sie Totraum (Residualvolumen ca 1 L)auf
-Totraum ist minderung der effiziens
(Spirometrie ))

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12
Q

Menschliche Lunge Aufabu

A
  • Lungenflügel in Brusthöhe hinter Rippen
  • Brustfell (Pleura ) kleidet die Brusthähle aus und überzieht Lunge
  • Luft gelang durch Mund oder Nase in die Luftröhre in die Bronchien in die Lunge und erreicht Alveolen
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13
Q

Alveolen

A

-haben engen kapillarkontakt
-in Alveolen kommen O
2
-Moleküle in engen
Kontakt mit roten Blutzellen, die durch
Kapillarnetz strömen
-Wände der
Alveolen und
Kapillaren sind
extrem dünn
Diffusionsstrecke
ca. 2 µm)
-Diffusionsstrecke sollte so gering wie möglich sein
-Kapillare so klein und eng das nur noch ein Ery. durchpasst = muss so damit chance o2 aufnahme

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14
Q

Die menschliche Lunge (Ventilation)

A 
▷ Lunge wird durch Druckänderungen in der Brusthöhle 
ventiliert
= Einatmen
-Zwerchfell kontrahiert
-Brusthöhle erweitert sich
-Unterdruck in Interpleuralspalt nimmt zu
Lungenflügelexpandieren
-Luft strömt ein

=Ausatmen

  • Zwerchfell erschlafft
  • Brusthöhle verengt sich
  • Unterdruck im Interpleuralspalt nimmt ab
  • Lungenflügel ziehen sich zusammen
  • Gasgemisch wird aus der Lunge gedrückt

=> Brusthöhle immer Unterdruck, Schwankung des Drucks durch Atembewegen verursacht ausdehen und zsmziehen der Lungenflügel

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15
Q

Menschliche Lunge

-respiratorsicher Schleim

A

▷ Sekrete im Atmungstrakt unterstützen die Ventilation
(1) respiratorischer Schleim
- Zellen der Luftwege produzieren einen klebrigen Schleim, (Schutzmechanismus gegen Schmutzpartikel
und Mikroorganismen)
- die zystische Fibrose (Muoviszidose), eine Erbkrankheit, ruft
Atemprobleme hervor,weil sie den respiratoroschen
Schleim verändert

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16
Q

Menschliche Lunge

-Surfactant

A

▷ Sekrete im Atmungstrakt unterstützen die
(2) Surfactant = surface active agent (grenzflächenaktive
Substanz) die Oberflächenspannung senkt
- von Pneumozyten Typ II produziert
- besteht aus Phospholipiden,
Neutrallipiden und Proteinen
(Verhältnis 10:1:1)
- in Granula gespeichert und in Alveolen sezerniert
- verringert Arbeit, die nötig ist, um die Lunge beim Einatmen zu dehnen
- verhindert Kollaps der Alveolen am Ende der Ausatmung, weniger Energie verbraucht
-erst ab der 34. Schwangerschafts
woche in ausreichenden Mengen produziert (Atemnotsyndrom bei
Frühgeborenen)

17
Q

Gasaustausch ist Abhängig

A

▷ Konz.unterschied
- je größer des Auszutauschenden Moleküls desto einfacher
-ohne geht garnix
-je kleiner die Barriereder Komponenten desto besser
= Anfang Kapillarsys. höhere Konz. CO2 als in Aveolen deswegen easy going!
=O2 Kon in Aveolenhöher als in Kapillare deswegen easy going!
▷ Barrierendicke
- ca 2 µm
▷ respiratorische Oberfläche
-Mesch ca 100 m2
-Wal 1000 m2
Maus unter 0,1 m2

18
Q

O2 Transport im Blut

A

▷ im Tierreich gibt es drei Grundtypen
respiratorischer Proteine (Hämocyanin,
Hämerythrin und Hämoglobin)
▷ in Vertebraten kommt nur Hämoglobin vor (erhöht
die Sauerstofftransportkapazität von Blut um das 60-fache)
=wenn kein Hämog. da keine adequate versorgung
▷ O2 diffundiert durch
Alveolarepithel und
Kapillarendothel ins
Blut ( kleiner teil auch in Blutplasma aber meiste in Ery. ,ohne das in Ery zu wenig)

19
Q

Hämoglobin

A

▷ Hämoglobin muss in Lunge und Gewebe unterschiedliche
Affinitäten zu O2 besitzen
▷ Ein Hämoglobinmolekül besteht aus vier globulären
Proteinketten, den Globin-Untereinheiten (in jedes Globin
ist eine Hämgruppe eingebettet)
-jede Hämgruppe hat eigenes Fe2+
▷ Hämgruppe (eisenhaltige Ringstruktur, die über zentrales
Eisenion ein O2-Molekül reversibel binden kann

20
Q

O2-Partialdruck (PO2)

A
  • Konz von Gasen in Gasgemisch wird darin beschrieben
  • Meereshöhe atmosphär. Druck ca 760 mm Hg (1 atm)
    = Luft mit ca 20.9% O2 hat einen von 159 Hg
    ▷ sind zwei Gasgemische durch O2
    –permeable Membranen
    getrennt, diffundiert O2
    aus dem Gemisch mit hohem O2–Partialdruck in das mit niederem
    ▷ in Lunge (> PO2) nimmt Hämoglobin O2auf
    ▷ im übriger Körper(< PO2) kann es O2abgeben
    ▷ Beziehung zwischen PO2und Menge an Hämoglobin
    gebundenen O2ist sigmoidal (Kooperativität des Hämoglobins)
    ▷ bei sinkendem PO2
    gibt Hämoglobin O2
    auf gleiche Weise
    wieder frei
21
Q

Sigmoidalkurve

A

-Sauerstoffreserve (75 %) kann an Gewebe mit sehr niedrige PO2
abgegeben werden
(venöse Reserve)
-nur 25 % des O2
in arterielle Blut wird in Ruhe an Gewebe abgegeben
-PO2von sauerstoffarmen Blut das zum Herz zurückkehrt = 40 mm Hg
-PO2 von Blut aus Lunge
= 100 mm Hg

22
Q

Hämoglobintypen

A 
▷ Oxyhämoglobin = O2
beladen
▷ Desoxyhämglobin = nicht mit O2 beladen
▷ Methämoglobin = 
deaktivierte, nicht 
sauerstoffaffine Form
▷ Carboxyhämoglobin = CO (Kohlenmonoxid) beladen (200fach > Affinität als O2)
- gibt auch noch :
 Embryonale und Fetale Hämoglobine ( Haben stärkere affinität zu O2 weil müssen ja das O2 des MutterHäms bekommen
-Adulte Hämoglobine
Hämogl. A1 ca 98% und  A2 mit ca 2%
23
Q

Myoglobin

A

▷ in Muskelzellen
▷ hat eine > Sauerstoffaffinität
als Hämoglobin
▷ erleichtert Diffusion von O2 in Muskelzellen
▷ Sauerstoffreserve für Muskel wenn Stoffwechsel hoch und
Durchblutung unterbrochen ist
▷ O2
-Affinität von Myoglobin und verschiedenen
Hämoglobinen ist variabel
▷ Anpassungen an verschiedene Lebensumstände

24
Q

Hämoglobin und PH

A

▷ pH-Wert hat Einfluss auf die Hämoglobinfunktion
(Bohr-Effekt)
▷ strömt Blut durch ein metabolisch aktives Gewebe, nimmt es saure Stoffwechselprodukte auf (Milchsäure, Kohlensäure) und der pH-Wert im Blut sinkt
▷ Protonen (H+) binden an Hämoglobin und senken so dessen Affinität für O2
(Verlagerung Sauerstoff-bindungskurve nach rechts)
▷ aufgrund dieser Verlagerung gibt Hämoglobin in Gewebe
mit niedrigem pH-Wert mehr und leichter O2 ab

25
Q

Bohr-Effekt vs Haldane Effekt

A

Bohr:
-Hämoglobin verliert O2 bei einwirken von säure

Haldane:
Hämoglobin senk Co2- Bindunsvermögen bei geseigertem O2-Partialdruck

26
Q

2,3-Disphosphoglycerat (DPG)

A
  • 2,3-Disphosphoglycerat (DPG) begünstigt O2-Abgabe
  • Metabolit der Glykolyse
  • Erythrocyten reagieren auf niedrigen PO2-Wert durch Steigerung Glykolyserate (= mehr DPG)
  • DPG bindet reversibel an desoxygeniertes Hämoglobin (wie auch H+) und senkt dessen Sauerstoffaffinität (O2 -Freisetzung begünstigt)
27
Q

Beinflussende Faktoren Hämoglobin

A 
- unterschiedliche Faktoren können maßgeblich beeinflussen (Sauerstoffaffinität)
=Affinitätszunahme :
\+pH
-H+
-Temperatur
-2,3 DPG
=Affinitätsabnahme
-pH
\+H+
\+pCO2
\+Temperatur
\+2,3 DPG
28
Q

Kohlenstoffdioxidtransport im Blut

A 
▷ CO2 wird hauptsächlich von Hydrogen-carbonationen im 
Blut transportiert
-CO2diffundiert 
aus Zellen in 
Blutplasma und 
in Erythrocyten
-CO2(5 %) wir
gelöst im Plasm
transportiert
-CO2(20 %) bindet an 
Hämoglobin 
-CO2(70 %) wird in 
Erythrocyten und Endothel in Hydrogencarbonationen umgewandelt
-Hydrogencarbonationen
gelangen im Austausch 
mit Chloridionen ins 
Plasma
-Abläufe werden in Lunge 
oder Kiemen umgekehrt 
(Hydrogencarbonat wird in Kohlensäure umgewandelt, 
die dissoziiert und CO2
 freisetzt)
-CO2 diffundiert 
aus Erythrocytenin Blutplasma undweiter in Alveolen und wird ausgeatmet.
29
Q

Kontrolle der Atmung

A
  • Atmung =unwillkürliche Funktion des ZNS
  • Atemmuster passt sich Aktivität an ( Atemtiefe und Frequent je nach Stoffwechselanforderung)
    -Atemrhythmus wird im Hirnstamm erzeugt und
    automatisch kontrolliert
30
Q

Atemzentrum

A

▷ Atemzentrum befindet sich in der Formatio reticularis de
Medulla oblungata
▷ es gibt inspiratorische (einatmen) und exspiratorische(ausatmen) Neuronen, sowie postinspiratorische( dazwischen) Neuronen
▷ in der Postinspiration wird Atemvolumen kurz gehalten,
bevor Exspiration eingeleitet wird damit Zeit für Gasaustausch gewonnen werden kann

31
Q

Atemfrequenz

A

▷ Zahl der Atemzüge pro Zeiteinheit (pro Minute)
▷ Normwerte (in Ruhe) stark abhängig vom Lebensalter
www.dasgehirn.info
• beim Neugeborenen etwa 40-45 Atemzüge/ min
• beim Säugling etwa 35-40 Atemzüge/ min
• beim Kleinkind etwa 20-30 Atemzüge/ min
• beim Kind etwa 16-25 Atemzüge/ min
• beim Erwachsenen etwa 12-18 Atemzüge/ min

32
Q

Regulation der Atmung durch Feedback

A

! Co2 beeinflusst die Atemfrequenz mehr als O2 und das viel Extremer !

  • geringe Menge Co2 im Blutstrom bewirkt einen starken Anstieg der Ventilationsrate
  • starkes Absinken des ateriellen O2-Gehaltes hat kaum einen Effekt auf die Ventilationsrate
33
Q

Feedback Regulatuion

Rezeptoren

A

-Chemorezeptoren (Medulla) reagieren empfindlich auf den Partialdruck von CO2
und pH-Wert der
Cerebrospinalflüssigkeit
-Chemorezeptoren (Glomera auf großen Blutgefäßen reagieren empfindlich auf den O2-Gehalt im Blut

TPH (12 decks)

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