Wolfgang von Engelhardt: Physiologie der Haustiere 1
Innentitel 4
Impressum 5
Vorwort zur 4. Auflage 6
Vorwort zur 3. Auflage 6
Inhalt 7
Autorenverzeichnis 20
Abkürzungsverzeichnis 23
1 Physiologie der Haustiere – faszinierende Vielfalt und wissenschaftlicher Eckstein der Tiermedizin 26
1.1 Drei Beispiele aus der vergleichenden Haustierphysiologie 26
1.2 Physiologie – wissenschaftlicher Eckstein der klinischen und para-klinischen Veterinärmedizin 28
2 Grundlagen der Zellphysiologie 30
2.1 Die Zelle als kleinste funktionelle Einheit des Organismus 30
2.2 Subzelluläre Organisation der Zelle 30
2.2.1 Intrazelluläre Organellen und Prinzip der Kompartimentierung 30
2.2.2 Zellmembran 32
2.2.3 Topographie der Membranproteine 34
2.2.4 Beweglichkeit der Membranproteine 34
2.2.5 Verankerung der Membranproteine 35
2.2.6 Cytoskelett 35
2.2.7 Zell-Zell-Verbindungen 35
2.3 Besondere Funktionen der Zellmembran 36
2.3.1 Barriere zwischen Intra- und Extrazellularraum 36
2.3.2 Transport durch Diffusion 37
2.3.3 Transport über Membranproteine 37
2.3.4 Transport durch Endocytose und Exocytose 39
2.4 Membranpotenzial 39
2.4.1 Diffusionspotenziale und K+- Gleichgewichtspotenzial 39
2.4.2 Nernst- Gleichung 40
2.4.3 Goldman-Hodgkin-Katz-Gleichung 41
2.4.4 Gibbs-Donnan-Gleichgewicht 41
2.5 Regulation besonderer Zellfunktionen 42
2.5.1 Zellvolumen 42
2.5.2 Intrazellulärer pH-Wert 43
2.5.3 Signalvermittlung und -verarbeitung 43
2.5.4 Zellzyklus, Wachstum und Apoptose 46
3 Allgemeine Neurophysiologie 48
3.1 Nervengewebe 48
3.1.1 Bau und funktionelle Eigenschaften des Neurons 48
3.1.2 Funktionen der Gliazellen 50
3.2 Grundprinzipien der Erregung von Nervenzellen 50
3.2.1 Definitionen 50
3.2.2 Passive Membranantwort auf unterschwellige Reize 51
3.2.3 Aktive Membranantwort auf überschwellige Reize: das Aktionspotenzial 53
3.2.4 Ionale Basis des Aktionspotenzials 54
3.3 Weg des Signals vom Sensor zum Effektor 58
3.3.1 Vorgänge am Sensor und an der Triggerzone: vom Generatorpotenzial zum frequenzcodierten Signal 58
3.3.2 Erregungsweiterleitung: langsame kontinuierliche Ausbreitung und saltatorische Erregungsausbreitung 60
3.3.3 Übertragung der Erregung, synaptische Übertragung 63
3.3.4 Vorgänge an der Zielzelle, postsynaptische Potenziale 65
3.3.5 Integration von Signalen 68
4 Zentrales Nervensystem (ZNS) 70
4.1 Allgemeine Funktionen und Neurotransmitter im ZNS 70
4.1.1 Allgemeiner Aufbau und Funktionen des ZNS 70
4.1.2 Neurotransmitter im ZNS 73
4.1.2.1 Noradrenalin 73
4.1.2.2 Dopamin 74
4.1.2.3 Serotonin 75
4.1.2.4 Histamin 76
4.1.2.5 Acetylcholin 76
4.1.2.6 Aminosäuren 77
4.1.2.7 Peptide 78
4.1.3 Elektroencephalographie 78
4.2 Sensorische Funktionen des ZNS 79
4.2.1 Somatovisceraler Influx 79
4.2.2 Visuelles System 80
4.2.3 Akustisches System 80
4.2.4 Vestibuläres System 82
4.2.5 Geschmacksbahnen 82
4.2.6 Olfactorisches System 82
4.2.7 „Unspezifisches“ afferentes (reticuläres) System 83
4.2.8 Efferente Kontrolle sensorischer Afferenzen 83
4.2.9 Sensorische Assoziationsfelder 84
4.3 Motorische Funktionen des ZNS 84
4.3.1 Stütz- und Haltemotorik 86
4.3.2 Zielmotorik 86
4.3.3 Motorische Assoziationsfelder 88
4.4 Zentrale Organisation des vegetativen Nervensystems 88
4.4.1 Vegetative Rückenmarkreflexe 88
4.4.2 Zentrale Anteile des Parasympathicus 89
4.4.3 Zentrale Anteile des Sympathicus 89
4.4.4 Für die Regulation vegetativer Funktionen wichtige Zentren 90
4.4.4.1 Atemzentrum 90
4.4.4.2 Zentrale Kreislaufregulation 90
4.4.4.3 Brechzentrum 91
4.4.4.4 Kontrolle der Futter- und Wasseraufnahme 92
4.4.4.5 Belohnungssystem 92
4.4.4.6 Temperaturregulation 93
4.4.4.7 Schlaf und Arousal 93
4.4.5 Endokrine Funktionen des Hypothalamus 93
4.5 Blut-Hirn-Schranke 93
5 Sinnesphysiologie 96
5.1 Grundlagen der Sinnesphysiologie 96
5.1.1 Objektive und subjektive Sinnesphysiologie 96
5.1.2 Sensoren 97
5.1.3 Transduktion und Transformation 97
5.1.4 Identitätscodierung 98
5.1.5 Adaptation 99
5.1.6 Rekrutierung von Sinneszellpopulationen 99
5.2 Nozizeption und Schmerz 100
5.2.1 Schmerz bei Tieren 100
5.2.2 Periphere Mechanismen der Nozizeption 100
5.2.3 Zentrale Mechanismen der Nozizeption 101
5.2.4 Plastizität der Nozizeption 103
5.2.5 Schmerzbehandlung 104
5.3 Gleichgewicht und Hören 105
5.3.1 Die sensorischen Systeme des Innenohrs 105
5.3.2 Gleichgewichtssinn, Vestibularorgan 107
5.3.2.1 Aufbau des Vestibularorgans 107
5.3.2.2 Neuronale Verarbeitung der Gleichgewichtssignale 107
5.3.3 Der Hörsinn 108
5.3.3.1 Schallleitung im Mittelohr 109
5.3.4 Cochlea 109
5.3.4.1 Bildung der Wanderwelle und Transduktionsprozess 110
5.3.4.2 Frequenzanalyse der Cochlea 111
5.3.5 Neuronale Verarbeitung von Hörsignalen 111
5.4 Sehen 112
5.4.1 Aufbau des Auges 112
5.4.2 Reflexabläufe 115
5.4.3 Signalaufnahme und -verarbeitung von Lichtreizen in der Netzhaut 115
5.4.4 Tapetum lucidum 118
5.4.5 Adaptationsmechanismen 119
5.4.6 Farbensehen 119
5.4.7 Zentrale Verarbeitung 120
5.4.8 Pathophysiologie 122
5.5 Chemische Sinne: Geruchs-und Geschmackssinn 122
5.5.1 Geruchssinn (olfaktorischer Sinn) 122
5.5.1.1 Lage und Struktur des Riechepithels 123
5.5.1.2 Olfaktorische Rezeptoren – die molekularen Detektoren für Duftstoffe 124
5.5.1.3 Chemoelektrische Signaltransduktion 124
5.5.1.4 Adaptation an eine kontinuierliche Reizung 125
5.5.1.5 Übertragung der Geruchsinformation in das Gehirn 125
5.5.1.6 Prozessierung olfaktorischer Information 126
5.5.1.7 Olfaktorische Subsysteme 127
5.5.2 Geschmackssinn 128
5.5.2.1 Geschmacksqualitäten 128
5.5.2.2 Morphologie 128
5.5.2.3 Innervierung 129
5.5.2.4 Rezeptoren (für Süß-, „Umami“- und Bitterstoffe) 129
5.5.2.5 Signaltransduktion 130
5.5.2.6 Codierung der Geschmacksqualitäten 130
5.5.2.7 Zentrale Verarbeitung 131
6 Vegetatives Nervensystem 133
6.1 Funktion des vegetativen Nervensystems 133
6.2 Bau des vegetativen Nervensystems 133
6.3 Wirkungen von Sympathicus und Parasympathicus 136
6.4 Transmitter und Rezeptoren von Sympathicus und Parasympathicus 137
6.4.1 Acetylcholin 137
6.4.2 Adrenalin und Noradrenalin 138
6.4.3 Cholinerge Rezeptoren 138
6.4.4 Adrenerge Rezeptoren 139
6.4.5 Cotransmitter 139
6.5 Interaktion mit dem Hormonsystem 140
6.6 Vegetative Afferenzen 140
6.7 Vegetative Reflexe 141
7 Muskulatur 143
7.1 Skelettmuskulatur 143
7.1.1 Morphologischer Aufbau des Skelettmuskels 143
7.1.2 Entwicklung der Muskulatur 143
7.1.3 Bewegungsfunktion des Muskels 145
7.1.3.1 Muskelkontraktion 145
7.1.3.2 Muskelmechanik 151
7.1.4 Stoffwechselfunktionen des Muskels 155
7.1.4.1 Funktioneller Aufbau des Skelettmuskels 155
7.1.4.2 Muskelenergetik 156
7.1.5 Die Rolle des Skelettmuskels in Gesundheit und Krankheit 158
7.2 Glatte Muskulatur 158
7.2.1 Morphologie der glatten Muskelzelle 159
7.2.2 Mechanismen der Erregung glatter Muskulatur 160
7.2.3 Elektromechanische Kopplung in der glatten Muskulatur 161
7.2.3.1 Elektrische Prozesse an der glatten Muskelzelle 161
7.2.3.2 Elektromechanische Kopplung in der glatten Muskelzelle 162
7.2.4 Energiehaushalt der glatten Muskulatur 163
7.3 Herzmuskel im Vergleich mit Skelettmuskel und glatter Muskulatur 163
7.3.1 Morphologie 163
7.3.2 Erregung 164
7.3.3 Elektromechanische Kopplung und Kontraktion 165
8 Herz 166
8.1 Bau und Funktion des Herzens 166
8.1.1 Wozu dienen Herzklappen? 166
8.1.2 Wie hängen Kammerdruck und Spannung der Kammerwand zusammen? (Laplace’sches Gesetz) 167
8.1.3 Der Herzzyklus besteht aus vier Phasen 168
8.1.3.1 Anspannungsphase 168
8.1.3.2 Auswurfphase 168
8.1.3.3 Entspannungsphase 169
8.1.3.4 Füllungsphase 169
8.2 Das Herz ist sein eigener elektrischer Signalgeber 169
8.2.1 Wie entsteht der Schlagrhythmus des Herzens? 169
8.2.2 Zwischen Skelett- und Herzmuskel gibt es viele Unterschiede 171
8.2.3 Reizentstehung, Ausbreitung der Erregung und Hierarchie der Reizbildung 171
8.3 Aktionspotenzial und Kontraktion gehören zusammen 172
8.3.1 Wie entstehen im Herzen das Ruhe- und Aktionspotenzial? 172
8.3.2 Die Triebkräfte des cardialen Aktionspotenzials 173
8.3.3 Wodurch wird das Sarcolemm für Ionen durchlässig (Funktions-proteine des Herzens)? 173
8.3.4 Das Aktionspotenzial des Arbeitsmyocards 174
8.3.5 Das Aktionspotenzial im Sinusknoten 174
8.3.6 Das Aktionspotenzial im Atrioventricularknoten 174
8.4 Calciumionen fungieren als Bindeglied zwischen Erregung und Kontraktion 175
8.4.1 Die calciuminduzierte Calciumfreisetzung 175
8.4.2 Der Calciumtransient beeinflusst die Stärke der Kontraktion 175
8.4.3 Der Calciumrücktransport 175
8.4.4 Der Calciumstoffwechsel bildet einen wichtigen Angriffspunkt zur Beeinflussung der Herzfunktion 175
8.5 Das Herz muss sich an viele verschiedene Situationen anpassen 176
8.5.1 Beide Herzkammern stimmen ihre Pumparbeit untereinander ab 176
8.5.1.1 Frank-Starling-Mechanismus 176
8.5.1.2 Physiologische Bedeutung des Frank-Starling-Mechanismus 177
8.5.1.3 Wie funktioniert der „Crosstalk“ zwischen Kammerdruck und Kammervolumen (dargestellt im Druck-Volumen-Diagramm)? 177
8.5.2 Steuerung der Herztätigkeit durch Signale aus dem Körper 177
8.5.2.1 Parasympathische und sympathische Innervation 178
8.5.2.2 Die Rezeptoren des Parasympathicus und des Sympathicus 179
8.5.2.3 Chronotrope Wirkungen 179
8.5.2.4 Inotrope und lusitrope (erschlaffende) Wirkungen 180
8.5.2.5 Dromotrope Wirkungen 180
8.6 Der Körper ist gut darüber informiert, was im Herzen passiert (die afferente Innervation) 181
8.7 Wie effektiv arbeitet das Herz? 181
8.7.1 Dem Herzen bieten sich mehrere Möglichkeiten, um sich auf eine höhere Belastung einzustellen (Trainingseffekte) 181
8.7.2 Wie das Herz versucht, Engpässe der Energieversorgung zu lösen 182
8.7.3 Bedeutung der Sauerstoffversorgung 182
8.7.4 Alles läuft über ATP 182
8.7.5 Häufige Erkrankungen des Herzens bei Pferden und Hunden 182
8.8 Elektrokardiogramm 183
8.8.1 Die fortlaufende Erregung über die Muskelfasern erzeugt das EKG-Signal 183
8.8.2 Die Bewegung der Spitze eines Integralvektors gegen die Zeit wird bei einem EKG abgebildet 185
8.8.3 Die Spitze des Integralvektors zeichnet drei Ovale in den Raum 185
8.8.4 Lage der elektrischen Herzachse bei Haustieren 185
8.8.5 Was bedeuten die einzelnen Zacken der EKG-Kurve? 188
8.8.5.1 Überleitungsstörungen 188
8.8.5.2 Herzrhythmusstörungen 189
8.8.5.3 Kammerflattern und Kammerflimmern 190
8.8.6 Herztöne 192
8.8.7 Herzgeräusche 192
8.9 Apparative Methoden, um Herzerkrankungen aufzuspüren, Echokardiographie (Ultraschalldiagnostik) 193
8.10 Störungen des Elektrolythaushalts können sich im EKG niederschlagen 194
8.10.1 Störungen des Kaliumhaushalts 194
8.10.2 Störungen des Calciumhaushalts 194
8.10.3 Störungen des Natrium- und Magnesiumhaushalts 195
8.10.4 Störungen des Säure-Basen- Haushalts 196
Weiterführende Literatur 196
9 Kreislauf 197
9.1 Kreislaufsysteme und Gefäßwände 198
9.2 Biophysikalische Grundlagen der Hämodynamik 198
9.2.1 Stromstärke, Druck, Widerstand 199
9.2.2 Strömungsformen 200
9.2.3 Viskosität des Blutes 201
9.2.4 Dehnbarkeit der Blutgefäße 202
9.3 Hämodynamik in den einzelnen Gefäßsystemen 203
9.3.1 Das arterielle System 203
9.3.1.1 Druckpuls (Pulswelle) und Blutdruck 203
9.3.1.2 Strompuls (pulsierender Blutfluss) in den Arterien 207
9.3.2 Das venöse System 208
9.3.2.1 Muskelpumpe 208
9.3.2.2 Atmung, venöser Rückfluss und Blutdruck 209
9.3.2.3 Ventilebenenmechanismus 209
9.3.2.4 Venenpuls 209
9.3.3 Die Mikrozirkulation in der terminalen Strombahn 210
9.3.3.1 Arteriolen 210
9.3.3.2 Kapillaren 210
9.3.3.3 Venolen 213
9.3.4 Lymphgefäßsystem 213
9.4 Kreislaufregulation 213
9.4.1 Lokale Durchblutungsregulation 213
9.4.1.1 Ruhedurchblutung und maximale Durchblutungssteigerung in den Geweben 214
9.4.1.2 Kontrolle der lokalen Durchblutung Autoregulation 215
9.4.2 Zentrale Kreislaufregulation 216
9.4.2.1 Kurzfristige Blutdruckregulation 216
9.4.2.2 Mittel- und längerfristige Blutdruckregulation 218
9.5 Verteilung und Regulation des Blutvolumens 219
9.6 Besonderheiten des Lungenkreislaufs 219
9.7 Kreislaufversagen, Schock 220
9.8 Fetaler Kreislauf und Kreislaufumstellung während und nach der Geburt 220
10 Blut 222
10.1 Funktionen des Blutes 222
10.2 Flüssige Bestandteile des Blutes 222
10.2.1 Blutplasma 222
10.2.2 Elektrolyte des Plasmas 223
10.2.3 Plasmaproteine 223
10.2.4 Nicht-Protein-Stickstoff- Verbindungen (NPN) 226
10.2.5 Kohlenhydrate 226
10.2.6 Lipide 227
10.2.7 Weitere Blutinhaltsstoffe 227
10.3 Zelluläre Bestandteile 227
10.3.1 Hämatopoese 228
10.3.2 Erythrocyten 230
10.3.2.1 Physiologische Eigenschaften und Normwerte 230
10.3.2.2 Hämoglobin und Sauerstofftransport 233
10.3.2.3 Beziehungen der Erythrocytenparameter (Indices) 234
10.3.2.4 Erythropoese und Erythrocytenabbau 234
10.3.2.5 Stoffwechsel der Erythrocyten 235
10.3.3 Leukocyten 236
10.4 Blutstillung und Blutgerinnung 237
10.4.1 Vasokonstriktion 237
10.4.2 Bildung eines Thrombocytenaggregats 237
10.4.3 Gerinnung 239
10.4.3.1 Fibrinbildung 239
10.4.3.2 Gerinnungsdiagnostik 242
10.4.3.3 Physiologische Gerinnungshemmung und Fibrinolyse 242
10.4.4 Pathophysiologie 244
10.5 Immunabwehr 244
10.5.1 Einleitung 244
10.5.1.1 Krankheitserreger aktivieren das Immunsystem 244
10.5.1.2 Angeborene und erworbene Immunität 245
10.5.1.3 Kommunikation über Cytokine 245
10.5.2 Angeborene Immunmechanismen 246
10.5.2.1 Natürliche Barrieren 246
10.5.2.2 Lösliche Faktoren 246
10.5.2.3 Komplementsystem 247
10.5.2.4 Opsonisierung und Phagocytose 248
10.5.2.5 Blutzelldifferenzierung 249
10.5.2.6 Erkennung von Krankheitserregern durch Toll-like-Rezeptoren 249
10.5.2.7 Effektorfunktionen von Zellen des angeborenen Immunsystems 250
10.5.2.8 Entzündungsreaktion 250
10.5.3 Erworbene Abwehrmechanismen 251
10.5.3.1 Merkmale erworbener Immunmechanismen 251
10.5.3.2 Bildung und Reifung der Lymphocyten 253
10.5.3.3 Migration von Lymphocyten und klonale Expansion 253
10.5.3.4 Immunglobuline 254
10.5.3.5 Antigenspezifische Rezeptoren der B-und T-Lymphocyten 256
10.5.3.6 Entstehung der Rezeptorvielfalt 257
10.5.3.7 MHC-Moleküle und Selektion im Thymus 258
10.5.3.8 MHC-I-Moleküle und die cytotoxische T-Zell-Antwort 259
10.5.3.9 MHC-II-Moleküle und CD4+-T-Helferzellen 260
10.5.3.10 Immunregulation 261
10.5.4 Angeborene und erworbene Immunmechanismen kooperieren bei der Immunabwehr 261
10.6 Blutgruppenantigene 262
10.6.1 AB0-System des Menschen 263
10.6.2 Rhesus-System 263
10.6.3 Blutgruppen der Tiere 263
11 Atmung 266
11.1 Morphologische Grundlagen der Lungenatmung bei Säugern 267
11.1.1 Atemwege 267
11.1.2 Morphologische Grundlagen der Ein- und Ausatmung 268
11.1.3 Übertragung Thorax–Lunge–Pleuren 268
11.1.4 Alveolokapilläre Barriere 269
11.2 Ventilation und Lungenvolumina 269
11.2.1 Volumina und Kapazitäten 269
11.2.2 Messung von Lungenvolumina und Lungenkapazitäten 271
11.2.3 Der Totraum und seine Bestimmung 272
11.2.4 Ventilation 273
11.3 Atmungsmechanik 275
11.3.1 Elastische Atmungswiderstände 275
11.3.2 Visköse Atmungswiderstände Atemwegswiderstand 279
11.4 Gastransport im Blut 280
11.4.1 Sauerstofftransport 281
11.4.2 CO2-Transport 285
11.5 Pulmonaler Gasaustausch 288
11.6 Gewebeatmung (innere Atmung) 292
11.6.1 O2- Angebot und O2-Verbrauch im Gewebe 292
11.6.2 Störungen der O2-Versorgung des Gewebes 294
11.6.3 Gewebehypoxie bei tauchenden Säugern während des Tauchens 294
11.6.4 Zeitverlauf der Zellschädigung bei akuter Anoxie 295
11.6.5 Zellschädigung durch reaktive Sauerstoffspezies 295
11.7 Regulation der Atmung 296
11.7.1 Rhythmogenese 296
11.7.2 Respiratorische Reflexe 296
11.7.3 Chemische Atmungsregulation 296
11.7.4 Atmungsregulation bei Arbeit 298
11.8 Vergleichende Pathophysiologie der Lungenfunktion der Haustiere 298
11.8.1 Obstruktive Lungenerkrankungen 298
11.8.2 Restriktive Lungenerkrankungen 299
11.9 Atmung bei Vögeln 299
11.10 Atmung bei Fischen 302
12 Säure-Basen-Haushalt 306
12.1 Der pH-Wert in Körperflüssigkeiten 306
12.2 Regulationssysteme 307
12.2.1 Puffersysteme 307
12.2.2 Pulmonale Regulation 310
12.2.3 Renale Regulation 311
12.2.4 Hepatische Regulation 312
12.2.5 Geschwindigkeit der Säure-Basen-Regulation 312
12.3 Regulation des intrazellulären pH-Wertes 312
12.4 Störungen des Säure-Basen-Haushaltes 313
12.4.1 Einteilung 313
12.4.2 Respiratorische Acidose 313
12.4.3 Respiratorische Alkalose 314
12.4.4 Metabolische Acidose 314
12.4.5 Metabolische Alkalose 314
12.4.6 Diagnostische Bedeutung der Plasmaparameter 314
13 Niere 317
13.1 Grundlagen der Nierenfunktion 317
13.2 Morphologie der Nieren 318
13.3 Hämodynamik und Sauerstoffverbrauch 320
13.3.1 Regulation der Nierendurchblutung, Autoregulation 320
13.4 Ultrafiltration in den Glomeruli 323
13.4.1 Filtrationsbarriere 323
13.4.2 Messmethoden zur Erfassung der Filtrationsleistung 324
13.4.2.1 Bestimmung von harnpflichtigen Substanzen im Plasma 324
13.4.2.2 Renale Clearance von Kreatinin 324
13.4.2.3 Renale Clearance anderer Substrate 325
13.5 Tubuläre Transportmechanismen: Natrium, Chlorid und Wasser 326
13.5.1 Natrium- und Chloridtransport 326
13.5.1.1 Bedeutung 326
13.5.1.2 Mechanismen 327
13.5.1.3 Regelung des Natriumtransportes 328
13.6 Wassertransport 329
13.7 Kalium 329
13.7.1 Bedeutung der Niere für den Kaliumhaushalt 329
13.7.2 Kaliumbewegungen im Nephron 329
13.7.3 Regulation der Kaliumausscheidung 330
13.8 Calcium und Magnesium, Phosphat und Sulfat 331
13.8.1 Calcium 331
13.8.2 Magnesium 332
13.8.3 Phosphat 332
13.8.4 Sulfat 333
13.9 Kohlenhydrate, Aminosäuren und Oligopeptide 333
13.9.1 Glucose 333
13.9.2 Aminosäuren, Dipeptide und Tripeptide 334
13.10 Harnstoff, Harnsäure, Oxalat und andere organische Ionen 335
13.10.1 Harnstoff 335
13.10.2 Harnsäure, Oxalat, Allantoin und Hippursäure 335
13.10.3 Organische Anionen und Kationen 336
13.11 Erhaltung des Säure-Basen-Gleichgewichtes 337
13.12 Gegenstrom-konzentrierung und Antidiurese 338
13.12.1 Bedeutung der Harnkonzentrierung 338
13.12.2 Mechanismen der Harnkonzentrierung 339
13.13 Diurese 341
13.13.1 Wasserdiurese und Antidiurese 341
13.13.2 Osmotische Diurese 342
13.13.3 Druckdiurese 343
13.14 Endokrine Funktionen 343
13.14.1 Renin-Angiotensin-System 343
13.14.2 Erythropoetin 344
13.14.3 Vitamin-D-Hormon, Endotheline und Peptidhormone 344
13.14.4 Eicosanoide 344
13.14.5 Corticosteroide 345
14 Exkretion bei Vögeln und Osmoregulation bei Fischen 346
14.1 Vögel 346
14.1.1 Renale Exkretion 346
14.1.2 Veränderung des Ureterharns in der Kloake, im Colon und in den Caeca 347
14.1.3 Salzdrüsen 348
14.2 Osmoregulation bei Fischen 348
15 Wasser- und Elektrolythaushalt 350
15.1 Bedeutung des Wassers 350
15.2 Wasserbilanz 350
15.2.1 Wasseraufnahme 350
15.2.2 Wasserabgabe 351
15.3 Kompartimentierung des Körperwassers 351
15.3.1 Zusammensetzung der Extrazellular- und Intrazellularflüssigkeit 352
15.3.2 Osmotische Gleichgewichte und Wasserbewegung 353
15.3.3 Wasserbewegung im anisotonen Milieu 353
15.3.4 Regulation des Flüssigkeitshaushaltes und der Osmolalität in der Extrazellularflüssigkeit 355
15.3.4.1 Osmoregulation 355
15.3.4.2 Volumenregulation 355
15.3.4.3 Volumenregulation über NaCl 356
15.4 Störungen im Wasser- und NaCl-Haushalt 356
16 Magen-Darm-Kanal 357
16.1 Nahrungsaufnahme und Speichelsekretion 357
16.1.1 Nahrungsaufnahme, Kauen und Schlucken 357
16.1.2 Speichelsekretion 358
16.1.2.1 Funktionen des Speichels 359
16.1.2.2 Sekretionsrate und Zusammensetzung des Speichels 359
16.1.2.3 Zelluläre Mechanismen der Speichelsekretion Sekretionsmechanismen der Glandula mandibularis bei Nichtwiederkäuern 361
16.1.2.4 Steuerung der Speichelsekretion 362
16.2 Enterisches Nervensystem und die Innervation des Magen-Darm-Traktes 363
16.2.1 Das enterische Nervensystem 364
16.2.1.1 Sensorische Nervenzellen 364
16.2.1.2 Interneurone 366
16.2.1.3 Motoneurone 366
16.2.1.4 Funktionelle Bedeutungen des enterischen Nervensystems 367
16.2.2 Interaktionen zwischen dem Zentralnervensystem und dem enterischen Nervensystem 369
16.2.2.1 Extrinsische Afferenzen und Efferenzen 370
16.2.2.2 Wirkungen des Parasympathicus 371
16.2.2.3 Wirkungen des Sympathicus 371
16.3 Motorik des Magen-Darm-Kanals 372
16.3.1 Vormagenmotorik und Ingestapassage 372
16.3.1.1 Einleitung 372
16.3.1.2 Funktionelle Anatomie des Vormagensystems 373
16.3.1.3 Motorik von Haube und Pansen 373
16.3.1.4 Die Motorik des Psalters 378
16.3.1.5 Funktionelle Bedeutung und Regulation der Wiederkäuaktivität 378
16.3.1.6 Der Ruktus 380
16.3.1.7 Der Haubenrinnenreflex 381
16.3.1.8 Die Schichtung der Ingesta im Reticulorumen 381
16.3.1.9 Ingestapassage Die Bedeutung der Verweilzeit der Ingesta 382
16.3.2 Motorik des einhöhligen Magens und des Labmagens 383
16.3.2.1 Funktion des Magenspeichers 383
16.3.2.2 Funktion der Magenpumpe 385
16.3.2.3 Magenentleerung 387
16.3.2.4 Regulation der Magenmotorik und -entleerung 388
16.3.3 Motorik des Dünndarms 390
16.3.3.1 Elektrische Aktivität 390
16.3.3.2 Kontraktionsformen des Dünndarms 390
16.3.3.3 Entstehung der Kontraktionsformen 393
16.3.3.4 Regulation der Dünndarmmotorik und des Chymustransports 394
16.3.4 Interdigestive Motorik von Magen und Dünndarm 395
16.3.4.1 Wandernder motorischer Komplex 395
16.3.4.2 Regulation der interdigestiven Motorik 397
16.3.5 Motorik des Dickdarms 397
16.3.5.1 Kontraktionsformen des Dickdarms 397
16.3.5.2 Chymustransport vom Ileum in den Dickdarm 398
16.3.5.3 Caecummotorik 398
16.3.5.4 Colonmotorik 400
16.3.5.5 Gastrocolischer Reflex 401
16.3.5.6 Defäkation 401
16.3.6 Chymuspassage und Verweilzeit 402
16.3.7 Pathophysiologische Aspekte 403
16.3.7.1 Erbrechen 403
16.3.7.2 Darmmotorik bei Diarrhoe 404
16.4 Funktionen der Vormägen 404
16.4.1 Entwicklung der Vormägen 404
16.4.2 Verdauungsvorgänge in den Vormägen 405
16.4.2.1 Mikroorganismen in den Vormägen 405
16.4.2.2 Mikrobielle Stoffwechselprozesse in den Vormägen 408
16.4.2.3 Pathophysiologische Aspekte 414
16.4.3 Resorptionsvorgänge 414
16.4.3.1 Charakteristika der Vormagenflüssigkeit 414
16.4.3.2 Transportmechanismen des Pansenepithels Mineralstoffe 415
16.4.3.3 Pathophysiologie Pansenacidose 421
16.4.3.4 Transportmechanismen im Psalter 423
16.5 Funktionen des einhöhligen Magens 424
16.5.1 Sekretorische Funktionen 424
16.5.1.1 Sekretion der Fundusdrüsen 425
16.5.1.2 Sekretion der Cardia- und Pylorusdrüsen 426
16.5.2 Regulation der gastralen Sekretion 427
16.5.2.1 Regulation der HCl-Sekretion 427
16.5.2.2 Regulation der Enzymsekretion 427
16.5.2.3 Regulation der Schleim- und Bicarbonat-Sekretion 428
16.5.2.4 Abhängigkeit der sekretorischen Aktivität des Magens von der Futteraufnahme 428
16.5.3 Funktionen der Sekrete 429
16.5.4 Mikrobielle Aktivität im Magen 430
16.5.5 Resorptionsfunktion des Magens 430
16.6 Funktionen des Dünndarms und seiner Anhangsdrüsen 430
16.6.1 Sekretion des Dünndarms 430
16.6.2 Exokrines Pankreas (Bauchspeicheldrüse) 433
16.6.3 Galle und Funktion der Gallenblase 436
16.6.4 Verdauung und Resorption der Kohlenhydrate 439
16.6.4.1 Stärkeverdauung 439
16.6.4.2 Verdauung von Lactose und Saccharose 439
16.6.4.3 Postnatale Entwicklung der Kohlenhydratverdauung 440
16.6.4.4 Tierartliche Unterschiede 440
16.6.4.5 Störungen der Kohlenhydratverdauung 441
16.6.4.6 Resorption von Monosacchariden 441
16.6.5 Verdauung und Resorption der Proteine 443
16.6.5.1 Proteinverdauung 443
16.6.5.2 Resorption von Aminosäuren 444
16.6.5.3 Resorption von Di- und Tripeptiden 445
16.6.5.4 Proteinresorption bei Neugeborenen 446
16.6.5.5 Verdauung von Nucleoproteinen und Nucleinsäuren 447
16.6.5.6 Resorption der Nucleinsäurenspaltprodukte 447
16.6.6 Verdauung und Resorption der Fette 448
16.6.6.1 Verdauung der Triacylglycerine (Triglyceride) 448
16.6.6.2 Resorption von Fettsäuren und Monoacylglycerinen 449
16.6.6.3 Verdauung und Resorption der Phospholipide 450
16.6.6.4 Resorption von Cholesterin 451
16.6.6.5 Resorption von Gallensäuren 451
16.6.6.6 Störungen der Fettverdauung und -resorption 451
16.6.7 Resorption der Mineralstoffe und Spurenelemente 452
16.6.7.1 Resorption von Na+ und Cl– 452
16.6.7.2 Resorption von K+ 453
16.6.7.3 Resorption von Ca2+ 453
16.6.7.4 Resorption von Mg2+ 454
16.6.7.5 Resorption von Phosphat 454
16.6.7.6 Resorption von Spurenelementen 455
16.6.8 Mikrobielle Aktivität im Dünndarm 456
16.7 Funktionen des Dickdarms 457
16.7.1 Volumen und Digestapassage 457
16.7.2 Mikrobieller Stoffwechsel 457
16.7.2.1 Mikrobieller Kohlenhydratstoffwechsel 458
16.7.2.2 Mikrobieller Stoffwechsel von Proteinen und N-haltigen Verbindungen 459
16.7.2.3 Mikrobieller Stoffwechsel von Fetten, Steroiden und Gallensäuren 459
16.7.2.4 Mikrobielle Vitaminsynthese 459
16.7.3 Resorption und Sekretion 459
16.7.3.1 Resorption anorganischer Ionen 460
16.7.3.2 Sekretion anorganischer Ionen 461
16.7.3.3 Wassertransport 462
16.7.3.4 Intra- und extrazelluläre Regulation des Elektrolyttransportes 462
16.7.3.5 Resorption organischer Ionen 463
16.8 Pathophysiologie der Diarrhoe 464
16.8.1 Sekretorische Diarrhoe 465
16.8.2 Osmotische Diarrhoe 466
16.8.3 Konsequenzen einer akuten Diarrhoe für den Organismus 467
16.9 Vergleichende Aspekte der Vormagen- und Dickdarmverdauung 468
16.9.1 Celluloseverdauung bei Vormagen- und Dickdarmverdauern 469
16.9.2 Vor- und Nachteile von Vormagen- und Dickdarmverdauern bei der Celluloseverdauung bei Fütterung mit Gras guter oder mit Gras schlechter Qualität 469
16.9.3 Verdauung von leicht verdaulichen Kohlenhydraten, Futterprotein und Fetten bei Vormagen- und Dickdarmverdauern 470
16.9.4 Körpermasse bei Vormagen- und Dickdarmverdauern 470
16.9.5 Nutzung des mikrobiell gebildeten Proteins 471
16.10 Besonderheiten der Verdauung bei Vögeln 472
16.10.1 Schnabel und Schnabelhöhle 472
16.10.2 Ösophagus und Kropf 472
16.10.3 Drüsenmagen und Muskelmagen 472
16.10.4 Dünndarm 473
16.10.5 Dickdarm und Kloake 473
16.10.6 Passage von Futter durch den Magen-Darm-Kanal 474
17 Physiologische Aspekte der Leberfunktion 476
17.1 Stellung der Leber im Gesamtorganismus und Arbeitsteilung der Zellpopulationen 476
17.2 Der Beitrag der Leber zur intestinalen Verdauung 479
17.2.1 Synthese und Funktion der Gallensäuren 479
17.2.2 Regulation der Gallenbildung und -sekretion 480
17.3 Die Leber im Intermediärstoffwechsel 480
17.3.1 Synthese und Funktion der Lipoproteine 480
17.3.2 Gluconeogenese 483
17.3.3 Harnstoffsynthese 485
17.3.4 Ketogenese als Teilaspekt des Leberstoffwechsels bei Energiemangel 487
17.4 Beitrag der Leber zur Entgiftung 487
17.4.1 Biotransformation durch chemische Modifikation 487
17.4.2 Biotransformation durch Konjugation 488
17.4.3 Bildung der Gallenfarbstoffe 488
18 Energiehaushalt 490
18.1 Einführung 490
18.2 Energiegehalt der Nährstoffe 492
18.2.1 Messung des Energiegehalts der Nährstoffe 492
18.2.2 Physikalische Brennwerte der Nährstoffe 492
18.2.3 Physiologische Brennwerte der Nährstoffe 492
18.2.4 Nahrung als Energiequelle 493
18.3 Messung des Energieumsatzes 493
18.3.1 Direkte Kalorimetrie 493
18.3.2 Indirekte Kalorimetrie 494
18.3.2.1 Das kalorische Äquivalent 494
18.3.2.2 Der respiratorische Quotient (RQ) 495
18.3.2.3 Berechnung des Energieumsatzes aus O2-Verbrauch und kalorischem Äquivalent 495
18.4 Einflüsse auf den Energieumsatz 496
18.4.1 Grundumsatz 496
18.4.2 Erhaltungsumsatz 496
18.4.3 Leistungsumsatz 497
18.5 Energieumsatz und Körpergröße 497
18.6 Pathophysiologische Aspekte 499
18.7 Regulation des Energieumsatzes 499
18.7.1 Hormonelle Beeinflussung des Energieumsatzes 499
18.7.2 Energieumsatz und Temperaturregulation 500
19 Wärmebilanz und Temperaturregulation 501
19.1 Nomenklatur 501
19.2 Wärmebilanz 502
19.2.1 Wärmeaustausch mit der Umgebung 502
19.2.1.1 Konduktion 502
19.2.1.2 Konvektion 502
19.2.1.3 Radiation 503
19.2.1.4 Evaporation 504
19.3 Temperaturfeld des Körpers 504
19.3.1 Kern und Schale 504
19.3.2 Natürliche Hirnkühlung 504
19.3.3 Normalbereich der Körpertemperatur 505
19.4 Wärmebildung 506
19.5 Wärmetransport 507
19.5.1 Innerer Wärmetransport 507
19.5.2 Äußerer Wärmetransport 509
19.5.2.1 Strahlung 509
19.5.2.2 Unterhautfettgewebe, Haare und Federn 510
19.5.2.3 Evaporative Kühlung 511
19.5.3 Wärmespeicherung 512
19.6 Verhalten 512
19.7 Thermoregulation 513
19.7.1 Thermoregulatorischer Regelkreis 513
19.7.1.1 Periphere Thermosensitivität 514
19.7.1.2 Zentrale Thermosensitivität 514
19.7.2 Hypothermie und Hyperthermie 515
19.7.3 Fieber 516
19.7.4 Torpor und Winterschlaf 516
20 Arbeitsphysiologie unter besonderer Berücksichtigung des Pferdeleistungssports 519
20.1 Der arbeitende Muskel 519
20.1.1 Energiestoffwechsel des arbeitenden Muskels 519
20.1.2 Sauerstoffdefizit bei Arbeitsbeginn und Sauerstoffschuld nach Belastungsende 520
20.1.3 Woher kommt das benötigte ATP bei den verschiedenen Leistungsprüfungen der Pferde? 521
20.1.4 Muskelfasertypen 521
20.2 Aerober Stoffwechsel und Ausdauer 522
20.2.1 Sauerstoffaufnahme, Ruheumsatz und Arbeitsumsatz 522
20.2.2 Atmung und Synchronisation der Atmung durch die Fußungsfrequenz im Galopp 524
20.2.3 Können Pferde durch Veränderung der Laufgeschwindigkeiten den Wirkungsgrad der Arbeit optimieren? 526
20.2.4 Herzschlagfrequenz, Herzleistung und arterieller Blutdruck 526
20.2.5 Hämoglobinkonzentration und Sauerstofftransportkapazität des Blutes 528
20.2.6 Muskeldurchblutung 528
20.3 Anaerober Stoffwechsel, Ermüdung und Blutlactatkonzentrationen 528
20.4 Thermoregulation und Schweißsekretion 529
20.5 Einfluss des Trainings auf den aeroben Stoffwechsel, auf Herz und Kreislauf und die Thermoregulation 530
20.5.1 Hämoglobinkonzentration und Sauerstofftransportkapazität 530
20.5.2 Herzgröße, Schlagvolumen und Herzschlagfrequenz 530
20.5.3 Sauerstoffaufnahme 531
20.5.4 Ermüdung des Muskels 531
20.5.5 Schweißsekretion und Thermoregulation 532
20.6 Beurteilung des Trainingszustandes und der Leistungsfähigkeit von Sportpferden 532
21 Endokrinologie 533
21.1 Allgemeine Endokrinologie 533
21.1.1 Einleitung 533
21.1.2 Einteilung der Hormone 533
21.1.3 Rezeptorvermittelte Signalübertragung und Einteilung der Rezeptoren 534
21.1.3.1 Steroidhormonrezeptoren 534
21.1.3.2 Hormonrezeptoren an der Zelloberfläche 536
21.1.4 Hormonsekretion 538
21.1.4.1 Rückkopplungsmechanismen 538
21.1.4.2 Endokrine Rhythmen 538
21.1.5 Messung von Hormonkonzentrationen in Körperflüssigkeiten 539
21.2 Spezielle Endokrinologie 540
21.2.1 Hypothalamus-Hypophysen-System 541
21.2.1.1 Neurohypophysäre Hormone 541
21.2.1.2 Hypophyseotrope Hormone 541
21.2.1.3 Hormone der Hypophyse 541
21.2.2 Glanduläre Hormone 545
21.2.2.1 Schilddrüse 545
21.2.2.2 Nebenschilddrüse 546
21.2.2.3 C-Zellen der Schilddrüse bzw. Ultimobranchialkörper 547
21.2.2.4 Pankreas 547
21.2.2.5 Nebenniere 549
21.2.3 Gewebshormone 553
21.2.3.1 Gastrointestinale Hormone 553
21.2.3.2 Niere Renin 554
21.2.3.3 Thymus 555
21.2.3.4 Herz 555
21.2.3.5 Leber 555
21.2.3.6 Fettgewebe 555
21.2.3.7 Placenta 556
21.2.4 Mediatorstoffe 557
21.2.4.1 Serotonin 557
21.2.4.2 Histamin 558
21.2.4.3 Plasmakinine 558
21.2.4.4 Eicosanoide 558
21.2.4.5 Cytokine 558
21.2.5 Pheromone 559
22 Reproduktion 560
22.1 Reproduktion bei weiblichen Haussäugetieren 560
22.1.1 Reproduktionshormone 560
22.1.2 Pubertät 566
22.1.3 Sexualzyklus 567
22.1.3.1 Endokrine Steuerung des Sexualzyklus und der Ovulation 569
22.1.3.2 Wachstumsdynamik der Ovarfollikel während des Sexualzyklus 572
22.1.3.3 Endokrine Steuerung der Follikelreifung 573
22.1.3.4 Ovulation und Corpus luteum 574
22.1.4 Gravidität 577
22.1.4.1 Etablierung der Gravidität 577
22.1.4.2 Signale des Embryos 577
22.1.4.3 Maternale Hormone während der Gravidität 578
22.1.4.4 Placentastoffwechsel 580
22.1.4.5 Geburt Vorbereitung der Myometriumzelle auf die Geburt 581
22.1.5 Reproduktionsbiologie 583
22.1.5.1 Östrussynchronisation 583
22.1.5.2 Embryotransfer und assoziierte Biotechniken 583
22.1.6 Saisonalität 584
22.2 Reproduktion bei männlichen Haussäugetieren 585
22.2.1 Hypothalamus-Hypophysen-Gonaden-Achse 586
22.2.1.1 Aufbau der Hypothalamus-Hypophysen-Hoden-Achse 586
22.2.1.2 Für die Fortpflanzungsfunktion beim männlichen Tier wichtige Hormone GnRH 588
22.2.2 Spermatogenese und Sertolizellfunktion 592
22.2.3 Sexualverhalten 594
22.2.4 Reproduktionsbiotechnologie 595
22.2.5 Saisonalität 595
22.2.6 Physiologie der Befruchtung 596
22.2.6.1 Spermienreifung im Nebenhoden 597
22.2.6.2 Seminalplasma und Ejakulation 598
22.2.6.3 Spermientransport und Speicherung im weiblichen Genitaltrakt 599
22.2.6.4 Spermienkapazitation 599
22.2.6.5 Spermatozoon-Eizell-Interaktion und Akrosomreaktion 600
22.2.6.6 Spermatozoon-Eizell-Fusion und Polyspermieblock 601
22.2.7 Geschlechtsbestimmung 602
22.2.7.1 Das chromosomale Geschlecht 602
22.2.7.2 Das gonadale Geschlecht 603
22.2.7.3 Der männliche Phänotypus 604
22.3 Reproduktion beim Vogel 605
22.3.1 Weibliche Reproduktionsphysiologie 605
22.3.1.1 Struktur und Funktion des Ovars 605
22.3.1.2 Struktur und Funktion des Oviduktes (Legedarms) 609
22.3.1.3 Hypothalamus-Hypophysen-Gonaden-Achse 613
22.3.2 Männliche Reproduktionsphysiologie 616
22.3.2.1 Struktur und Funktion des Hodens 616
22.3.2.2 Spermiogenese 617
22.3.2.3 Steroidsynthese und hypothalamo-hypophysäre Kontrolle 617
22.3.3 Fortpflanzung 618
22.3.3.1 Befruchtung und artifizielle Insemination 618
22.3.3.2 Paarungs- und Brutverhalten 619
23 Laktation 622
23.1 Bedeutung der Laktation für die Brutpflege 622
23.2 Evolutive Entwicklung der Milchdrüse und der Milch 622
23.3 Anatomisch-histologischer Aufbau der Milchdrüse 623
23.4 Entwicklungs- und Funktionsstadien der Milchdrüse und deren endokrine Steuerung 624
23.4.1 Mammogenese 624
23.4.2 Kolostrogenese 625
23.4.3 Lactogenese 626
23.4.4 Galaktopoese 628
23.5 Milchspeicherung und Milchejektion 629
23.5.1 Oxytocinfreisetzung und Milchejektion bei der Milchkuh 630
23.5.2 Milchejektion bei Ziege, Schaf, Schwein und Pferd 633
23.5.3 Pathophysiologie gestörter Milchejektion beim Rind 633
23.6 Milchzusammensetzung bei verschiedenen Species 633
23.7 Bedeutung der Muttermilch für die postnatale Entwicklung 634
23.8 Synthese und Sekretion der Milch und ihrer Bestandteile 634
23.8.1 Synthese von Milchfett 636
23.8.2 Synthese der Milchproteine 637
23.8.3 Synthese von Lactose 638
23.9 Energiestoffwechsel während der Laktation 639
23.10 Mastitis und Immunabwehr der Milchdrüse 639
24 Steuerung der Nahrungsaufnahme 641
24.1 Nahrungsaufnahme und Homöostase 641
24.2 Steuerung von Häufigkeit und Größe der Mahlzeiten 642
24.2.1 Allgemeines 642
24.2.2 Orosensorische Signale 642
24.2.3 Gastrointestinale Signale 643
24.2.4 Pankreashormone 645
24.3 Metabolische Signale 646
24.3.1 Glucose 646
24.3.2 Fettsäuren 647
24.3.3 Energiefluss 647
24.3.4 Besonderheiten bei Wiederkäuern 647
24.4 Adipositassignale 648
24.5 Steuerung der Nahrungswahl 649
24.6 Beteiligte Hirnareale 650
24.6.1 Medulla oblongata 650
24.6.2 Hypothalamus 650
24.6.3 Telencephalon 652
24.7 Weitere Faktoren, welche die Nahrungsaufnahme beeinflussen 652
25 Regulation der Glucosehomöostase bei Monogastriern und bei Wiederkäuern 656
25.1 Allgemeine Charakteristika 656
25.2 Situation bei Monogastriern 658
25.2.1 Glucoseverfügbarkeiten während einer kohlenhydrathaltigen Mahlzeit 658
25.2.2 Glucoseverfügbarkeiten zwischen den Mahlzeiten 659
25.2.3 Glucoseverfügbarkeiten im Hungerzustand 660
25.2.4 Koordinierung und Regulierung resorptiver und postresorptiver Glucoseverfügbarkeiten 661
25.2.4.1 Insulin – das Hormon des resorptiven „Überflusses“ 662
25.2.4.2 Glucagon – das Hormon der „Nährstoffrückgewinnung“ 664
25.2.4.3 Weitere hormonelle, insulinantagonistische Wechselwirkungen 664
25.3 Situation bei Wiederkäuern 665
25.3.1 Resorptive und postresorptive Glucoseverfügbarkeiten und deren Regulation 666
25.3.2 Glucoseverfügbarkeiten und deren Regulation bei hypoglykämischen Stoffwechsellagen 667
25.3.3 Glucoseverfügbarkeiten und deren Regulation bei hyperglykämischen Stoffwechsellagen 668
25.3.4 Glucose-Homöorhese: Glucoseverfügbarkeiten und deren Regulation am Beispiel der Laktation 668
25.3.4.1 Metabolische Manifestation der Priorisierung des laktationsbedingten Glucoseverbrauches 669
25.3.4.2 Hormonelle Regulation der Priorisierung des laktationsbedingten Glucoseverbrauches 670
25.3.4.3 Das Fettgewebe als Initiator und Modulator einer „Laktations-Homöorhese“ 671
25.4 Störungen der Glucosehomöostase 672
26 Physiologische Grenzen der Hochleistungskuh 673
26.1 Erhöhung der Milchproduktion und Abnahme der Nutzungsdauer 673
26.2 Ernährungsphysiologische Leistungsparameter der Laktation 674
26.3 Milchleistung Reproduktion 676
26.4 Negative Energiebilanz (NEB), Leberverfettung und Insulinresistenz 676
26.5 Negative Energiebilanz (NEB) und Immunsystem 677
27 Knochen und Calciumhomöostase 678
27.1 Funktion, Struktur und Zusammensetzung von Knochen 678
27.2 Zellen des Knochens 679
27.3 Knochenumbau 680
27.4 Endokrine Regulation der Calciumhomöostase 681
27.4.1 Vitamin D 681
27.4.2 Parathormon 682
27.4.3 Calcitonin 683
27.5 Störungen der Calciumhomöostase 684
27.5.1 Vitamin-D-Mangel 684
27.5.2 Hyperparathyreoidismus 684
27.5.3 Vitamin-D-Intoxikationen 685
28 Vitamine 686
28.1 Einleitung 686
28.1.1 Vitaminbedarf und Vitaminquellen 686
28.1.2 Vitaminstoffwechsel 686
28.2 Vitamine in der Genexpression 688
28.2.1 Vitamin A und Carotinoide 688
28.2.2 Vitamin D 689
28.3 Vitamine mit Coenzymfunktion 691
28.3.1 Vitamin K 691
28.3.2 Vitamin B1 (Thiamin) 692
28.3.3 Vitamin B2 (Riboflavin) 692
28.3.4 Vitamin B6 (Pyridoxin) 693
28.3.5 Vitamin B12 (Cobalamin) 693
28.3.6 Folsäure 693
28.3.7 Biotin 694
28.3.8 Niacin 694
28.3.9 Pantothensäure 694
28.4 Vitamine mit antioxidativen Eigenschaften 695
28.4.1 Vitamin E (Tocopherol) 695
28.4.2 Vitamin C (Ascorbinsäure) 696
28.5 Vitaminähnliche Verbindungen 696
29 Biologische Rhythmen 698
29.1 Was sind biologische Rhythmen? 698
29.2 Welche Funktion haben biologische Rhythmen? 699
29.3 Wie werden biologische Rhythmen gesteuert? 699
29.3.1 Der endogene Schrittmacher 699
29.3.2 Synchronisation endogener Rhythmen mit äußeren Bedingungen 699
29.4 Die inneren Uhren 701
29.4.1 Aufbau und Sitz „der inneren Uhr“ 701
29.4.2 Die Steuerung von lokalen Rhythmen 702
29.5 Chronomedizin 702
30 Physiologie und Verhalten 704
30.1 Verhalten aus der Sicht biologischer Regulation 704
30.2 Angeborenes Verhalten (Instinkthandlungen) 705
30.2.1 Kennzeichen angeborenen Verhaltens 705
30.2.2 Angeborener Auslösemechanismus (AAM) 705
30.3 Erworbenes oder erlerntes Verhalten 706
30.3.1 Genetisch bedingte Lerndisposition 706
30.3.2 Habituation (Gewöhnung) 706
30.3.3 Prägung 706
30.3.4 Obligatorisches (verpflichtendes) Lernen 706
30.3.5 Lernen durch Observation (Tradition) 706
30.3.6 Kinästhetisches Lernen (Lernen durch Bewegungswahrnehmung) 707
30.3.7 Operante Konditionierung 707
30.3.8 Klassische Konditionierung (bedingter Reflex) 708
30.4 Hormone und Verhalten 709
31 Physiologie und Tierschutz 710
31.1 Rechtliche Grundlagen des Tierschutzes in Deutschland 710
31.1.1 Grundgesetz 710
31.1.2 Tierschutzgesetz 710
31.2 Beurteilung des Wohlbefindens von Tieren 711
31.3 Schmerzen, Leiden und Schäden 711
31.4 Bedeutung physiologischer Kenntnisse im Tierschutz 712
31.4.1 Leistungszucht beim landwirtschaftlichen Nutztier 713
31.4.2 Qualzuchten bei Heim- und Begleittieren 714
31.5 Tierschutz zwischen Ökonomie und Ökologie 714
31.6 Tierschutz in Forschung und Lehre 715
31.6.1 Tierversuche 715
31.6.2 Eingriffe und Behandlungen zur Aus-, Fort- oder Weiterbildung 716
32 Messgrößen und Maßeinheiten 717
Griechische Buchstaben, die im Rahmen der Physiologie häufig verwendet werden 717
Potenzen und Logarithmen 717
Internationales System der Einheiten (SI-System) 717
Ältere Maßeinheiten 718
Sachregister 719