Jens Huppelsberg, Kerstin Walter: Kurzlehrbuch Physiologie 1
Auf einen Blick 2
Innentitel 4
Impressum 5
Vorwort 6
Inhalt 7
1 Allgemeine und Zellphysiologie, Zellerregung 16
Einleitung 16
Die Stoffmenge und die Konzentrationen 16
Die Stoffmenge 16
Die Konzentration 16
Molarität und Molalität 16
Der pH-Wert 16
Die Zellphysiologie 16
Überblick und Funktion 16
Die Osmose 16
Die Zellorganisation und -beweglichkeit 17
Die Transportwege durch die Membran 18
Der intrazelluläre Stofftransport 20
Die Signaltransduktion 20
Die Grundlagen des Membranpotenzials und der elektrischen Erregung 22
2 Blut und Immunsystem 28
Einleitung 28
Die Erythrozyten 28
Überblick und Funktion 28
Die Form der Erythrozyten 28
Der Lebenslauf der Erythrozyten 28
Die Erythrozytenparameter 29
Die Anämien 30
Die osmotische Resistenz 30
Die Blut(körper)senkungsgeschwindigkeit (BSG) 30
Das Blutplasma 31
Überblick und Funktion 31
Das Plasma-Volumen 31
Die niedermolekularen Bestandteile des Plasmas 31
Die Plasmaproteine 32
Die Blutstillung, Blutgerinnung und Fibrinolyse 33
Überblick und Funktion 33
Die Thrombozyten 34
Die primäre Hämostase und die Thrombozytenfunktion 34
Die sekundäre Hämostase 35
Die gemeinsame Endstrecke 37
Die Regulation und Hemmung der Gerinnung 37
Die Fibrinolyse 38
Die Gerinnungstests 38
Das Immunsystem 39
Überblick und Funktion 39
Die Leukozyten 39
Das unspezifische Abwehrsystem 41
Die spezifische Immunabwehr 43
Die Hypersensitivitätsreaktionen 46
Die Blutgruppen 47
Überblick und Funktion 47
Das AB0-System 47
Das Rhesus-System 48
Die Bluttransfusion 48
3 Herz 52
Die elektrische Erregung des Herzens 52
Überblick und Funktion 52
Die Erregungsentstehung und -ausbreitung am Herzen 52
Die Aktionspotenziale im Herzen 53
Die elektromechanische Koppelung 54
Die Auswirkungen eines gestörten Elektrolythaushalts 55
Das EKG 56
Überblick und Funktion 56
Die Vektortheorie 56
Die EKG-Kurve 56
Die EKG-Ableitungen 58
Die Bestimmung des Lagetyps im EKG 59
Der Herzrhythmus 60
Überblick und Funktion 60
Der AV-Block 61
Extrasystolen 61
Flimmern und Flattern 62
Die Mechanik des Herzens 63
Überblick und Funktion 63
Der zeitliche Ablauf der Herzaktion 63
Die Druck-Volumen-Veränderungen während des Herzzyklus 65
Die Regulation der Herztätigkeit 68
Überblick und Funktion 68
Die Regulation der Herztätigkeit 68
Die Durchblutung und der Stoffwechsel des Herzens 70
Überblick und Funktion 70
Die Regulation der Koronardurchblutung 70
Der Stoffwechsel des Herzens 70
4 Kreislauf 74
Die physikalischen Grundlagen 74
Überblick und Funktion 74
Die Stromstärke des Blutes und der Gefäßwiderstand 74
Die Blutströmung 75
Die Gefäßwandmechanik 76
Der Aufbau des Kreislaufsystems 77
Überblick und Funktion 78
Die funktionelle Anatomie des Gefäßsystems 78
Das Hochdrucksystem 79
Das Niederdrucksystem 80
Das Kapillarsystem 82
Der Stoffaustausch 83
Die Kreislaufregulation und die Regulation der Organdurchblutung 84
Überblick und Funktion 84
Das Kreislaufzentrum 85
Die kurzfristige Blutdruckregulation 85
Die langfristigen Regulationsmechanismen 86
Die Regulation der Organdurchblutung 87
Die Anpassung des Kreislaufs an besondere Situationen 90
Überblick und Funktion 90
Die Anpassung des Kreislaufs bei Orthostase 90
Die Anpassung des Kreislaufs bei körperlicher Arbeit 91
Die Anpassung des Kreislaufs bei thermischer Belastung 91
Die Messung von Kreislaufparametern 92
Überblick und Funktion 92
Die Messung von Blutdruck, Blutströmung und Herzzeitvolumen 92
Pathophysiologische Veränderungen des Kreislaufsystems 93
Überblick und Funktion 93
Der Kreislaufschock 93
Der fetale Kreislauf 95
Übersicht und Funktion 95
Die Kurzschlüsse im fetalen Kreislauf 95
Die peripartale Kreislaufumstellung 95
5 Atmung 100
Die Atemmechanik 100
Überblick und Funktion 100
Die ideale Gasgleichung 100
Die Druckverhältnisse in Lunge und Pleura 100
Die Atemmuskulatur 101
Die Lungen- und Atemvolumina (statische Atemgrößen) 101
Die Atmungswiderstände 103
Der Gasaustausch 106
Überblick und Funktion 106
Die Grundlagen 106
Die Ventilation 107
Die Diffusion der Atemgase 108
Die Perfusion der Lunge 109
Der Atemgastransport im Blut 110
Überblick und Funktion 110
Die Grundlagen 110
Der Sauerstofftransport im Blut 111
Der CO2-Transport im Blut 113
Das Säure-Basen-Gleichgewicht 114
Überblick und Funktion 114
Der Blut-pH-Wert und seine Pufferung 114
Die Parameter zur Überprüfung des Säure-Basen-Haushaltes 115
Die Störungen des Säure-Basen-Haushaltes 116
Die Regulation der Atmung unter normalen und besonderen Bedingungen 118
Überblick und Funktion 118
Die Begriffe zur Beschreibung der Atemtätigkeit 118
Die Atmungsregulation 118
Die Atmung in der Höhe 119
Die Atmung beim Tauchen 120
Die Gewebeatmung 121
Überblick und Funktion 121
Der Sauerstoffverbrauch 121
Der Gasaustausch im Gewebe 122
Die Störungen der Gewebeatmung 122
6 Arbeits- und Leistungsphysiologie 126
Die Umstellungsvorgänge bei körperlicher Arbeit 126
Überblick und Funktion 126
Die Begriffe Arbeit und Leistung im physikalischen Sinne 126
Die metabolischen und muskulären Umstellungsvorgänge bei körperlicher Arbeit 126
Die Anpassungsreaktionen des Herz-Kreislaufsystems 127
Die Anpassungsreaktionen des respiratorischen Systems 128
Körperliche Leistungsfähigkeit und Training 129
Überblick und Funktion 130
Die Leistungsfähigkeit des Menschen 130
Die Leistungsdiagnostik 130
Die Ermüdung 131
Das Training 132
Ernährung und Verdauung 136
Die Nahrungsbestandteile 136
Überblick und Funktion 136
Die Vitamine 136
Die Spurenelemente 136
Die Steuerung und die Motilität des Gastrointestinaltrakts 137
Überblick und Funktion 137
Die Grundlagen und Formen der gastrointestinalen Motilität 137
Die nervale Steuerung der Motilität 138
Die Steuerung der Motorik durch Hormone und Signalstoffe 138
Der Mund und die Speiseröhre 138
Überblick und Funktion 138
Der Speichel 138
Das Schlucken 140
Das Erbrechen 140
Der Magen 141
Überblick und Funktion 141
Die funktionelle Anatomie des Magens 141
Die Magenmotorik und die Magenentleerung 142
Der Magensaft 142
Das Pankreas 144
Überblick und Funktion 144
Die Steuerung der Pankreassekretion 145
Die Leber und die Galle 146
Überblick und Funktion 146
Die Entgiftungsfunktion der Leber 146
Die Produktion und die Funktion der Gallenflüssigkeit 146
Der enterohepatische Kreislauf 146
Der Darm 147
Überblick und Funktion 147
Der Aufbau des Dünndarms 147
Die Motorik des Dünndarms 147
Die Motorik des Kolons 148
Die Darmbakterien 148
Die Defäkation 148
Die Resorption der Nahrungsbestandteile 149
Überblick und Funktion 149
Die Aufnahme von Wasser, Elektrolyten und Eisen 149
Die Kohlenhydratresorption 150
Die Proteinresorption 150
Die Fettresorption 150
8 Energie- und Wärmehaushalt 154
Der Energiehaushalt 154
Überblick und Funktion 154
Die energieliefernden Nahrungsbestandteile 154
Der Energieumsatz des Menschen 155
Die Deckung des Energiebedarfs 156
Die Methoden zur Bestimmung des Energieumsatzes 157
Der Wärmehaushalt 158
Überblick und Funktion 158
Die Körpertemperatur und ihre Regulation 158
Die Wärmebildung 159
Die Wärmeabgabe 159
Die Regulation der Körpertemperatur über die Hautdurchblutung 160
Die Regulation der Körpertemperatur bei Wärme- und Kältebelastung 161
Die Akklimatisation an andere Klimabedingungen 161
Hyperthermie und Fieber 162
9 Wasser- und Elektrolythaushalt, Nierenfunktion 166
Der Wasser- und Elektrolythaushalt 166
Überblick und Funktion 166
Der Wassergehalt des Körpers und die Flüssigkeitsräume 166
Die Regulation der Wasseraufnahme und -abgabe 167
Die Störungen des Wasser- und Salzhaushalts 167
Wichtige Elektrolyte 168
Die Niere 170
Überblick und Funktion 170
Die funktionelle Anatomie der Niere 170
Die Funktionsgrößen der Nieren 171
Die Nierendurchblutung 173
Die Filtration 174
Der tubuläre Transport organischer Stoffe 175
Die Harnkonzentrierung 178
Die Steuerung der Nierenfunktion durch Hormone 180
Die Niere als endokrines Organ 182
Die renale Säure- und Basenausscheidung 182
Diuretika 184
10 Hormone 188
Die Einteilung der Hormone und die Steuerung der Hormonausschüttung 188
Überblick und Funktion 188
Die Einteilung der Hormone 188
Die Steuerung der Hormonausschüttung über Regelkreise 189
Die Hypothalamus- und Hypophysenhormone 190
Überblick und Funktion 190
Die Hormone des Hypothalamus 190
Die Hormone der Hypophyse 191
Die Hormone der Nebennierenrinde 192
Überblick und Funktion 192
Die Mineralocorticoide 192
Die Glucocorticoide 192
Die Androgene 193
Die Funktionsstörungen der Nebennierenrinde 193
Die Schilddrüsenhormone Thyroxin (T4) und Triiodthyronin (T3) 194
Überblick und Funktion 194
Die Bildung und Regulation der Schilddrüsenhormone 195
Die Wirkung der Schilddrüsenhormone 196
Die Funktionsstörungen 196
Der Inselapparat des Pankreas: Die Pankreashormone 196
Überblick und Funktion 196
Insulin 196
Glucagon 198
Die Regulation des Calciumhaushalts 198
Überblick und Funktion 198
Die Bedeutung von Ca2+ für den Organismus 198
Parathormon (PTH) 199
Calcitriol .= .1,25-(OH)2-Vitamin D3 .= .1,25-Dihydroxy-Cholecalciferol 199
Calcitonin 200
Das Wachstumshormon Somatotropin 200
Die Bildung und Regulation des Wachstumshormons 200
Die Funktion des Wachstumshormons 200
11 Sexualentwicklung und Reproduktionsphysiologie 204
Sexual- und Reproduktionsphysiologie 204
Überblick und Funktion 204
Die Hormone zur Steuerung der Sexualfunktion 204
Die weiblichen Sexualhormone 205
Der Menstruationszyklus 205
Die Schwangerschaft 208
Die Geburt 210
Die Lactation 210
Die männlichen Sexualhormone 211
Das Alter 212
Überblick und Funktion 212
Die Organveränderungen im Alter 212
Die Altersveränderungen bei der Frau 212
Die Altersveränderungen beim Mann 213
12 Allgemeine Neurophysiologie 216
Die Übersicht 216
Die Erregungsentstehung und -weiterleitung 216
Überblick und Funktion 216
Der Aufbau der Nervenzelle (Neuron) 216
Die passive Erregungsausbreitung 216
Die Erregungsausbreitung über das Aktionspotenzial 217
Die künstliche Erregung von Nervenzellen 220
Die interzelluläre Weitergabe einer Erregung 221
Überblick und Funktion 221
Die elektrische Synapse 221
Die chemische Synapse 221
Die Transmitter und ihre Rezeptoren 223
Die unterschiedliche Reaktion von Synapsen auf AP-Salven 225
Die Grundlagen der Signalverarbeitung im Nervensystem 225
Überblick und Funktion 225
Die Signalverarbeitung an der Synapse 225
Die Signalverarbeitung in Neuronenverbänden 226
Die Prinzipien sensorischer Systeme 227
Überblick und Funktion 227
Die Sensoren 227
Die Reiztransduktion 228
Die rezeptiven Felder 228
Die Reizverarbeitung im ZNS 228
Überblick und Funktion 229
Die Begriffe Empfindung und Wahrnehmung 229
Die Sinnesmodalitäten 229
Die Psychophysik 229
13 Muskulatur 234
Allgemeine Muskelphysiologie 234
Überblick und Funktion 234
Der allgemeine Aufbau der Muskelzelle 234
Der Kontraktionszyklus einer Muskelzelle 235
Die quer gestreifte Muskulatur 236
Überblick und Funktion 236
Der spezielle Aufbau der Skelettmuskulatur 236
Die Auslösung und der Ablauf einer Kontraktion 238
Die mechanischen Eigenschaften des Skelettmuskels 238
Die verschiedenen Arten von Skelettmuskelfasern 242
Die glatte Muskulatur 243
Überblick und Funktion 243
Der Aufbau der glatten Muskulatur 243
Die Kontraktion der glatten Muskelzelle 244
14 Vegetatives Nervensystem (VNS) 250
Die funktionelle Organisation 250
Übersicht und Funktion 250
Die funktionelle Anatomie 250
Die zellulären und molekularen Mechanismen der Signaltransduktion im VNS 251
Die medikamentöse Beeinflussung der vegetativen Steuerung 253
Der Einfluss des vegetativenNervensystems 254
Übersicht und Funktion 254
Das Herz 254
Die Blutgefäße 254
Die Lunge 255
Der Verdauungstrakt 255
Die Harnblase 255
Die Genitalorgane 256
15 Motorik 260
Der Überblick 260
Die motorischen Anteile des Nervensystems 260
Der Begriff der Sensomotorik 260
Die Entstehung einer Bewegung 261
Die Strukturen des motorischen Kortex 261
Überblick und Funktion 261
Der Aufbau des motorischen Kortex 261
Die Afferenzen des motorischen Kortex 262
Die Efferenzen des motorischen Kortex 262
Die motorischen Systeme des Rückenmarks und des peripheren Nervensystems 264
Überblick und Funktion 265
Die Motoneurone 265
Die Messung des Muskelstatus und die Weiterleitung der Information 266
Die Reflexe 267
Die motorische Funktion des Hirnstamms 271
Überblick und Funktion 271
Der Aufbau und die Funktionen der motorischen Systeme im Hirnstamm 271
Die Basalganglien 273
Überblick und Funktion 273
Die Verschaltung der Basalganglien mit dem Kortex 273
Die Transmitter und der Schaltkreis innerhalb der Basalganglien 273
Erkrankungen bei Schädigung der Basalganglien 274
Das Kleinhirn 275
Überblick und Funktion 275
Die funktionelle Dreiteilung des Kleinhirns 275
Der Aufbau und die Verschaltung der Kleinhirnrinde 276
Kleinhirnschädigung 277
16 Somatoviszerale Sensorik 282
Überblick 282
Der Tastsinn 282
Überblick und Funktion 282
Die Mechanosensoren 282
Die funktionelle Organisation 284
Die zentrale Weiterleitung 284
Der Temperatursinn 285
Überblick und Funktion 285
Die Thermosensoren 285
Das Temperaturempfinden 285
Die zentrale Weiterleitung 286
Die Tiefensensibilität 286
Die viszerale Sensibilität 286
Die Nozizeption und der Schmerz 287
Überblick und Funktion 287
Die Nozizeptoren 287
Die Schmerzeinteilung nach dem Entstehungsort 287
Die speziellen Formen des Schmerzes 288
Die spinale und supraspinale Organisation von Nozizeption und Schmerz 288
Die Störungen der Nozizeption 290
Die pharmakologische Schmerzhemmung 290
Die sensiblen Bahnsysteme des ZNS 290
Überblick und Funktion 290
Die Hinterstrangbahnen 290
Die Vorderseitenstrangbahnen 291
Das kortikothalamische System 292
17 Visuelles System 296
Der dioptrische Apparat 296
Überblick und Funktion 296
Das Auge als optisches System 296
Die Akkommodation 296
Die Refraktionsanomalien 297
Die Pupille 299
Die Augenmotilität 300
Der Augeninnendruck 300
Die Tränenflüssigkeit 301
Die Signalverarbeitung in der Retina 301
Überblick und Funktion 301
Der Aufbau der Netzhaut 301
Die Signaltransduktion in den Photosensoren 302
Die neuronalen Verarbeitungsprozesse in der Retina 303
Die retinalen Mechanismen des Farbensehens 306
Die Informationsverarbeitung in der Sehbahn 307
Überblick und Funktion 307
Der Verlauf der Sehbahn 307
Die zentrale Signalverarbeitung 308
Das räumliche Sehen 309
Das Gesichtsfeld 310
18 Auditorisches System und Gleichgewichtssinn 314
Das auditorische System 314
Überblick und Funktion 314
Physiologische Akustik 314
Der Gehörgang und das Mittelohr 317
Das Innenohr 318
Die Schwerhörigkeit 320
Die zentrale Hörbahn und die kortikale Repräsentation 321
Der Gleichgewichts- und Lagesinn 322
Überblick und Funktion 322
Das periphere Vestibularorgan 322
Das zentrale vestibuläre System 324
Die Funktionsprüfungen 324
Stimme und Sprache 325
Überblick und Funktion 325
Der periphere Sprechapparat 326
Die Stimmbildung 326
19 Geruchs- und Geschmackssinn 330
Einleitung 330
Der Geruchssinn 330
Überblick und Funktion 330
Der Aufbau der Riechbahn 330
Die Geruchssensoren 330
Der trigeminale chemische Sinn 331
Der Geschmackssinn 331
Überblick und Funktion 331
Die Geschmacksensoren 331
Die Geschmacksbahn 332
20 Integrative Leistungen des zentralen Nervensystems 336
Allgemeine Physiologie 336
Überblick und Funktion 336
Die Organisation der Großhirnrinde 336
Die kortikalen Felder 337
Die efferenten Bahnsysteme des Kortex 338
Die kortikale Asymmetrie 338
Die Sprachverarbeitung 339
Die elektrophysiologische Analyse der Hirnrindenaktivität 340
Die integrativen Funktionen 342
Überblick und Funktion 342
Die zirkadiane Periodik und der Schlaf-Wach-Rhythmus 342
Das Bewusstsein 344
Lernen und Gedächtnis 344
Triebverhalten, Motivation und Emotion 347
Die Glia 348
21 Anhang 351
Messgrößen und Maßeinheiten 351
Kraft 351
Druck 351
Arbeit 351
Leistung 351
Temperatur 351
Vorsilben und Vielfache von Maßeinheiten 352
Zahlen im Überblick 352
Sachverzeichnis 354