Humanphysiologie

Äussere Atmung

Austausch der Lungenluft durch Ein- und Ausatmen, Aufnahme von O2 aus der Lunge ins Blut und vom Blut in die Zelle

Innere Atmung

Zellatmung: Spaltung von Glucose mit Hilfe von O2 zu CO2 und Wasser (in den Mitochondrien aller Körperzellen) zur Gewinnung von Energie (ATP)

Gründe wieso wir die Lunge brauchen um genügend Sauerstoff aufzunehmen (und nicht eif Haut Gase Austausch machen (Hautatmung))

• Der menschliche Körper ist zu gross für effiziente O2-Diffusion bis in alle Körperzellen

  • brauchen besonders hohen Energie- und O2-Bedarf

• die dicke, verhornte Haut ist nicht gut durchlässig für O2

Wieso besser durch Nase und nicht durch Mund atmen

Nase: Luft wird gefiltert, gereinigt, angefeuchtet, vorgewärmt und Prüfung auf giftige Gase
Mund: -

Nasenhöhlen

• Flimmerepithel mit Cilien und Schleimdrüsen hindern Krankheitserreger und Staubpartikel am Eindringen

• Nasenmuscheln vergrössern die Oberfläche für Geruchssinnes-Rezeptoren (Riechschleimhaut)

Luftröhre/Bronchien:

• Flimmerepithel mit Cilien und Schleimdrüsen: : Wimperteppich transportiert Fremdstoffe die im Schleim hängengeblieben sind.(bis zum Kehlkopf, wo es geschluckt wird)

• Hufeisenförmige Knorpelspangen: verhindern Zusammenkleben und somit den Verschluss der Luftröhre und der Bronchien beim Ausatmen

Alveolen

• extrem dünne Oberfläche (aus einer einzigen Zellschicht)

• Bilden riesige Oberfläche für den Gasaustausch

Ausatmung Orte Reienfloge

Alveolen => Bronchiolen => Bronchus => Luftröhre => Stimmbänder => Kehlkopf => Rachen => Nasenhöhle

Folgen vom Rauchen

• lähmt die Bewegung der Wimpern (Cilien) in den Atemwegen

• Staubteilchen und Schleim werden nicht mehr abtransportiert => können nur durch Husten rausgebracht werden

• Teer- und andere Stoffe lagern sich in der Lunge ab => atmungsaktive Oberfläche nimmt ab

Brustatmung

Einatmung:

• Äussere Zwischenrippenmuskulatur kontrahiert

• Brustkorb wird angehoben => Volumen nimmt zu

• Grösseres Volumen => Unterdruck => Sog: Luft wird in die Lunge hineingezogen

Ausatmung:

• Schwerkraft und innere Zwischenrippenmuskulatur, sowie Elastizität der Lunge sorgen für Verkleinerung des Brustvolumens => Luft wird aus der Lunge hinausgepresst

Bauchatmung

Einatmung:

• Zwerchfell kontrahiert und flacht dadurch ab => Eingeweide werden nach unten gedrückt => Brustvolumen wird grösser => Unterdruck => Sog: Luft wird in die Lunge hineingezogen

Ausatmung:

• Eingeweide u. Bauchmuskulatur drücken nach oben // Zwerchfell erschlafft und wird wieder kuppelförmig => Brustvolumen wird kleiner => Luft wird aus der Lunge hinausgepresst

Warum kann die Lunge nach einem Pneumothorax (Ausfall eines Lungenflügels) nicht mehr selbstständig mit Luft füllen?

• durch Luft zwischen Rippen- und Lungenfell, löst sich deren Verbindung => Lungenflügel können der Bewegung des Brustkorbs nicht mehr folgen

Hilft im Fall von Pneumothorax künstliche Beatmung?

Ja, so kann man den ausfallenden Lungenflügel “aufblasen“.

=> Die Ausatmung erfolgt automatisch durch die Elastizität

wie wird Pneumothorax erfolgreich behandelt?

Luft aus dem Pleuraspalt absaugen, so dass Lungen- und Rippenfell wieder aneinanderhaften, dann das Loch verschliessen

Was verbessert den Gasaustausch in den Lungenbläschen und wieso?

• Wand der Lungenbläschen ist max. 0.3 μm dick

  • Der Diffusionsweg für O2 und CO2 ist sehr kurz => erfolgt sehr schnell

• Lunge besteht aus 300 mio. Lungenbläschen

  • sehr grosse innere Oberfläche, mehr Platz für die Diffusion

• Jedes Lungenbläschen ist von einem dichten Netz von Blutkapilaren umsponnen

  • das O2 angereicherte Blut wird laufend abtransportiert => Konzentrationsgefälle zwischn Atemluft und sauerstoffarmem Blut => Diffusion kann laufend stattfinden, da es kein Konzentrationsausgleich gibt

• Lungenkapilaren haben kleinen Durchmesser

  • Blutkörperchen werden durch gedrückt => Diffusionsweg wird verkürzt

  • Blutstrom wird verlangsamt => mehr Zeit für Gasaustausch vorhanden

Hämoglobin Struktur

• zwei Paare von Polypeptiden verbinden sich kugelförmig Molekül

• Jede Peptidkette enthält eine Häm-Gruppe, die ein Eisen-Ion enthält

• Jedes Fe kann ein Sauerstoffmolekül binden

Hämoglobin Funktion

• Bindet Sauerstoff

• gibt Erythrocyten ihre rote Farbe

Wieso nimmt Hämoglobin Sauerstoff in der Lunge auf aber im Gewebe ab?

• Bindung ist von der O2-Konzentration abhängig

  • in Lunge ist O2 Konz. höher => O2 bindet gerne an Häm.

  • in Gewebe ist O2 Konz. tiefer => Häm. gibt ein Teil des gebunden O2 ab // ist aber sehr stark vom Gewebe abhängig, wieviel

Wieso ist Einatmen von CO (Kohlenstoffmonoxid) sehr gefährlich

• CO bindet sich dauerhaft an Hämoglobin

  • besetzt nach und nach alle BIndungsstellen des Hämoglobins => O2 hat kein Platz mehr

    • O2 kann nicht mehr zum Gewebe transportiert werden => keine Zellatmung

      • Ohne ATP kann der Zellstoffwechel, auch im Gehirn, nicht mehr funktionieren

        • Person verliert das Bewusstsein

Wieso sind Arterien keine starren Röhren?

• weil sonnst das Blut bei der Kammersystole sehr schnell und mit hohe Druck durch die Gefässe schiessen und bei der Kammerdiastole stillstehen würde

• Druck und Fliessgeschwindigkeit würden stark schwanken

Wieso schlägt das Herz weiter, nachdem man es aus dem Körper entfernt?

• Herz arbeitet autonom

  • Die Erregung, die seine Bewegungen auslöst, produziert er selbst => braucht kein Impuls vom Nervensystem

  • Im Körper arbeitet er nicht unabhängig => seine Leistung wird vom vegetativen Nervensystem geregelt und auf die Leistung der anderen Organe abgestimmt

Sympathicus

• wirkt anregen

• beschleunigt die Herzfrequenz

Parasympathicus

• wirkt beruhigend

• verlangsamt den Puls

Herz-Blutkreislauf + Beschriftungen

-

Kamersystole; Austreibung

Blut wird ausgestossen
Vorhof wird Grösser / Kammer wird halb so gross => Ansaugung des Blutes durch die Venen ins Herz
Durch kleineren Druck in der Kammer schliessen sich die Taschenklappen automatisch, da Druck in Lungenarterie grösser ist

Vorhof-Systole

Kontraktion des Vorhofs
- Blut wird durch offene Segelklappen gepresst => max. Füllung der Kammer // da sie sich dehnt

Kammer-Systole: Anspannung

Segelkappen schliessen sich

Muskulatur der Kammer kontrahiert => Druck in Kammern steigt => Taschenklappen werden durch zu hohen Druck aufgeschlossen

Kammer-Diastole

Entspannung des Herzmuskels => Herz wird grösser durch Elastizität

Wenn Druck in Kammern tiefer als im Vorhof => Öffnung der Segelklappen, die Kammern füllen sich

Herzzyklus

Wieso wird die Herzfrequenz über den CO2-Gehalt des Bluter reguliert?

• CO2 entsteht als Abfallprodukt der Zellatmung

• Dient deswegen als Gradmesser des Energie- und somit Sauerstoffbedarfs

• Erhöhte Herzfrequenz => verbesserte Sauerstoffversorgung