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normale Physiologie. Vorlesungsskript: kurz das Wichtigste

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Inhaltsverzeichnis

1. Einführung in die normale Physiologie
2. Physiologische Eigenschaften und Merkmale der Funktion erregbarer Gewebe (Physiologische Eigenschaften erregbarer Gewebe. Gesetze der Reizung erregbarer Gewebe. Das Konzept des Ruhezustands und der Aktivität erregbarer Gewebe. Physikalisch-chemische Mechanismen der Entstehung des Ruhepotentials. Physiko -chemische Mechanismen der Entstehung des Aktionspotentials)
3. Physiologische Eigenschaften von Nerven und Nervenfasern (Physiologie von Nerven und Nervenfasern. Arten von Nervenfasern. Mechanismen zur Erregungsleitung entlang einer Nervenfaser. Gesetze zur Erregungsleitung entlang einer Nervenfaser)
4. Muskelphysiologie (Physikalische und physiologische Eigenschaften der Skelett-, Herz- und glatten Muskulatur. Mechanismen der Muskelkontraktion)
5. Physiologie von Synapsen (Physiologische Eigenschaften von Synapsen, ihre Klassifizierung. Mechanismen der Erregungsübertragung in Synapsen am Beispiel der myoneuralen Synapse. Physiologie von Mediatoren. Klassifizierung und Eigenschaften)
6. Physiologie des Zentralnervensystems (Grundprinzipien der Funktionsweise des Zentralnervensystems. Struktur, Funktionen, Methoden zur Untersuchung des Zentralnervensystems. Neuron. Strukturmerkmale, Bedeutung, Typen. Reflexbogen, seine Komponenten, Typen, Funktionen. Funktionell Systeme des Körpers. Koordinationsaktivität des Zentralnervensystems. Arten der Hemmung, Wechselwirkung von Prozessen Erregung und Hemmung im Zentralnervensystem. Erfahrung von I. M. Sechenov. Methoden zur Untersuchung des Zentralnervensystems)
7. Physiologie verschiedener Abschnitte des Zentralnervensystems (Physiologie des Rückenmarks. Physiologie des Hinter- und Mittelhirns. Physiologie des Zwischenhirns. Physiologie der Formatio reticularis und des limbischen Systems. Physiologie der Großhirnrinde)
8. Physiologie des autonomen Nervensystems (Anatomische und physiologische Merkmale des autonomen Nervensystems. Funktionen des sympathischen, parasympathischen und methsympathischen Nervensystems)
9. Physiologie des endokrinen Systems. Das Konzept der endokrinen Drüsen und Hormone, ihre Klassifizierung (Allgemeine Vorstellungen über endokrine Drüsen. Eigenschaften von Hormonen, ihr Wirkungsmechanismus. Synthese, Sekretion und Freisetzung von Hormonen aus dem Körper. Regulierung der Aktivität endokriner Drüsen)
10. Eigenschaften einzelner Hormone (Hormone des Hypophysenvorderlappens. Hormone des Mittel- und Hinterlappens der Hypophyse. Hormone der Zirbeldrüse, der Thymusdrüse, der Nebenschilddrüsen. Hormone der Schilddrüse. Jodhormone. Schilddrüsencalcitonin. Funktionsstörung der Schilddrüse. Hormone der Bauchspeicheldrüse. Funktionsstörung der Bauchspeicheldrüse. Nebennierenhormone. Glukokortikoide. Nebennierenhormone. Mineralokortikoide. Sexualhormone. Hormone des Nebennierenmarks. Sexualhormone. Menstruationszyklus. Plazentahormone. Das Konzept der Gewebehormone und Antihormone)
11. Höhere Nervenaktivität (Das Konzept der höheren und niedrigeren Nervenaktivität. Die Bildung bedingter Reflexe. Hemmung bedingter Reflexe. Das Konzept eines dynamischen Stereotyps. Das Konzept der Arten des Nervensystems. Das Konzept der Signalsysteme. Stadien der Signalbildung Systeme)
12. Physiologie des Herzens (Komponenten des Kreislaufsystems. Kreislaufkreise. Morphofunktionelle Merkmale des Herzens. Physiologie des Myokards. Leitungssystem des Myokards. Eigenschaften des atypischen Myokards. Automatizität des Herzens. Energieversorgung des Myokards. Koronarer Blutfluss , seine Merkmale. Reflexeinflüsse auf die Aktivität des Herzens. Nervöse Regulierung der Aktivität des Herzens. Humorale Regulierung der Herzaktivität. Gefäßtonus und seine Regulierung. Funktionssystem, das den Blutdruck auf einem konstanten Niveau hält. Histohämatische Barriere und ihre physiologischen Rolle)
13. Physiologie der Atmung. Mechanismen der äußeren Atmung (Das Wesen und die Bedeutung von Atmungsprozessen. Äußerer Atmungsapparat. Die Bedeutung der Komponenten. Der Mechanismus der Ein- und Ausatmung. Das Konzept des Atemmusters)
14. Physiologie des Atmungszentrums (Physiologische Eigenschaften des Atmungszentrums. Humorale Regulierung von Neuronen des Atmungszentrums. Nervöse Regulierung der Aktivität von Neuronen des Atmungszentrums)
15. Physiologie des Blutes (Homöostase. Biologische Konstanten. Das Konzept des Blutsystems, seine Funktionen und Bedeutung. Physikalisch-chemische Eigenschaften des Blutes)
16. Physiologie der Blutbestandteile (Blutplasma, seine Zusammensetzung. Physiologie der roten Blutkörperchen. Hämoglobintypen und ihre Bedeutung. Physiologie der Leukozyten. Physiologie der Blutplättchen)
17. Physiologie des Blutes. Blutimmunologie (Immunologische Grundlagen zur Bestimmung der Blutgruppe. Antigenes System der Erythrozyten, Immunkonflikt)
18. Physiologie der Hämostase (Strukturkomponenten der Hämostase. Mechanismen der Thrombozyten- und Gerinnungsthrombusbildung. Blutgerinnungsfaktoren. Blutgerinnungsphasen. Physiologie der Fibrinolyse)
19. Physiologie der Nieren (Funktionen, Bedeutung des Harnsystems. Aufbau des Nephrons. Mechanismus der tubulären Rückresorption)
20. Physiologie des Verdauungssystems (Konzept des Verdauungssystems. Seine Funktionen. Arten der Verdauung. Sekretionsfunktion des Verdauungssystems. Motorische Aktivität des Magen-Darm-Trakts. Regulierung der motorischen Aktivität des Magen-Darm-Trakts. Der Mechanismus der Schließmuskeln. Physiologie der Absorption . Der Mechanismus der Aufnahme von Wasser und Mineralien. Mechanismen der Aufnahme von Kohlenhydraten, Fetten und Proteinen. Mechanismen zur Regulierung von Aufnahmeprozessen. Physiologie des Verdauungszentrums. Physiologie von Hunger, Appetit, Durst, Sättigung)

Normale Physiologie - biologische Disziplin, die Folgendes untersucht:

1) die Funktionen des gesamten Organismus und einzelner physiologischer Systeme (z. B. Herz-Kreislauf, Atmung);

2) die Funktionen einzelner Zellen und zellulärer Strukturen, aus denen Organe und Gewebe bestehen (z. B. die Rolle von Myozyten und Myofibrillen im Mechanismus der Muskelkontraktion);

3) Interaktion zwischen einzelnen Organen einzelner physiologischer Systeme (z. B. die Bildung von Erythrozyten im roten Knochenmark);

4) Regulierung der Aktivität innerer Organe und physiologischer Systeme des Körpers (z. B. nervös und humoral).

Physiologie ist eine experimentelle Wissenschaft. Es unterscheidet zwei Forschungsmethoden – Erfahrung und Beobachtung. Beobachtung ist die Untersuchung des Verhaltens eines Tieres unter bestimmten Bedingungen, normalerweise über einen langen Zeitraum. Dies ermöglicht die Beschreibung jeder Körperfunktion, erschwert jedoch die Erklärung der Mechanismen ihres Auftretens. Erfahrungen können akut oder chronisch sein. Das akute Erlebnis dauert nur einen kurzen Moment und das Tier befindet sich in Narkose. Aufgrund großer Blutverluste besteht praktisch keine Objektivität. Das chronische Experiment wurde erstmals von I.P. Pavlov eingeführt, der eine Operation an Tieren vorschlug (z. B. das Platzieren einer Fistel am Magen eines Hundes).

Ein großer Teil der Wissenschaft widmet sich dem Studium funktioneller und physiologischer Systeme. Physiologisches System - Dies ist eine ständige Sammlung verschiedener Organe, die durch eine gemeinsame Funktion vereint sind. Die Bildung solcher Komplexe im Körper hängt von drei Faktoren ab:

1) Stoffwechsel;

2) Energieaustausch;

3) Informationsaustausch.

Funktionelles System - eine vorübergehende Gruppe von Organen, die zu verschiedenen anatomischen und physiologischen Strukturen gehören, aber die Ausführung spezieller Formen physiologischer Aktivitäten und bestimmter Funktionen ermöglichen. Es hat eine Reihe von Eigenschaften wie:

1) Selbstregulierung;

2) Dynamik (zerfällt erst, wenn das gewünschte Ergebnis erreicht ist);

3) das Vorhandensein von Feedback.

Aufgrund des Vorhandenseins solcher Systeme im Körper kann es als Ganzes funktionieren.

Ein besonderer Platz in der normalen Physiologie wird der Homöostase eingeräumt. Homöostase - eine Reihe biologischer Reaktionen, die die Konstanz der inneren Umgebung des Körpers gewährleisten. Es ist ein flüssiges Medium, das aus Blut, Lymphe, Liquor, Gewebeflüssigkeit besteht. Ihre Durchschnittswerte unterstützen die physiologische Norm (z. B. Blut-pH, Blutdruck, Hämoglobin usw.).

Die normale Physiologie ist also eine Wissenschaft, die die Vitalparameter des Körpers bestimmt, die in der medizinischen Praxis weit verbreitet sind.

VORTRAG Nr. 2. Physiologische Eigenschaften und Merkmale der Funktion erregbarer Gewebe

1. Physiologische Eigenschaften erregbarer Gewebe

Die Haupteigenschaft eines Stoffes ist Reizbarkeitd. h. die Fähigkeit eines Gewebes, seine physiologischen Eigenschaften zu ändern und funktionelle Funktionen als Reaktion auf Reize zu zeigen.

Reizstoffe sind Faktoren der äußeren oder inneren Umgebung, die auf erregbare Strukturen einwirken.

Es gibt zwei Gruppen von Reizstoffen:

1) natürlich (Nervenimpulse, die in Nervenzellen und verschiedenen Rezeptoren auftreten);

2) künstlich: physikalisch (mechanisch – Schock, Injektion; Temperatur – Wärme, Kälte; elektrischer Strom – Wechselstrom oder Gleichstrom), chemisch (Säuren, Basen, Ester usw.), physikalisch-chemisch (osmotisch – Natriumchloridkristall).

Klassifizierung von Reizen nach dem biologischen Prinzip:

1) angemessen, die mit minimalen Energiekosten eine Gewebeerregung unter den natürlichen Bedingungen der Existenz des Organismus verursachen;

2) unzureichend, die bei ausreichender Stärke und längerer Exposition eine Erregung im Gewebe verursachen.

Zu den allgemeinen physiologischen Eigenschaften von Geweben gehören:

1) Erregbarkeit - die Fähigkeit lebenden Gewebes, auf die Einwirkung eines ausreichend starken, schnell und lang wirkenden Reizes zu reagieren, indem es die physiologischen Eigenschaften ändert und einen Erregungsprozess auslöst.

Das Maß der Erregbarkeit ist die Reizschwelle. Reizschwelle - das ist die Mindeststärke des Reizes, die erstmals sichtbare Reaktionen hervorruft. Da die Reizschwelle auch die Erregbarkeit charakterisiert, kann sie auch als Erregbarkeitsschwelle bezeichnet werden. Reizungen geringerer Intensität, die keine Reaktionen hervorrufen, werden als unterschwellig bezeichnet;

2) Leitfähigkeit - die Fähigkeit des Gewebes, die resultierende Erregung aufgrund des elektrischen Signals von der Irritationsstelle entlang der Länge des erregbaren Gewebes zu übertragen;

3) Feuerfestigkeit - eine vorübergehende Abnahme der Erregbarkeit gleichzeitig mit der im Gewebe entstandenen Erregung. Refraktärität ist absolut (keine Reaktion auf einen Reiz) und relativ (Erregbarkeit wird wiederhergestellt und das Gewebe reagiert auf einen unter- oder überschwelligen Reiz);

4) Labilität - die Fähigkeit von erregbarem Gewebe, mit einer bestimmten Geschwindigkeit auf Reizung zu reagieren. Die Labilität ist gekennzeichnet durch die maximale Anzahl von Erregungswellen, die pro Zeiteinheit (1 s) exakt im Rhythmus der applizierten Reize ohne Transformationsphänomene im Gewebe auftreten.

2. Reizgesetze erregbarer Gewebe

Die Gesetze legen die Abhängigkeit der Reaktion des Gewebes von den Parametern des Reizes fest. Diese Abhängigkeit ist typisch für hoch organisierte Gewebe. Es gibt drei Gesetze der Reizung von erregbarem Gewebe:

1) das Gesetz der Reizstärke;

2) das Gesetz der Reizdauer;

3) das Erregungsgradientengesetz.

Law Kraft der Irritation stellt die Abhängigkeit der Reaktion von der Stärke des Reizes fest. Diese Abhängigkeit gilt nicht für einzelne Zellen und für das gesamte Gewebe. Für einzelne Zellen wird die Abhängigkeit „Alles oder Nichts“ genannt. Die Art der Reaktion hängt vom ausreichenden Schwellenwert des Reizes ab. Wenn der Reiz einem unterhalb des Schwellenwerts liegenden Reizwert ausgesetzt wird, erfolgt keine Reaktion (nichts). Wenn die Stimulation einen Schwellenwert erreicht, erfolgt eine Reaktion; sie wird unter der Wirkung eines Schwellenwerts und eines beliebigen darüber liegenden Schwellenwerts des Reizes dieselbe sein (alles Teil des Gesetzes).

Für eine Reihe von Zellen (für ein Gewebe) ist diese Abhängigkeit unterschiedlich, die Reaktion des Gewebes ist bis zu einer bestimmten Grenze direkt proportional zur Stärke der aufgebrachten Reizung. Die Zunahme der Reaktion ist darauf zurückzuführen, dass die Anzahl der an der Reaktion beteiligten Strukturen zunimmt.

Law Dauer der Irritationen. Die Gewebereaktion hängt von der Dauer der Stimulation ab, erfolgt aber in gewissen Grenzen und ist direkt proportional. Es besteht ein Zusammenhang zwischen der Stärke der Stimulation und der Dauer ihrer Wirkung. Diese Abhängigkeit wird als Kraft-Zeit-Kurve ausgedrückt. Diese Kurve wird Goorweg-Weiss-Lapic-Kurve genannt. Die Kurve zeigt, dass der Reiz, egal wie stark er ist, eine gewisse Zeit wirken muss. Wenn das Zeitintervall klein ist, tritt die Antwort nicht auf. Wenn der Reiz schwach ist, erfolgt keine Reaktion, egal wie lange er wirkt. Die Stärke des Reizes nimmt allmählich zu und zu einem bestimmten Zeitpunkt tritt eine Gewebereaktion auf. Diese Kraft erreicht einen Schwellenwert und wird als Rheobase bezeichnet (die minimale Reizkraft, die eine primäre Reaktion hervorruft). Die Zeit, während der ein Strom gleich der Rheobase wirkt, wird als Nutzzeit bezeichnet.

Law Irritationsgradient. Gradient - Dies ist die Steilheit des Anstiegs der Reizung. Die Gewebereaktion hängt in gewissem Maße vom Stimulationsgradienten ab. Bei einem starken Reiz erfolgt die Reaktion etwa beim dritten Mal, wenn der Reiz angewendet wird, schneller, da sie einen stärkeren Gradienten aufweist. Wenn man die Reizschwelle schrittweise erhöht, kommt es im Gewebe zum Phänomen der Akkommodation. Unter Akkommodation versteht man die Anpassung des Gewebes an einen Reiz, dessen Stärke langsam zunimmt. Dieses Phänomen ist mit der raschen Entwicklung der Inaktivierung des Na-Kanals verbunden. Die Reizschwelle steigt allmählich an und der Reiz bleibt immer unterhalb der Reizschwelle, d. h. die Reizschwelle steigt.

Die Reizgesetze erregbarer Gewebe erklären die Abhängigkeit der Reaktion von den Parametern des Reizes und gewährleisten die Anpassung von Organismen an die Faktoren der äußeren und inneren Umgebung.

3. Das Konzept des Ruhe- und Aktivitätszustands erregbarer Gewebe

Über den Ruhezustand in erregbaren Geweben sagen sie in dem Fall, wenn das Gewebe nicht durch einen Reizstoff aus der äußeren oder inneren Umgebung beeinträchtigt wird. Gleichzeitig wird ein relativ konstantes Stoffwechselniveau beobachtet, es gibt keine sichtbare funktionelle Gewebeverabreichung. Der Aktivitätszustand wird beobachtet, wenn ein Reizstoff auf das Gewebe einwirkt, während sich das Stoffwechselniveau ändert, und die funktionelle Verabreichung des Gewebes beobachtet wird.

Die Hauptformen des aktiven Zustands von erregbarem Gewebe sind Erregung und Hemmung.

Aufregung - Dies ist ein aktiver physiologischer Prozess, der im Gewebe unter dem Einfluss eines Reizstoffs abläuft, während sich die physiologischen Eigenschaften des Gewebes ändern und die funktionelle Verabreichung des Gewebes beobachtet wird. Die Erregung ist durch eine Reihe von Anzeichen gekennzeichnet:

1) spezifische Merkmale, die für einen bestimmten Gewebetyp charakteristisch sind;

2) unspezifische Merkmale, die für alle Arten von Geweben charakteristisch sind (Durchlässigkeit der Zellmembranen, Verhältnis der Ionenströme, Änderung der Ladung der Zellmembran, es entsteht ein Aktionspotential, das den Stoffwechsel verändert, der Sauerstoffverbrauch steigt und Kohlendioxid Emissionen steigen).

Je nach Art der elektrischen Antwort gibt es zwei Formen der Anregung:

1) lokale, sich nicht ausbreitende Erregung (lokale Antwort). Es zeichnet sich aus durch:

a) es gibt keine latente Erregungsperiode;

b) tritt unter der Einwirkung eines Reizes auf, d. H. Es gibt keine Reizschwelle, es hat einen allmählichen Charakter;

c) es gibt keine Refraktärität, dh mit Beginn der Erregung nimmt die Erregbarkeit des Gewebes zu;

d) dämpft im Raum und breitet sich über kurze Distanzen aus, das heißt, ein Dekrement ist charakteristisch;

2) Impuls, sich ausbreitende Erregung. Es zeichnet sich aus durch:

a) das Vorhandensein einer latenten Erregungsperiode;

b) das Vorhandensein einer Reizschwelle;

c) das Fehlen eines allmählichen Charakters (es tritt abrupt auf);

d) Verteilung ohne Abschlag;

e) Feuerfestigkeit (Erregbarkeit des Gewebes nimmt ab).

Bremsen - Ein aktiver Prozess, der auftritt, wenn Reize auf das Gewebe einwirken, manifestiert sich in der Unterdrückung einer anderen Erregung. Folglich gibt es keinen funktionellen Austritt des Gewebes.

Hemmung kann sich nur in Form einer lokalen Reaktion entwickeln.

Es gibt zwei Arten des Bremsens:

1) primär, für dessen Auftreten das Vorhandensein spezieller inhibitorischer Neuronen erforderlich ist. Die Hemmung erfolgt primär ohne vorherige Erregung;

2) sekundär, was keine speziellen Bremsstrukturen erfordert. Es entsteht als Ergebnis einer Änderung der funktionellen Aktivität gewöhnlicher erregbarer Strukturen.

Die Prozesse der Erregung und Hemmung sind eng miteinander verbunden, treten gleichzeitig auf und sind unterschiedliche Manifestationen eines einzigen Prozesses. Die Erregungs- und Hemmungsherde sind mobil, bedecken größere oder kleinere Bereiche neuronaler Populationen und können mehr oder weniger stark ausgeprägt sein. Erregung wird sicherlich durch Hemmung ersetzt und umgekehrt, d.h. es bestehen induktive Beziehungen zwischen Hemmung und Erregung.

4. Physikalische und chemische Mechanismen der Entstehung des Ruhepotentials

Das Membranpotential (oder Ruhepotential) ist die Potentialdifferenz zwischen der äußeren und inneren Oberfläche der Membran in einem Zustand relativer physiologischer Ruhe. Das Ruhepotential entsteht aus zwei Gründen:

1) ungleichmäßige Verteilung von Ionen auf beiden Seiten der Membran. Innerhalb der Zelle befinden sich die meisten K-Ionen, außerhalb nur wenig. Außen befinden sich mehr Na-Ionen und Cl-Ionen als innen. Diese Verteilung von Ionen wird ionische Asymmetrie genannt;

2) selektive Durchlässigkeit der Membran für Ionen. Im Ruhezustand ist die Membran für verschiedene Ionen nicht gleich durchlässig. Die Zellmembran ist durchlässig für K-Ionen, leicht durchlässig für Na-Ionen und undurchlässig für organische Substanzen.

Aufgrund dieser beiden Faktoren werden Bedingungen für die Bewegung von Ionen geschaffen. Diese Bewegung erfolgt ohne Energieverbrauch durch passiven Transport – Diffusion aufgrund der unterschiedlichen Ionenkonzentration. K-Ionen verlassen die Zelle und erhöhen die positive Ladung auf der äußeren Oberfläche der Membran, Cl-Ionen wandern passiv in die Zelle, was zu einer Erhöhung der positiven Ladung auf der äußeren Oberfläche der Zelle führt. Na-Ionen reichern sich an der Außenfläche der Membran an und erhöhen deren positive Ladung. Organische Verbindungen verbleiben in der Zelle. Durch diese Bewegung wird die Außenfläche der Membran positiv und die Innenfläche negativ aufgeladen. Die Innenfläche der Membran ist möglicherweise nicht absolut negativ geladen, sie ist jedoch im Verhältnis zur Außenfläche immer negativ geladen. Dieser Zustand der Zellmembran wird als Polarisationszustand bezeichnet. Die Bewegung der Ionen setzt sich fort, bis die Potentialdifferenz an der Membran ausgeglichen ist, d. h. ein elektrochemisches Gleichgewicht eintritt. Das Gleichgewichtsmoment hängt von zwei Kräften ab:

1) Diffusionskräfte;

2) Kräfte der elektrostatischen Wechselwirkung.

Der Wert des elektrochemischen Gleichgewichts:

1) Aufrechterhaltung der ionischen Asymmetrie;

2) Aufrechterhaltung des Werts des Membranpotentials auf einem konstanten Niveau.

An der Entstehung des Membranpotentials sind die Diffusionskraft (Differenz der Ionenkonzentration) und die Kraft der elektrostatischen Wechselwirkung beteiligt, daher heißt das Membranpotential konzentrationselektrochemisch.

Um die Ionenasymmetrie aufrechtzuerhalten, reicht ein elektrochemisches Gleichgewicht nicht aus. Die Zelle verfügt über einen weiteren Mechanismus – die Natrium-Kalium-Pumpe. Die Natrium-Kalium-Pumpe ist ein Mechanismus zur Gewährleistung des aktiven Ionentransports. Die Zellmembran verfügt über ein System von Transportern, die jeweils drei im Zellinneren befindliche Na-Ionen binden und nach außen transportieren. Von außen bindet der Transporter an zwei außerhalb der Zelle befindliche K-Ionen und transportiert diese in das Zytoplasma. Energie wird durch den Abbau von ATP gewonnen. Der Betrieb der Natrium-Kalium-Pumpe gewährleistet:

1) eine hohe Konzentration an K-Ionen innerhalb der Zelle, d. h. ein konstanter Wert des Ruhepotentials;

2) eine niedrige Konzentration von Na-Ionen innerhalb der Zelle, d. h. es behält eine normale Osmolarität und ein normales Zellvolumen bei, schafft die Grundlage für die Erzeugung eines Aktionspotentials;

3) ein stabiler Konzentrationsgradient von Na-Ionen, der den Transport von Aminosäuren und Zuckern erleichtert.

5. Physikalisch-chemische Mechanismen des Auftretens von Aktionspotentialen

Aktionspotential - Dies ist eine Verschiebung des Membranpotentials, die im Gewebe unter Einwirkung eines Schwellen- und Überschwellenreizes auftritt, die mit einer Wiederaufladung der Zellmembran einhergeht.

Bei Einwirkung eines Schwellen- oder Überschwellwertreizes verändert sich die Durchlässigkeit der Zellmembran für Ionen in unterschiedlichem Maße. Bei Na-Ionen steigt er um das 400- bis 500-fache, und der Gradient nimmt schnell zu, bei K-Ionen um das 10- bis 15-fache, und der Gradient entwickelt sich langsam. Dadurch gelangen Na-Ionen in die Zelle, K-Ionen aus der Zelle, was zu einer Neuaufladung der Zellmembran führt. Die äußere Oberfläche der Membran trägt eine negative Ladung, während die innere Oberfläche eine positive Ladung trägt.

Aktionspotentialkomponenten:

1) lokale Reaktion;

2) Hochspannungsspitzenpotential (Spitze);

3) Spurenschwingungen:

a) negatives Spurenpotential;

b) positives Spurenpotential.

lokale Antwort.

Bis der Reiz im Anfangsstadium 50-75% der Schwelle erreicht, bleibt die Permeabilität der Zellmembran unverändert, und die elektrische Verschiebung des Membranpotentials wird durch das Reizmittel erklärt. Bei Erreichen des Niveaus von 50-75% öffnen sich die Aktivierungstore (m-Tore) der Na-Kanäle und es erfolgt eine lokale Reaktion.

Na-Ionen gelangen durch einfache Diffusion ohne Energieaufwand in die Zelle. Nach Erreichen der Schwellenstärke sinkt das Membranpotential auf ein kritisches Depolarisationsniveau (ca. 50 mV). Der kritische Grad der Depolarisation ist die Anzahl der Millivolt, um die das Membranpotential abnehmen muss, damit ein lawinenartiger Fluss von Na-Ionen in die Zelle eintritt. Wenn die Stimulationsstärke nicht ausreicht, kommt es nicht zu einer lokalen Reaktion.

Hochspannungsspitzenpotential (Spitze).

Der Aktionspotentialpeak ist ein konstanter Bestandteil des Aktionspotentials. Es besteht aus zwei Phasen:

1) aufsteigender Teil - Phasen der Depolarisation;

2) absteigender Teil - Repolarisationsphasen.

Ein lawinenartiger Strom von Na-Ionen in die Zelle führt zu einer Potentialänderung an der Zellmembran. Je mehr Na-Ionen in die Zelle gelangen, desto mehr depolarisiert die Membran, desto mehr Aktivierungstore öffnen sich. Allmählich wird die Ladung von der Membran entfernt und entsteht dann mit umgekehrtem Vorzeichen. Das Auftreten einer Ladung mit entgegengesetztem Vorzeichen wird als Inversion des Membranpotentials bezeichnet. Die Bewegung von Na-Ionen in die Zelle dauert bis zum Moment des elektrochemischen Gleichgewichts für das Na-Ion an. Die Amplitude des Aktionspotentials hängt nicht von der Stärke des Reizes ab, sondern von der Konzentration an Na-Ionen und dem Durchlässigkeitsgrad der Membran für Na-Ionen. Die absteigende Phase (Repolarisationsphase) bringt die Membranladung auf ihr ursprüngliches Vorzeichen zurück. Bei Erreichen des elektrochemischen Gleichgewichts für Na-Ionen wird das Aktivierungstor inaktiviert, die Permeabilität für Na-Ionen sinkt und die Permeabilität für K-Ionen steigt, die Natrium-Kalium-Pumpe tritt in Aktion und stellt die Ladung der Zellmembran wieder her. Eine vollständige Erholung des Membranpotentials findet nicht statt.

Bei Reduktionsreaktionen werden Spurenpotentiale auf der Zellmembran aufgezeichnet – positiv und negativ. Spurenpotentiale sind nicht nachhaltige Bestandteile des Aktionspotentials. Ein negatives Spurenpotential ist eine Spurendepolarisation als Folge einer erhöhten Membranpermeabilität für Na-Ionen, die den Repolarisationsprozess hemmt. Ein positives Spurenpotential entsteht, wenn die Zellmembran im Prozess der Wiederherstellung der Zellladung durch die Freisetzung von Kaliumionen und den Betrieb der Natrium-Kalium-Pumpe hyperpolarisiert wird.

VORTRAG Nr. 3. Physiologische Eigenschaften von Nerven und Nervenfasern

1. Physiologie der Nerven und Nervenfasern. Arten von Nervenfasern

Physiologische Eigenschaften von Nervenfasern:

1) Erregbarkeit - die Fähigkeit, als Reaktion auf Reizung in einen Erregungszustand zu geraten;

2) Leitfähigkeit - die Fähigkeit, die Nervenerregung in Form eines Aktionspotentials von der Reizstelle über die gesamte Länge zu übertragen;

3) Feuerfestigkeit (Stabilität) - die Eigenschaft, die Erregbarkeit im Erregungsprozess vorübergehend stark zu reduzieren.

Nervengewebe hat die kürzeste Refraktärzeit. Die Bedeutung von Refraktärität besteht darin, das Gewebe vor Übererregung zu schützen und auf einen biologisch signifikanten Reiz zu reagieren;

4) Labilität - die Fähigkeit, mit einer bestimmten Geschwindigkeit auf Irritationen zu reagieren. Die Labilität ist gekennzeichnet durch die maximale Anzahl von Erregungsimpulsen für einen bestimmten Zeitraum (1 s) in exakter Übereinstimmung mit dem Rhythmus der applizierten Reize.

Nervenfasern sind keine unabhängigen Strukturelemente des Nervengewebes, sie sind eine komplexe Formation, einschließlich der folgenden Elemente:

1) Prozesse von Nervenzellen - axiale Zylinder;

2) Gliazellen;

3) bindegewebige (basale) Platte.

Die Hauptfunktion der Nervenfasern besteht darin, Nervenimpulse weiterzuleiten. Die Fortsätze der Nervenzellen leiten die Nervenimpulse selbst weiter, und Gliazellen tragen zu dieser Weiterleitung bei. Entsprechend den strukturellen Merkmalen und Funktionen werden Nervenfasern in zwei Typen eingeteilt: nicht myelinisierte und myelinisierte.

Unmyelinisierte Nervenfasern haben keine Myelinscheide. Ihr Durchmesser beträgt 5-7 Mikron, die Geschwindigkeit der Impulsleitung 1-2 m/s. Myelinfasern bestehen aus einem axialen Zylinder, der von einer aus Schwann-Zellen gebildeten Myelinscheide bedeckt ist. Der axiale Zylinder hat eine Membran und Oxoplasma. Die Myelinscheide besteht zu 80 % aus Lipiden mit hohem ohmschen Widerstand und zu 20 % aus Proteinen. Die Myelinscheide bedeckt den Axialzylinder nicht vollständig, sondern ist unterbrochen und lässt Bereiche des Axialzylinders frei, die als Knotenabschnitte (Ranvier-Schnitte) bezeichnet werden. Die Länge der Abschnitte zwischen den Abschnitten ist unterschiedlich und hängt von der Dicke der Nervenfaser ab: Je dicker sie ist, desto länger ist der Abstand zwischen den Abschnitten. Bei einem Durchmesser von 12–20 Mikron beträgt die Anregungsgeschwindigkeit 70–120 m/s.

Abhängig von der Geschwindigkeit der Erregungsleitung werden Nervenfasern in drei Typen eingeteilt: A, B, C.

Fasern vom Typ A haben die höchste Anregungsgeschwindigkeit, deren Anregungsgeschwindigkeit 120 m/s erreicht, B hat eine Geschwindigkeit von 3 bis 14 m/s, C – von 0,5 bis 2 m/s.

Die Begriffe "Nervenfaser" und "Nerv" sollten nicht verwechselt werden. Nerv - ein komplexes Gebilde bestehend aus einer Nervenfaser (myelinisiert oder nicht myelinisiert), lockerem faserigem Bindegewebe, das die Nervenhülle bildet.

2. Mechanismen der Erregungsleitung entlang der Nervenfaser. Gesetze der Erregungsleitung entlang der Nervenfaser

Der Mechanismus der Erregungsleitung entlang der Nervenfasern hängt von ihrem Typ ab. Es gibt zwei Arten von Nervenfasern: myelinisierte und nicht myelinisierte.

Stoffwechselprozesse in nicht myelinisierten Fasern ermöglichen keinen schnellen Ausgleich des Energieaufwands. Die Ausbreitung der Erregung erfolgt mit allmählicher Abschwächung – mit Abnahme. Dekrementelles Erregungsverhalten ist charakteristisch für ein niedrig organisiertes Nervensystem. Die Anregung breitet sich durch kleine Kreisströme aus, die in der Faser oder in der umgebenden Flüssigkeit entstehen. Es entsteht ein Potentialunterschied zwischen angeregten und nicht angeregten Bereichen, der zur Entstehung von Kreisströmen beiträgt. Der Strom breitet sich von der „+“-Ladung zur „-“-Ladung aus. An der Stelle, an der der Kreisstrom austritt, erhöht sich die Permeabilität der Plasmamembran für Na-Ionen, was zu einer Depolarisation der Membran führt. Zwischen dem neu angeregten Bereich und dem benachbarten, nicht angeregten Bereich entsteht erneut eine Potentialdifferenz, die zur Entstehung von Kreisströmen führt. Die Erregung erfasst nach und nach benachbarte Bereiche des Axialzylinders und breitet sich so bis zum Ende des Axons aus.

In Myelinfasern vergeht die Erregung dank der Perfektion des Stoffwechsels ohne Verblassen, ohne Abnahme. Aufgrund des großen Radius der Nervenfaser, aufgrund der Myelinscheide, kann der elektrische Strom nur im Bereich des Abfangens in die Faser ein- und austreten. Bei Reizung kommt es im Bereich von Schnittpunkt A zu Depolarisation, der angrenzende Schnittpunkt B ist zu diesem Zeitpunkt polarisiert. Zwischen den Unterbrechungen entsteht eine Potentialdifferenz und es treten Kreisströme auf. Durch die Kreisströme werden andere Unterbrechungen angeregt, während sich die Erregung salzartig ausbreitet, schlagartig von einer Unterbrechung zur anderen. Das Saltatorische Verfahren der Erregungsausbreitung ist wirtschaftlich, und die Geschwindigkeit der Erregungsausbreitung ist viel höher (70–120 m/s) als entlang nichtmyelinisierter Nervenfasern (0,5–2 m/s).

Es gibt drei Gesetze der Reizleitung entlang der Nervenfaser.

Das Gesetz der anatomischen und physiologischen Integrität.

Die Weiterleitung von Impulsen entlang der Nervenfaser ist nur möglich, wenn ihre Integrität nicht verletzt wird. Wenn die physiologischen Eigenschaften der Nervenfaser durch Abkühlung, Verwendung verschiedener Medikamente, Quetschen sowie Schnitte und Schäden an der anatomischen Integrität verletzt werden, ist es unmöglich, einen Nervenimpuls durch sie zu leiten.

Das Gesetz der isolierten Erregungsleitung.

Es gibt eine Reihe von Merkmalen der Ausbreitung der Erregung in peripheren, fleischigen und nicht pulmonalen Nervenfasern.

In peripheren Nervenfasern wird die Erregung nur entlang der Nervenfaser weitergeleitet, jedoch nicht auf benachbarte Nervenfasern, die sich im selben Nervenstamm befinden.

In den breiigen Nervenfasern übernimmt die Myelinscheide die Rolle eines Isolators. Aufgrund von Myelin steigt der spezifische Widerstand und die elektrische Kapazität der Hülle nimmt ab.

In den nicht fleischigen Nervenfasern wird die Erregung isoliert weitergeleitet. Dies liegt daran, dass der Widerstand der Flüssigkeit, die die interzellulären Lücken füllt, viel geringer ist als der Widerstand der Nervenfasermembran. Daher fließt der Strom, der zwischen dem depolarisierten und dem nicht polarisierten Bereich auftritt, durch die interzellulären Lücken und tritt nicht in die benachbarten Nervenfasern ein.

Das Gesetz der bilateralen Erregung.

Die Nervenfaser leitet Nervenimpulse in zwei Richtungen - zentripetal und zentrifugal.

In einem lebenden Organismus erfolgt die Erregung nur in einer Richtung. Die Zweiwegleitung einer Nervenfaser ist im Körper begrenzt durch den Entstehungsort des Impulses und durch die klappenartige Eigenschaft der Synapsen, die darin besteht, die Erregung nur in eine Richtung weiterleiten zu können.

VORTRAG Nr. 4. Physiologie der Muskeln

1. Physikalische und physiologische Eigenschaften von Skelett-, Herz- und glatten Muskeln

Nach morphologischen Merkmalen werden drei Muskelgruppen unterschieden:

1) quergestreifte Muskulatur (Skelettmuskulatur);

2) glatte Muskulatur;

3) Herzmuskel (oder Myokard).

Funktionen der quergestreiften Muskulatur:

1) Motor (dynamisch und statisch);

2) Gewährleistung der Atmung;

3) nachahmen;

4) Rezeptor;

5) Einleger;

6) thermoregulatorisch.

Funktionen der glatten Muskulatur:

1) Aufrechterhaltung des Drucks in Hohlorganen;

2) Regulierung des Drucks in Blutgefäßen;

3) Entleerung von Hohlorganen und Förderung ihres Inhalts.

Funktion des Herzmuskels - Pumpen, um die Bewegung des Blutes durch die Gefäße sicherzustellen.

Physiologische Eigenschaften der Skelettmuskulatur:

1) Erregbarkeit (geringer als in der Nervenfaser, was durch den niedrigen Wert des Membranpotentials erklärt wird);

2) geringe Leitfähigkeit, etwa 10–13 m/s;

3) Feuerfestigkeit (dauert länger als die einer Nervenfaser);

4) Labilität;

5) Kontraktilität (die Fähigkeit, Spannung zu verkürzen oder zu entwickeln).

Es gibt zwei Arten der Kürzung:

a) isotonische Kontraktion (Länge ändert sich, Tonus ändert sich nicht);

b) isometrische Kontraktion (der Ton ändert sich, ohne die Länge der Faser zu ändern). Es gibt einzelne und titanische Wehen. Einzelne Kontraktionen treten unter der Wirkung eines einzelnen Reizes auf, und titanische Kontraktionen treten als Reaktion auf eine Reihe von Nervenimpulsen auf;

6) Elastizität (die Fähigkeit, bei Dehnung Stress zu entwickeln).

Physiologische Merkmale der glatten Muskulatur.

Glatte Muskeln haben die gleichen physiologischen Eigenschaften wie Skelettmuskeln, aber sie haben auch ihre eigenen Eigenschaften:

1) instabiles Membranpotential, das die Muskeln in einem Zustand konstanter teilweiser Kontraktion hält – Tonus;

2) spontane automatische Aktivität;

3) Kontraktion als Reaktion auf Dehnung;

4) Plastizität (Abnahme der Dehnung mit zunehmender Dehnung);

5) hohe Empfindlichkeit gegenüber Chemikalien.

Physiologische Merkmale des Herzmuskels ist ihr Automatismus. Die Erregung erfolgt periodisch unter dem Einfluss von Prozessen, die im Muskel selbst ablaufen. Die Fähigkeit zum Automatismus haben bestimmte atypische Muskelbereiche des Myokards, die arm an Myofibrillen und reich an Sarkoplasma sind.

2. Mechanismen der Muskelkontraktion

Elektrochemisches Stadium der Muskelkontraktion.

1. Generierung von Aktionspotential. Die Übertragung der Erregung auf die Muskelfaser erfolgt mit Hilfe von Acetylcholin. Die Wechselwirkung von Acetylcholin (ACh) mit cholinergen Rezeptoren führt zu ihrer Aktivierung und dem Auftreten eines Aktionspotentials, das die erste Stufe der Muskelkontraktion darstellt.

2. Ausbreitung des Aktionspotentials. Das Aktionspotential breitet sich innerhalb der Muskelfaser entlang des transversalen Tubulussystems aus, das das Bindeglied zwischen der Oberflächenmembran und dem kontraktilen Apparat der Muskelfaser darstellt.

3. Die elektrische Stimulation der Kontaktstelle führt zur Aktivierung des Enzyms und zur Bildung von Inosyltriphosphat, das die Calciumkanäle der Membranen aktiviert, was zur Freisetzung von Ca-Ionen und einer Erhöhung ihrer intrazellulären Konzentration führt.

Chemomechanisches Stadium der Muskelkontraktion.

Die Theorie des chemomechanischen Stadiums der Muskelkontraktion wurde 1954 von O. Huxley entwickelt und 1963 von M. Davis ergänzt. Die wichtigsten Bestimmungen dieser Theorie:

1) Ca-Ionen lösen den Mechanismus der Muskelkontraktion aus;

2) Aufgrund von Ca-Ionen gleiten dünne Aktinfilamente relativ zu Myosinfilamenten.

Im Ruhezustand, wenn wenige Ca-Ionen vorhanden sind, findet kein Gleiten statt, weil Troponinmoleküle und die negativen Ladungen von ATP, ATPase und ADP dies verhindern. Durch den Eintritt aus dem interfibrillären Raum kommt es zu einer erhöhten Konzentration von Ca-Ionen. In diesem Fall treten eine Reihe von Reaktionen unter Beteiligung von Ca-Ionen auf:

1) Ca²⁺ reagiert mit Tryponin;

2) Ca²⁺ aktiviert ATPase;

3) Ca²⁺ entfernt Ladungen von ADP, ATP, ATPase.

Die Wechselwirkung von Ca-Ionen mit Troponin führt zu einer Ortsveränderung des letzteren auf dem Aktinfilament, und die aktiven Zentren einer dünnen Protofibrille öffnen sich. Durch sie werden Querbrücken zwischen Aktin und Myosin gebildet, die das Aktinfilament in die Lücken zwischen dem Myosinfilament verschieben. Wenn sich das Aktinfilament relativ zum Myosinfilament bewegt, zieht sich das Muskelgewebe zusammen.

Die Hauptrolle im Mechanismus der Muskelkontraktion spielt also das Protein Troponin, das die aktiven Zentren der dünnen Protofibrillen und Ca-Ionen schließt.

VORTRAG Nr. 5. Physiologie der Synapsen

1. Physiologische Eigenschaften von Synapsen, ihre Klassifizierung

Synapse - Dies ist eine strukturelle und funktionelle Formation, die den Übergang der Erregung oder Hemmung vom Ende der Nervenfaser zur innervierenden Zelle sicherstellt.

Synapsenstruktur:

1) präsynaptische Membran (elektrogene Membran im Axonterminal, bildet eine Synapse auf der Muskelzelle);

2) postsynaptische Membran (elektrogene Membran der innervierten Zelle, auf der die Synapse gebildet wird);

3) synaptischer Spalt (der Raum zwischen der präsynaptischen und der postsynaptischen Membran ist mit einer Flüssigkeit gefüllt, die in ihrer Zusammensetzung Blutplasma ähnelt).

Es gibt mehrere Klassifikationen von Synapsen.

1. Durch Lokalisierung:

1) zentrale Synapsen;

2) periphere Synapsen.

Zentrale Synapsen liegen im Zentralnervensystem und finden sich auch in den Ganglien des autonomen Nervensystems. Zentrale Synapsen sind Kontakte zwischen zwei Nervenzellen. Diese Kontakte sind heterogen und werden je nach Struktur, auf der das erste Neuron mit dem zweiten Neuron eine Synapse bildet, unterschieden:

1) axosomatisch, gebildet durch das Axon eines Neurons und den Körper eines anderen Neurons;

2) axodendritisch, gebildet durch das Axon eines Neurons und den Dendriten eines anderen;

3) Axoaxonal (das Axon des ersten Neurons bildet eine Synapse auf dem Axon des zweiten Neurons);

4) dendrodentritisch (der Dendrit des ersten Neurons bildet eine Synapse auf dem Dendrit des zweiten Neurons).

Es gibt verschiedene Arten von peripheren Synapsen:

1) myoneural (neuromuskulär), gebildet durch das Axon eines Motoneurons und einer Muskelzelle;

2) Neuroepithel, gebildet durch das Axon des Neurons und die sekretorische Zelle.

2. Funktionelle Klassifikation von Synapsen:

1) erregende Synapsen;

2) hemmende Synapsen.

3. Nach den Mechanismen der Erregungsübertragung in Synapsen:

1) Chemikalie;

2) elektrisch.

Die Besonderheit chemischer Synapsen besteht darin, dass die Erregungsübertragung über eine spezielle Gruppe von Chemikalien erfolgt – Mediatoren.

Es gibt verschiedene Arten von chemischen Synapsen:

1) cholinergisch. Bei ihnen erfolgt die Übertragung der Erregung mit Hilfe von Acetylcholin;

2) adrenergisch. Bei ihnen erfolgt die Erregungsübertragung mit Hilfe von drei Katecholaminen;

3) dopaminerg. Sie übertragen Erregung mit Hilfe von Dopamin;

4) histaminerg. Bei ihnen erfolgt die Erregungsübertragung mit Hilfe von Histamin;

5) GABAerg. In ihnen wird die Erregung mit Hilfe von Gamma-Aminobuttersäure übertragen, d. H. Der Prozess der Hemmung entwickelt sich.

Elektrische Synapsen zeichnen sich dadurch aus, dass die Erregungsübertragung durch elektrischen Strom erfolgt. Nur wenige solcher Synapsen wurden im Körper gefunden.

Synapsen haben eine Reihe von physiologischen Eigenschaften:

1) die valvuläre Eigenschaft von Synapsen, d. h. die Fähigkeit, Erregung nur in einer Richtung von der präsynaptischen Membran zur postsynaptischen Membran zu übertragen;

2) die Eigenschaft der synaptischen Verzögerung aufgrund der Tatsache, dass die Übertragungsrate der Erregung verringert ist;

3) die Eigenschaft der Potenzierung (jeder nachfolgende Impuls wird mit einer geringeren postsynaptischen Verzögerung ausgeführt). Dies liegt daran, dass der Mediator von der Leitung des vorherigen Impulses auf der präsynaptischen und postsynaptischen Membran verbleibt;

4) geringe Labilität der Synapse (100-150 Impulse pro Sekunde).

2. Mechanismen der Erregungsweiterleitung in Synapsen am Beispiel einer myoneuralen Synapse

Mioneurale (neuromuskuläre) Synapse - gebildet durch das Axon eines Motoneurons und einer Muskelzelle.

Der Nervenimpuls entsteht in der Triggerzone des Neurons, wandert entlang des Axons zum innervierten Muskel, erreicht das Axonterminal und depolarisiert gleichzeitig die präsynaptische Membran. Danach öffnen sich Natrium- und Calciumkanäle und Ca-Ionen aus der Umgebung der Synapse dringen in das Axonterminal ein. Dabei wird die Brownsche Bewegung der Vesikel in Richtung der präsynaptischen Membran gelenkt. Ca-Ionen regen die Bewegung von Vesikeln an. Beim Erreichen der präsynaptischen Membran platzen die Vesikel und setzen Acetylcholin frei (4 Ca-Ionen setzen 1 Quant Acetylcholin frei). Der synaptische Spalt ist mit einer Flüssigkeit gefüllt, die in ihrer Zusammensetzung Blutplasma ähnelt, die Diffusion von ACh von der präsynaptischen Membran zur postsynaptischen Membran erfolgt durch sie, aber ihre Geschwindigkeit ist sehr gering. Darüber hinaus ist auch eine Diffusion entlang der faserigen Filamente möglich, die sich im synaptischen Spalt befinden. Nach der Diffusion beginnt ACh mit Chemorezeptoren (ChR) und Cholinesterase (ChE) zu interagieren, die sich auf der postsynaptischen Membran befinden.

Der cholinerge Rezeptor erfüllt eine Rezeptorfunktion, und die Cholinesterase erfüllt eine enzymatische Funktion. Auf der postsynaptischen Membran befinden sie sich wie folgt:

XP + AH \uXNUMXd MECP - Miniatur-Endplattenpotentiale.

Dann wird der MECP summiert. Als Ergebnis der Summierung wird ein EPSP gebildet - exzitatorisches postsynaptisches Potential. Die postsynaptische Membran ist durch EPSP negativ geladen, und im Bereich, wo keine Synapse (Muskelfaser) vorhanden ist, ist die Ladung positiv. Es entsteht eine Potentialdifferenz, es entsteht ein Aktionspotential, das sich entlang des Leitungssystems der Muskelfaser bewegt.

ChE + ACh = Zerstörung von ACh zu Cholin und Essigsäure.

In einem Zustand relativer physiologischer Ruhe befindet sich die Synapse bioelektrische Hintergrundaktivität. Seine Bedeutung liegt darin, dass es die Bereitschaft der Synapse erhöht, einen Nervenimpuls weiterzuleiten. Im Ruhezustand können sich 1-2 Vesikel im Axonterminal versehentlich der präsynaptischen Membran nähern, wodurch sie mit dieser in Kontakt kommen. Das Vesikel platzt bei Kontakt mit der präsynaptischen Membran, und sein Inhalt in Form von 1 Quantum ACh tritt in den synaptischen Spalt ein und fällt auf die postsynaptische Membran, wo MPN gebildet wird.

3. Physiologie der Mediatoren. Klassifizierung und Eigenschaften

Vermittler - Dies ist eine Gruppe von Chemikalien, die an der Übertragung von Erregung oder Hemmung in chemischen Synapsen von der präsynaptischen zur postsynaptischen Membran beteiligt sind.

Kriterien, nach denen ein Stoff als Mediator eingestuft wird:

1) die Substanz muss auf der präsynaptischen Membran, dem Axonterminal, freigesetzt werden;

2) in den Strukturen der Synapse müssen Enzyme vorhanden sein, die die Synthese und den Abbau des Mediators fördern, und es müssen auch Rezeptoren auf der postsynaptischen Membran vorhanden sein, die mit dem Mediator interagieren;

3) eine Substanz, die behauptet, ein Mediator zu sein, muss in einer sehr geringen Konzentration die Erregung von der präsynaptischen Membran auf die postsynaptische Membran übertragen. Klassifizierung von Mediatoren:

1) chemisch, basierend auf der Struktur des Mediators;

2) funktional, basierend auf der Funktion des Mediators.

Chemische Klassifizierung.

1. Ester - Acetylcholin (AH).

2. Biogene Amine:

1) Katecholamine (Dopamin, Norepinephrin (HA), Adrenalin (A));

2) Serotonin;

3) Histamin.

3. Aminosäuren:

1) Gamma-Aminobuttersäure (GABA);

2) Glutaminsäure;

3) Glycin;

4) Arginin.

4. Peptide:

1) Opioidpeptide:

a) Methenkephalin;

b) Enkephaline;

c) Leuenkephaline;

2) Stoff „P“;

3) vasoaktives intestinales Peptid;

4) Somatostatin.

5. Purinverbindungen: ATP.

6. Stoffe mit einem Mindestmolekulargewicht:

1) NEIN;

2) CO.

Funktionale Einteilung.

1. Exzitatorische Mediatoren, die eine Depolarisation der postsynaptischen Membran und die Bildung eines exzitatorischen postsynaptischen Potentials verursachen:

1) AH;

2) Glutaminsäure;

3) Asparaginsäure.

2. Hemmende Mediatoren, die eine Hyperpolarisation der postsynaptischen Membran verursachen, woraufhin ein hemmendes postsynaptisches Potential entsteht, das den Hemmungsprozess erzeugt:

1) GABA;

2) Glycin;

3) Stoff „P“;

4) Dopamin;

5) Serotonin;

6) ATP.

Norepinephrin, Isonoradrenalin, Epinephrin, Histamin sind sowohl hemmend als auch erregend.

AH (Acetylcholin) ist der häufigste Mediator im Zentralnervensystem und im peripheren Nervensystem. Der Gehalt an ACh in verschiedenen Strukturen des Nervensystems ist nicht gleich. Aus phylogenetischer Sicht ist die Konzentration von Acetylcholin in älteren Strukturen des Nervensystems höher als in jüngeren. ACh kommt in Geweben in zwei Zuständen vor: an Proteine ​​gebunden oder in freiem Zustand (nur in diesem Zustand befindet sich der aktive Mediator).

ACh wird aus der Aminosäure Cholin und Acetyl-Coenzym A gebildet.

Mediatoren in adrenergen Synapsen sind Norepinephrin, Isonoradrenalin, Adrenalin. Die Bildung von Katecholaminen erfolgt in den Vesikel des Axonterminals und die Quelle ist die Aminosäure: Phenylalanin (FA).

VORTRAG Nr. 6. Physiologie des Zentralnervensystems

1. Grundprinzipien der Funktionsweise des zentralen Nervensystems. Struktur, Funktionen, Methoden zur Untersuchung des Zentralnervensystems

Das Hauptprinzip der Funktion des Zentralnervensystems ist der Regulierungsprozess, die Kontrolle physiologischer Funktionen, die darauf abzielen, die Eigenschaften und die Zusammensetzung der inneren Umgebung des Körpers konstant zu halten. Das Zentralnervensystem gewährleistet die optimale Beziehung des Organismus zur Umwelt, Stabilität, Integrität und das optimale Niveau der Vitalaktivität des Organismus.

Es gibt zwei Haupttypen der Regulation: humorale und nervöse.

Der humorale Kontrollprozess beinhaltet die Veränderung der physiologischen Aktivität des Körpers unter dem Einfluss von Chemikalien, die von Körperflüssigkeiten abgegeben werden. Die Quelle der Informationsübertragung sind Chemikalien – Stoffwechselprodukte (Kohlendioxid, Glukose, Fettsäuren), Informonen, Hormone der endokrinen Drüsen, lokale oder Gewebshormone.

Der nervöse Regulationsprozess sorgt für die Steuerung von Veränderungen physiologischer Funktionen entlang von Nervenfasern mit Hilfe eines Erregungspotentials unter dem Einfluss der Informationsübertragung.

Eigenschaften:

1) ist ein späteres Produkt der Evolution;

2) ermöglicht eine schnelle Handhabung;

3) hat einen genauen Adressaten der Auswirkung;

4) implementiert eine sparsame Art der Regulierung;

5) bietet eine hohe Zuverlässigkeit der Informationsübertragung.

Im Körper arbeiten die nervösen und humoralen Mechanismen als ein einziges System der neurohumoralen Kontrolle. Dies ist eine kombinierte Form, bei der zwei Kontrollmechanismen gleichzeitig verwendet werden, sie sind miteinander verbunden und voneinander abhängig.

Das Nervensystem ist eine Ansammlung von Nervenzellen oder Neuronen.

Je nach Lokalisierung unterscheiden sie:

1) der zentrale Abschnitt - das Gehirn und das Rückenmark;

2) peripher - Prozesse von Nervenzellen des Gehirns und des Rückenmarks.

Nach Funktionsmerkmalen unterscheiden sie:

1) somatische Abteilung, die die motorische Aktivität reguliert;

2) vegetativ, reguliert die Aktivität der inneren Organe, der endokrinen Drüsen, der Blutgefäße, der trophischen Innervation der Muskeln und des Zentralnervensystems selbst.

Funktionen des Nervensystems:

1) Integrative Koordinationsfunktion. Bietet die Funktionen verschiedener Organe und physiologischer Systeme, koordiniert ihre Aktivitäten miteinander;

2) Gewährleistung einer engen Verbindung zwischen dem menschlichen Körper und der Umwelt auf biologischer und sozialer Ebene;

3) Regulierung des Niveaus von Stoffwechselprozessen in verschiedenen Organen und Geweben sowie in sich selbst;

4) Sicherstellung der geistigen Aktivität durch die höheren Abteilungen des Zentralnervensystems.

2. Neuron. Strukturmerkmale, Bedeutung, Typen

Die strukturelle und funktionelle Einheit des Nervengewebes ist die Nervenzelle – Neuron.

Ein Neuron ist eine spezialisierte Zelle, die in der Lage ist, Informationen zu empfangen, zu kodieren, zu übertragen und zu speichern, Kontakte zu anderen Neuronen herzustellen und die Reaktion des Körpers auf Reizungen zu organisieren.

Funktionell in einem Neuron gibt es:

1) der rezeptive Teil (die Dendriten und die Membran des Soma des Neurons);

2) integrativer Teil (Soma mit Axonhügel);

3) der übertragende Teil (Axonhügel mit Axon).

Der empfangende Teil.

Dendriten - das Hauptwahrnehmungsfeld des Neurons. Die Dendritenmembran ist in der Lage, auf Neurotransmitter zu reagieren. Das Neuron hat mehrere verzweigte Dendriten. Dies erklärt sich daraus, dass ein Neuron als Informationsgebilde sehr viele Inputs haben muss. Durch spezialisierte Kontakte fließen Informationen von einem Neuron zum anderen. Diese Kontakte werden Spikes genannt.

Die Somamembran des Neurons ist 6 nm dick und besteht aus zwei Schichten von Lipidmolekülen. Die hydrophilen Enden dieser Moleküle sind der Wasserphase zugewandt: Eine Molekülschicht zeigt nach innen, die andere nach außen. Die hydrophilen Enden sind einander zugewandt – innerhalb der Membran. Die Lipiddoppelschicht der Membran enthält Proteine, die mehrere Funktionen erfüllen:

1) Pumpproteine ​​- bewegen Ionen und Moleküle in der Zelle gegen den Konzentrationsgradienten;

2) Proteine, die in die Kanäle eingebaut sind, sorgen für eine selektive Membrandurchlässigkeit;

3) Rezeptorproteine ​​erkennen die gewünschten Moleküle und fixieren sie auf der Membran;

4) Enzyme erleichtern den Ablauf einer chemischen Reaktion auf der Oberfläche des Neurons.

In einigen Fällen kann dasselbe Protein sowohl als Rezeptor, Enzym als auch als Pumpe fungieren.

integrativer Teil.

Axonhügel der Austrittspunkt eines Axons aus einem Neuron.

Das Soma eines Neurons (der Körper eines Neurons) erfüllt neben einer Informations- und Trophiefunktion seine Prozesse und Synapsen. Das Soma sorgt für das Wachstum von Dendriten und Axonen. Das Soma des Neurons ist von einer mehrschichtigen Membran umschlossen, die für die Bildung und Verteilung des elektrotonischen Potentials auf den Axonhügel sorgt.

übertragender Teil.

Axon - ein Auswuchs des Zytoplasmas, der geeignet ist, Informationen zu transportieren, die von Dendriten gesammelt und in einem Neuron verarbeitet werden. Das Axon einer dendritischen Zelle hat einen konstanten Durchmesser und ist mit einer Myelinscheide bedeckt, die aus Glia gebildet wird; das Axon hat verzweigte Enden, die Mitochondrien und sekretorische Formationen enthalten.

Funktionen von Neuronen:

1) Verallgemeinerung des Nervenimpulses;

2) Empfang, Speicherung und Übermittlung von Informationen;

3) die Fähigkeit, anregende und hemmende Signale zusammenzufassen (integrative Funktion).

Arten von Neuronen:

1) nach Lokalisierung:

a) zentral (Gehirn und Rückenmark);

b) peripher (Hirnganglien, Hirnnerven);

2) je nach Funktion:

a) afferent (empfindlich), trägt Informationen von Rezeptoren im Zentralnervensystem;

b) interkalar (Konnektor), stellt im elementaren Fall eine Verbindung zwischen den afferenten und efferenten Neuronen her;

c) efferent:

- Motor - Vorderhörner des Rückenmarks;

- sekretorisch - seitliche Hörner des Rückenmarks;

3) abhängig von den Funktionen:

a) spannend;

b) hemmend;

4) abhängig von den biochemischen Eigenschaften, von der Natur des Mediators;

5) abhängig von der Qualität des Reizes, der vom Neuron wahrgenommen wird:

a) monomodal;

b) polymodal.

3. Reflexbogen, seine Komponenten, Typen, Funktionen

Die Aktivität des Körpers ist eine natürliche Reflexreaktion auf einen Reiz. Reflex - die Reaktion des Körpers auf Reizung von Rezeptoren, die unter Beteiligung des Zentralnervensystems durchgeführt wird. Die strukturelle Grundlage des Reflexes ist der Reflexbogen.

Reflexbogen - eine Kette von in Reihe geschalteten Nervenzellen, die die Umsetzung einer Reaktion, einer Reaktion auf Reizung, sicherstellt.

Der Reflexbogen besteht aus sechs Komponenten: Rezeptoren, afferente (sensorische) Bahn, Reflexzentrum, efferente (motorische, sekretorische) Bahn, Effektor (Arbeitsorgan), Feedback.

Es gibt zwei Arten von Reflexbögen:

1) einfach - monosynaptische Reflexbögen (Reflexbogen des Sehnenreflexes), bestehend aus 2 Neuronen (Rezeptor (afferent) und Effektor), zwischen denen sich 1 Synapse befindet;

2) komplex - polysynaptische Reflexbögen. Sie umfassen 3 Neuronen (es können mehr sein) - Rezeptor, ein oder mehrere Interkalare und Effektoren.

Die Idee eines Reflexbogens als zweckmäßige Reaktion des Körpers erfordert die Ergänzung des Reflexbogens durch ein weiteres Glied – eine Rückkopplungsschleife. Diese Komponente stellt eine Verbindung zwischen dem realisierten Ergebnis der Reflexreaktion und dem Nervenzentrum her, das exekutive Befehle erteilt. Mit Hilfe dieser Komponente wird der offene Reflexbogen in einen geschlossenen umgewandelt.

Merkmale eines einfachen monosynaptischen Reflexbogens:

1) geografisch nahe Rezeptor und Effektor;

2) der Reflexbogen ist zweineuronig, monosynaptisch;

3) Nervenfasern der Gruppe Aα (70-120 m/s);

4) kurze Reflexzeit;

5) Muskeln, die sich als einzelne Muskelkontraktion zusammenziehen.

Merkmale eines komplexen monosynaptischen Reflexbogens:

1) territorial getrennter Rezeptor und Effektor;

2) der Rezeptorbogen ist dreineuronal (vielleicht mehr Neuronen);

3) das Vorhandensein von Nervenfasern der Gruppen C und B;

4) Muskelkontraktion durch die Art von Tetanus.

Merkmale des autonomen Reflexes:

1) das interkalare Neuron befindet sich in den Seitenhörnern;

2) der präganglionäre Nervenweg beginnt an den Seitenhörnern nach dem Ganglion - dem postganglionären;

3) Der efferente Weg des Reflexes des autonomen Neuralbogens wird durch das autonome Ganglion unterbrochen, in dem das efferente Neuron liegt.

Der Unterschied zwischen Sympathikus und Parasympathikus: Beim Sympathikus ist die präganglionäre Bahn kurz, da das vegetative Ganglion näher am Rückenmark liegt, und die postganglionäre Bahn lang.

Beim Parasympathikus ist es umgekehrt: Der präganglionäre Weg ist lang, da das Ganglion nahe am Organ oder im Organ selbst liegt, und der postganglionäre Weg ist kurz.

4. Funktionssysteme des Körpers

Funktionelles System - vorübergehende funktionelle Verbindung der Nervenzentren verschiedener Organe und Systeme des Körpers, um das endgültige positive Ergebnis zu erzielen.

Ein nützliches Ergebnis ist ein selbstbildender Faktor des Nervensystems. Das Ergebnis der Aktion ist ein lebenswichtiger Anpassungsindikator, der für das normale Funktionieren des Körpers notwendig ist.

Es gibt mehrere Gruppen von nützlichen Endergebnissen:

1) metabolisch - eine Folge von Stoffwechselprozessen auf molekularer Ebene, die lebensnotwendige Substanzen und Endprodukte erzeugen;

2) Homöostase - die Konstanz der Indikatoren für den Zustand und die Zusammensetzung der Körperumgebung;

3) Verhalten - das Ergebnis eines biologischen Bedürfnisses (Sex, Essen, Trinken);

4) sozial - Befriedigung sozialer und spiritueller Bedürfnisse.

Das funktionelle System umfasst verschiedene Organe und Systeme, von denen jedes aktiv daran beteiligt ist, ein nützliches Ergebnis zu erzielen.

Das Funktionssystem umfasst laut P. K. Anokhin fünf Hauptkomponenten:

1) ein nützliches adaptives Ergebnis – etwas, wofür ein funktionierendes System geschaffen wird;

2) Kontrollapparat (Ergebnisakzeptor) - eine Gruppe von Nervenzellen, in denen ein Modell des zukünftigen Ergebnisses gebildet wird;

3) umgekehrte Afferenzierung (liefert Informationen vom Rezeptor an die zentrale Verbindung des Funktionssystems) - sekundäre afferente Nervenimpulse, die zum Akzeptor des Ergebnisses der Aktion gehen, um das Endergebnis zu bewerten;

4) Kontrollapparat (zentrale Verbindung) - funktionelle Verbindung von Nervenzentren mit dem endokrinen System;

5) exekutive Komponenten (Reaktionsapparat) sind die Organe und physiologischen Systeme des Körpers (vegetativ, endokrin, somatisch). Besteht aus vier Komponenten:

a) innere Organe;

b) endokrine Drüsen;

c) Skelettmuskulatur;

d) Verhaltensreaktionen.

Funktionale Systemeigenschaften:

1) Dynamik. Das funktionelle System kann je nach Komplexität der Situation weitere Organe und Systeme umfassen;

2) die Fähigkeit zur Selbstregulierung. Wenn der kontrollierte Wert oder das endgültige nützliche Ergebnis vom optimalen Wert abweicht, treten eine Reihe spontaner komplexer Reaktionen auf, die die Indikatoren auf das optimale Niveau zurückbringen. Die Selbstregulierung wird in Gegenwart von Feedback durchgeführt.

Im Körper arbeiten mehrere Funktionssysteme gleichzeitig. Sie stehen in ständiger Wechselwirkung, die bestimmten Prinzipien unterliegt:

1) das Prinzip des Systems der Genese. Es findet eine selektive Reifung und Evolution funktioneller Systeme statt (funktionelle Systeme des Blutkreislaufs, der Atmung, der Ernährung reifen und entwickeln sich früher als andere);

2) das Prinzip der mehrfach zusammenhängenden Wechselwirkung. Es gibt eine Verallgemeinerung der Aktivität verschiedener Funktionssysteme, die darauf abzielen, ein Mehrkomponentenergebnis zu erzielen (Parameter der Homöostase);

3) das Prinzip der Hierarchie. Funktionale Systeme werden entsprechend ihrer Bedeutung in einer bestimmten Reihe aufgereiht (funktionelles Gewebeintegritätssystem, funktionelles Ernährungssystem, funktionelles Reproduktionssystem etc.);

4) das Prinzip der konsistenten dynamischen Interaktion. Es gibt eine klare Abfolge der Änderung der Aktivität eines Funktionssystems eines anderen.

5. Koordinierende Tätigkeit des CNS

Die Koordinationsaktivität (CA) des ZNS ist eine koordinierte Arbeit von ZNS-Neuronen, die auf der Interaktion von Neuronen untereinander basiert.

CD-Funktionen:

1) bietet eine klare Leistung bestimmter Funktionen, Reflexe;

2) sorgt für die konsequente Einbeziehung in die Arbeit verschiedener Nervenzentren, um komplexe Aktivitätsformen zu gewährleisten;

3) sorgt für die koordinierte Arbeit verschiedener Nervenzentren (beim Schluckakt wird der Atem im Moment des Schluckens angehalten; bei Erregung des Schluckzentrums wird das Atemzentrum gehemmt).

Grundprinzipien der CD des ZNS und ihrer neuralen Mechanismen.

1. Das Prinzip der Bestrahlung (Verbreitung). Wenn kleine Gruppen von Neuronen erregt werden, breitet sich die Erregung auf eine beträchtliche Anzahl von Neuronen aus. Bestrahlung erklärt:

1) das Vorhandensein von verzweigten Enden von Axonen und Dendriten aufgrund von Verzweigungen, Impulse breiten sich zu einer großen Anzahl von Neuronen aus;

2) das Vorhandensein interkalarer Neuronen im ZNS, die die Übertragung von Impulsen von Zelle zu Zelle gewährleisten. Die Bestrahlung hat eine Grenze, die von einem hemmenden Neuron bereitgestellt wird.

2. Das Prinzip der Konvergenz. Wenn eine große Anzahl von Neuronen erregt wird, kann die Erregung zu einer Gruppe von Nervenzellen zusammenlaufen.

3. Das Prinzip der Reziprozität - die koordinierte Arbeit der Nervenzentren, insbesondere bei entgegengesetzten Reflexen (Flexion, Extension usw.).

4. Das Dominanzprinzip. Dominant - der momentan dominante Erregungsherd im Zentralnervensystem. Dies ist ein Fokus anhaltender, unerschütterlicher, sich nicht ausbreitender Erregung. Es hat bestimmte Eigenschaften: Es unterdrückt die Aktivität anderer Nervenzentren, hat eine erhöhte Erregbarkeit, zieht Nervenimpulse von anderen Brennpunkten an, fasst Nervenimpulse zusammen. Es gibt zwei Arten von dominanten Herden: exogenen Ursprungs (verursacht durch Umweltfaktoren) und endogenen Ursprungs (verursacht durch Umweltfaktoren). Die Dominante liegt der Bildung eines bedingten Reflexes zugrunde.

5. Das Feedback-Prinzip. Feedback - der Fluss von Impulsen in das Nervensystem, der das zentrale Nervensystem darüber informiert, wie die Reaktion ausgeführt wird, ob sie ausreichend ist oder nicht. Es gibt zwei Arten von Rückmeldungen:

1) positives Feedback, das eine Zunahme der Reaktion des Nervensystems verursacht. Liegt einem Teufelskreis zugrunde, der zur Entstehung von Krankheiten führt;

2) negatives Feedback, das die Aktivität von ZNS-Neuronen und die Reaktion reduziert. Unterliegt der Selbstregulierung.

6. Das Unterordnungsprinzip. Im Zentralnervensystem gibt es eine gewisse Unterordnung der Abteilungen untereinander, die höchste Abteilung ist die Großhirnrinde.

7. Das Prinzip der Wechselwirkung zwischen den Prozessen der Erregung und Hemmung. Das zentrale Nervensystem koordiniert die Erregungs- und Hemmungsvorgänge:

beide Prozesse sind konvergenzfähig, der Anregungs- und in geringerem Maße Hemmungsvorgang sind strahlungsfähig. Hemmung und Erregung sind durch induktive Beziehungen verbunden. Der Prozess der Erregung induziert die Hemmung und umgekehrt. Es gibt zwei Arten der Induktion:

1) konsistent. Erregungs- und Hemmungsvorgang lösen sich zeitlich ab;

2) gegenseitig. Gleichzeitig gibt es zwei Prozesse - Erregung und Hemmung. Die gegenseitige Induktion erfolgt durch positive und negative gegenseitige Induktion: Wenn in einer Gruppe von Neuronen eine Hemmung auftritt, entstehen um sie herum Erregungsherde (positive gegenseitige Induktion) und umgekehrt.

Nach der Definition von IP Pavlov sind Erregung und Hemmung zwei Seiten desselben Prozesses. Die Koordinationstätigkeit des ZNS sorgt für eine klare Wechselwirkung zwischen einzelnen Nervenzellen und einzelnen Gruppen von Nervenzellen. Es gibt drei Integrationsebenen.

Die erste Ebene wird aufgrund der Tatsache bereitgestellt, dass Impulse von verschiedenen Neuronen auf dem Körper eines Neurons zusammenlaufen können, wodurch entweder eine Summierung oder eine Abnahme der Erregung auftritt.

Die zweite Ebene stellt Wechselwirkungen zwischen getrennten Gruppen von Zellen bereit.

Die dritte Ebene wird von den Zellen der Großhirnrinde bereitgestellt, die zu einer perfekteren Anpassung der Aktivität des zentralen Nervensystems an die Bedürfnisse des Körpers beitragen.

6. Arten der Hemmung, Wechselwirkung der Erregungs- und Hemmungsvorgänge im Zentralnervensystem. Erfahrung von I. M. Sechenov

Bremsen - Ein aktiver Prozess, der unter Einwirkung von Reizen auf das Gewebe auftritt, manifestiert sich in der Unterdrückung einer anderen Erregung, es gibt keine funktionelle Verwaltung des Gewebes.

Hemmung kann sich nur in Form einer lokalen Reaktion entwickeln.

Es gibt zwei Arten des Bremsens:

1) primär. Für sein Auftreten ist das Vorhandensein spezieller inhibitorischer Neuronen notwendig. Die Hemmung erfolgt primär ohne vorherige Erregung unter dem Einfluss eines hemmenden Mediators. Es gibt zwei Arten der primären Hemmung:

a) präsynaptisch in der axo-axonalen Synapse;

b) postsynaptisch in der axodendrischen Synapse.

2) sekundär. Es erfordert keine speziellen hemmenden Strukturen, es entsteht durch eine Änderung der funktionellen Aktivität gewöhnlicher erregbarer Strukturen, es ist immer mit dem Erregungsprozess verbunden. Arten der Sekundärbremsung:

a) darüber hinaus, entstehend aus einem großen Informationsfluss, der in die Zelle eindringt. Der Informationsfluss liegt außerhalb der Leistungsfähigkeit des Neurons;

b) pessimal, tritt bei hoher Reizhäufigkeit auf;

c) parabiotisch, entsteht durch starke und lang anhaltende Reizung;

d) Hemmung nach Erregung, die aus einer Abnahme des Funktionszustands von Neuronen nach Erregung resultiert;

e) Bremsen nach dem Prinzip der negativen Induktion;

f) Hemmung bedingter Reflexe.

Die Prozesse der Erregung und Hemmung sind eng miteinander verbunden, treten gleichzeitig auf und sind unterschiedliche Manifestationen eines einzigen Prozesses. Die Erregungs- und Hemmungsherde sind mobil, bedecken größere oder kleinere Bereiche neuronaler Populationen und können mehr oder weniger ausgeprägt sein. Erregung wird sicherlich durch Hemmung ersetzt und umgekehrt, d. h. es bestehen induktive Beziehungen zwischen Hemmung und Erregung.

Hemmung liegt der Koordination von Bewegungen zugrunde, schützt die zentralen Neuronen vor Übererregung. Eine Hemmung im Zentralnervensystem kann auftreten, wenn Nervenimpulse unterschiedlicher Stärke von mehreren Reizen gleichzeitig in das Rückenmark gelangen. Eine stärkere Stimulation hemmt die Reflexe, die als Reaktion auf schwächere kommen sollten.

1862 entdeckte I. M. Sechenov das Phänomen der zentralen Hemmung. Er wies in seinem Experiment nach, dass die Reizung der Sehhöcker eines Frosches (die großen Gehirnhälften wurden entfernt) mit einem Natriumchloridkristall eine Hemmung der Rückenmarksreflexe bewirkt. Nach Beseitigung des Reizes war die Reflexaktivität des Rückenmarks wiederhergestellt. Das Ergebnis dieses Experiments ließ I. M. Secheny zu dem Schluss kommen, dass sich im Zentralnervensystem zusammen mit dem Erregungsprozess ein Hemmungsprozess entwickelt, der die Reflexhandlungen des Körpers hemmen kann. N. E. Vvedensky schlug vor, dass das Prinzip der negativen Induktion dem Phänomen der Hemmung zugrunde liegt: Ein stärker erregbarer Abschnitt im Zentralnervensystem hemmt die Aktivität weniger erregbarer Abschnitte.

Moderne Interpretation der Erfahrung von I. M. Sechenov (I. M. Sechenov reizte die Formatio reticularis des Hirnstamms): Die Erregung der Formatio reticularis erhöht die Aktivität hemmender Neuronen des Rückenmarks – Renshaw-Zellen, was zur Hemmung von α-Motoneuronen des Rückenmarks führt Rückenmark und hemmt die Reflexaktivität des Rückenmarks.

7. Methoden zur Untersuchung des Zentralnervensystems

Es gibt zwei große Gruppen von Methoden zur Untersuchung des ZNS:

1) eine experimentelle Methode, die an Tieren durchgeführt wird;

2) ein klinisches Verfahren, das auf Menschen anwendbar ist.

Unter den experimentelle Methoden Die klassische Physiologie umfasst Methoden, die darauf abzielen, die untersuchte Nervenbildung zu aktivieren oder zu unterdrücken. Diese beinhalten:

1) die Methode der transversalen Durchtrennung des Zentralnervensystems auf verschiedenen Ebenen;

2) Exstirpationsmethode (Entfernung verschiedener Abteilungen, Denervation des Organs);

3) Methode der Reizung durch Aktivierung (ausreichende Reizung – Reizung durch einen elektrischen Impuls ähnlich einem Nervenimpuls; unzureichende Reizung – Reizung durch chemische Verbindungen, abgestufte Reizung durch elektrischen Strom) oder Unterdrückung (Blockierung der Erregungsübertragung unter Kälteeinfluss, chemische Arbeitsstoffe, Gleichstrom);

4) Beobachtung (eine der ältesten Methoden zur Untersuchung der Funktion des Zentralnervensystems, die ihre Bedeutung nicht verloren hat. Sie kann unabhängig verwendet werden, häufiger in Kombination mit anderen Methoden).

Bei der Durchführung eines Experiments werden experimentelle Methoden oft miteinander kombiniert.

klinische Methode mit dem Ziel, den physiologischen Zustand des zentralen Nervensystems beim Menschen zu untersuchen. Es umfasst die folgenden Methoden:

1) Beobachtung;

2) ein Verfahren zur Aufzeichnung und Analyse der elektrischen Potentiale des Gehirns (Elektro-, Pneumo-, Magnetoenzephalographie);

3) Radioisotopenmethode (untersucht neurohumorale Regulationssysteme);

4) konditionierte Reflexmethode (untersucht die Funktionen der Großhirnrinde im Lernmechanismus, Entwicklung des adaptiven Verhaltens);

5) die Befragungsmethode (bewertet die integrativen Funktionen der Großhirnrinde);

6) Modellierungsmethode (mathematische Modellierung, physikalische usw.). Ein Modell ist ein künstlich geschaffener Mechanismus, der eine gewisse funktionelle Ähnlichkeit mit dem Mechanismus des untersuchten menschlichen Körpers hat;

7) kybernetische Methode (untersucht Kontroll- und Kommunikationsprozesse im Nervensystem). Zielt auf das Studium der Organisation (systemische Eigenschaften des Nervensystems auf verschiedenen Ebenen), des Managements (Auswahl und Umsetzung von Einflüssen, die notwendig sind, um das Funktionieren eines Organs oder Systems sicherzustellen), der Informationsaktivität (die Fähigkeit, Informationen wahrzunehmen und zu verarbeiten – einen Impuls zur Ordnung) zu untersuchen um den Körper an Umweltveränderungen anzupassen).

VORTRAG Nr. 7. Physiologie verschiedener Abschnitte des Zentralnervensystems

1. Physiologie des Rückenmarks

Das Rückenmark ist die älteste Formation des Zentralnervensystems. Ein charakteristisches Merkmal der Struktur ist Segmentierung.

Die Neuronen des Rückenmarks bilden es Graue Substanz in Form von Vorder- und Hinterhörnern. Sie erfüllen eine Reflexfunktion des Rückenmarks.

Die Hinterhörner enthalten Neuronen (Interneuronen), die Impulse an die darüber liegenden Zentren, an die symmetrischen Strukturen der Gegenseite, an die Vorderhörner des Rückenmarks weiterleiten. Die Hinterhörner enthalten afferente Neuronen, die auf Schmerz-, Temperatur-, Tast-, Vibrations- und propriozeptive Reize reagieren.

Die Vorderhörner enthalten Neuronen (Motoneuronen), die Axone an die Muskeln abgeben, sie sind efferent. Alle absteigenden Bahnen des ZNS für motorische Reaktionen enden in den Vorderhörnern.

Die Neuronen des sympathischen Teils des autonomen Nervensystems befinden sich in den Seitenhörnern des Hals- und zweier Lendensegmente, die parasympathischen im zweiten bis vierten Segment.

Das Rückenmark enthält viele Interneurone, die für die Kommunikation mit den Segmenten und den darüber liegenden Teilen des Zentralnervensystems sorgen; sie machen 97 % der Gesamtzahl der Rückenmarksneuronen aus. Dazu gehören assoziative Neuronen – Neuronen des rückenmarkseigenen Apparates; sie stellen Verbindungen innerhalb und zwischen Segmenten her.

Weiße Substanz Das Rückenmark besteht aus Myelinfasern (kurz und lang) und spielt eine leitende Rolle.

Kurze Fasern verbinden Neuronen eines oder verschiedener Segmente des Rückenmarks.

Lange Fasern (Vorsprung) bilden die Bahnen des Rückenmarks. Sie bilden aufsteigende Bahnen zum Gehirn und absteigende Bahnen vom Gehirn.

Das Rückenmark erfüllt Reflex- und Leitungsfunktionen.

Mit der Reflexfunktion können Sie alle motorischen Reflexe des Körpers, Reflexe der inneren Organe, Thermoregulation usw. realisieren. Reflexreaktionen hängen vom Ort, der Stärke des Reizes, dem Bereich der reflexogenen Zone und der Geschwindigkeit ab der Impuls durch die Fasern und der Einfluss des Gehirns.

Reflexe werden unterteilt in:

1) exterozeptiv (treten auf, wenn sie durch Umwelteinflüsse sensorischer Reize gereizt werden);

2) interozeptiv (tritt auf, wenn Presso-, Mechano-, Chemo-, Thermorezeptoren gereizt werden): viszero-viszeral – Reflexe von einem inneren Organ zum anderen, viszero-muskulär – Reflexe von inneren Organen zu den Skelettmuskeln;

3) propriozeptive (eigene) Reflexe des Muskels selbst und seiner zugehörigen Formationen. Sie haben einen monosynaptischen Reflexbogen. Propriozeptive Reflexe regulieren die motorische Aktivität aufgrund von Sehnen- und Haltungsreflexen. Sehnenreflexe (Knie, Achillessehne, Trizeps der Schulter usw.) treten auf, wenn die Muskeln gedehnt werden und eine Entspannung oder Muskelkontraktion verursachen, treten bei jeder Muskelbewegung auf;

4) Haltungsreflexe (treten auf, wenn die vestibulären Rezeptoren angeregt werden, wenn sich die Bewegungsgeschwindigkeit und die Position des Kopfes relativ zum Körper ändern, was zu einer Umverteilung des Muskeltonus führt (Erhöhung des Strecktonus und Abnahme der Beuger) und Körper gewährleistet Gleichgewicht).

Die Untersuchung der propriozeptiven Reflexe wird durchgeführt, um die Erregbarkeit und den Grad der Schädigung des Zentralnervensystems zu bestimmen.

Die Leitungsfunktion sorgt für die Verbindung der Neuronen des Rückenmarks untereinander oder mit den darüber liegenden Abschnitten des zentralen Nervensystems.

2. Physiologie des Hinterhirns und Mittelhirns

Strukturbildungen des Hinterhirns.

1. V-XII Hirnnervenpaar.

2. Vestibuläre Kerne.

3. Kerne der Formatio reticularis.

Die Hauptfunktionen des Hinterhirns sind Leitung und Reflex.

Durch das Hinterhirn verlaufen absteigende Bahnen (kortikospinal und extrapyramidal) und aufsteigende Bahnen (retikulo- und vestibulospinal), die für die Umverteilung des Muskeltonus und die Aufrechterhaltung der Körperhaltung verantwortlich sind.

Die Reflexfunktion bietet:

1) Schutzreflexe (Tränenfluss, Blinzeln, Husten, Erbrechen, Niesen);

2) Das Sprachzentrum sorgt für Reflexe der Stimmbildung, die Kerne der Hirnnerven X, XII, VII, das Atmungszentrum reguliert den Luftstrom, die Großhirnrinde ist das Sprachzentrum;

3) Haltungserhaltungsreflexe (Labyrinthreflexe). Statische Reflexe erhalten den Muskeltonus aufrecht, um die Körperhaltung aufrechtzuerhalten, statokinetische Reflexe verteilen den Muskeltonus neu, um eine Pose einzunehmen, die dem Moment der geradlinigen oder rotierenden Bewegung entspricht;

4) Zentren im Hinterhirn regulieren die Aktivität vieler Systeme.

Das Gefäßzentrum reguliert den Gefäßtonus, das Atmungszentrum reguliert das Ein- und Ausatmen, das komplexe Ernährungszentrum reguliert die Sekretion von Magen, Darmdrüsen, Bauchspeicheldrüse, sekretorischen Zellen der Leber und Speicheldrüsen und sorgt für Saug-, Kau- und Schluckreflexe.

Eine Schädigung des Hinterhirns führt zu einem Verlust der Sensibilität, Willensmotilität und Thermoregulation, aber Atmung, Blutdruck und Reflexaktivität bleiben erhalten.

Struktureinheiten des Mittelhirns:

1) Tuberkel der Quadrigemina;

2) roter Kern;

3) schwarzer Kern;

4) Kerne des III-IV-Hirnnervenpaars.

Die Tuberkel der Quadrigemina erfüllen eine afferente Funktion, der Rest der Formationen - eine efferente.

Die Tuberculum quadrigeminalis stehen in enger Wechselwirkung mit den Kernen der Hirnnervenpaare III–IV, dem Nucleus ruber und dem Tractus opticus. Aufgrund dieser Wechselwirkung reagieren die vorderen Tuberkel auf Licht und die hinteren Tuberkel auf Geräusche. Sie sorgen für lebenswichtige Reflexe: Startreflex – eine motorische Reaktion auf einen scharfen ungewöhnlichen Reiz (erhöhter Beugetonus), Orientierungsreflex – eine motorische Reaktion auf einen neuen Reiz (Rotation des Körpers, Kopfes).

Die vorderen Tuberkel mit den Kernen der III-IV-Hirnnerven sorgen für eine Konvergenzreaktion (Konvergenz der Augäpfel zur Mittellinie), die Bewegung der Augäpfel.

Der rote Kern ist an der Regulierung der Umverteilung des Muskeltonus beteiligt, an der Wiederherstellung der Körperhaltung (erhöht den Tonus der Beuger, senkt den Tonus der Extensoren), hält das Gleichgewicht und bereitet die Skelettmuskulatur auf willkürliche und unwillkürliche Bewegungen vor.

Die Substantia Nigra des Gehirns koordiniert das Schlucken und Kauen, Atmen und den Blutdruck (die Pathologie der Substantia Nigra des Gehirns führt zu einem Anstieg des Blutdrucks).

3. Physiologie des Zwischenhirns

Das Zwischenhirn besteht aus Thalamus und Hypothalamus, sie verbinden den Hirnstamm mit der Großhirnrinde.

Thalamus - Paarbildung, die größte Ansammlung von grauer Substanz im Zwischenhirn.

Topographisch werden die vordere, mittlere, hintere, mediale und laterale Kerngruppe unterschieden.

Nach Funktion werden sie unterschieden:

1) spezifisch:

a) Schalten, Relais. Sie erhalten Primärinformationen von verschiedenen Rezeptoren. Der Nervenimpuls entlang des thalamokortikalen Trakts geht zu einem streng begrenzten Bereich der Großhirnrinde (primäre Projektionszonen), wodurch spezifische Empfindungen entstehen. Die Kerne des ventrabasalen Komplexes erhalten einen Impuls von Hautrezeptoren, Sehnenpropriozeptoren und Bändern. Der Impuls wird an die sensomotorische Zone gesendet, die Körperorientierung im Raum wird reguliert. Die lateralen Kerne schalten den Impuls von den Sehrezeptoren zur okzipitalen Sehzone. Die medialen Kerne reagieren auf eine genau definierte Schallwellenlänge und leiten einen Impuls an die Schläfenzone weiter;

b) assoziative (innere) Kerne. Der primäre Impuls kommt von den Relaiskernen, wird verarbeitet (eine integrative Funktion wird ausgeführt), an die assoziativen Zonen der Großhirnrinde übertragen, die Aktivität der assoziativen Kerne nimmt unter Einwirkung eines schmerzhaften Reizes zu;

2) unspezifische Kerne. Dies ist eine unspezifische Art der Übertragung von Impulsen an die Großhirnrinde, die Frequenz des Biopotentials ändert sich (Modellierungsfunktion);

3) motorische Kerne, die an der Regulierung der motorischen Aktivität beteiligt sind. Impulse aus dem Kleinhirn, Basalganglien gehen in die motorische Zone, führen die Beziehung, Konsistenz, Bewegungsablauf, räumliche Ausrichtung des Körpers durch.

Der Thalamus sammelt alle afferenten Informationen mit Ausnahme der Geruchsrezeptoren und ist das wichtigste integrative Zentrum.

Hypothalamus befindet sich am Boden und an den Seiten des dritten Ventrikels des Gehirns. Strukturen: grauer Tuberkel, Trichter, Mastoidkörper. Zonen: hypophysiotrop (präoptische und vordere Kerne), medial (mittlere Kerne), lateral (äußere, hintere Kerne).

Physiologische Rolle - das höchste subkortikale Integrationszentrum des autonomen Nervensystems, das sich auf Folgendes auswirkt:

1) Thermoregulierung. Die vorderen Kerne sind das Zentrum der Wärmeübertragung, wo der Prozess des Schwitzens, der Atemfrequenz und des Gefäßtonus als Reaktion auf einen Anstieg der Umgebungstemperatur reguliert werden. Die hinteren Kerne sind das Zentrum der Wärmeproduktion und der Wärmespeicherung, wenn die Temperatur sinkt;

2) Hypophyse. Liberine fördern die Ausschüttung von Hormonen des Hypophysenvorderlappens, Statine hemmen sie;

3) Fettstoffwechsel. Eine Reizung der lateralen (Ernährungszentrum) und ventromedialen (Sättigungszentrum) Kerne führt zu Fettleibigkeit, eine Hemmung führt zu Kachexie;

4) Kohlenhydratstoffwechsel. Reizung der vorderen Kerne führt zu Hypoglykämie, der hinteren Kerne zu Hyperglykämie;

5) Herz-Kreislauf-System. Die Stimulation der vorderen Kerne hat eine hemmende Wirkung, während die Stimulation der hinteren Kerne eine aktivierende Wirkung hat;

6) motorische und sekretorische Funktionen des Magen-Darm-Trakts. Eine Reizung der vorderen Kerne erhöht die Motilität und sekretorische Funktion des Magen-Darm-Trakts, während die hinteren Kerne die Sexualfunktion hemmen. Die Zerstörung von Kernen führt zu einer Störung des Eisprungs, der Spermatogenese und einer verminderten Sexualfunktion;

7) Verhaltensreaktionen. Die Reizung der anfänglichen emotionalen Zone (vordere Kerne) verursacht ein Gefühl von Freude, Zufriedenheit, erotischen Gefühlen, die Stoppzone (hintere Kerne) verursacht Angst, ein Gefühl von Wut, Wut.

4. Physiologie der Formatio reticularis und des limbischen Systems

Formatio reticularis des Hirnstamms - Ansammlung polymorpher Neuronen entlang des Hirnstamms.

Physiologisches Merkmal von Neuronen der Formatio reticularis:

1) spontane bioelektrische Aktivität. Seine Ursachen sind humorale Reizung (Erhöhung des Kohlendioxidgehalts, biologisch aktive Substanzen);

2) ausreichend hohe Erregbarkeit von Neuronen;

3) hohe Empfindlichkeit gegenüber biologisch aktiven Substanzen.

Die Formatio reticularis hat breite bilaterale Verbindungen mit allen Teilen des Nervensystems und wird nach ihrer funktionellen Bedeutung und Morphologie in zwei Teile unterteilt:

1) rastrale (aufsteigende) Abteilung - retikuläre Formation des Zwischenhirns;

2) kaudal (absteigend) - die retikuläre Formation des hinteren Mittelhirns, der Brücke.

Die physiologische Rolle der Formatio reticularis ist die Aktivierung und Hemmung von Gehirnstrukturen.

Limbisches System - eine Reihe von Kernen und Nervenbahnen.

Struktureinheiten des limbischen Systems:

1) Riechkolben;

2) olfaktorischer Tuberkel;

3) transparente Trennwand;

4) Hippocampus;

5) parahippocampaler Gyrus;

6) mandelförmige Kerne;

7) Gyrus piriformis;

8) Zahnfaszie;

9) Gyrus cinguli.

Die Hauptfunktionen des limbischen Systems:

1) Teilnahme an der Bildung von Nahrung, sexuellen Abwehrinstinkten;

2) Regulation vegetativ-viszeraler Funktionen;

3) die Bildung von Sozialverhalten;

4) Teilnahme an der Bildung der Mechanismen des Langzeit- und Kurzzeitgedächtnisses;

5) Leistung der olfaktorischen Funktion;

6) Hemmung bedingter Reflexe, Verstärkung unbedingter Reflexe;

7) Teilnahme an der Bildung des Wach-Schlaf-Zyklus.

Bedeutende Formationen des limbischen Systems sind:

1) Hippocampus. Sein Schaden führt zu einer Störung des Auswendiglernens, der Informationsverarbeitung, einer Abnahme der emotionalen Aktivität, der Initiative, einer Verlangsamung der Geschwindigkeit nervöser Prozesse, Reizungen führen zu einer Zunahme von Aggression, Abwehrreaktionen und motorischen Funktionen. Hippocampus-Neuronen zeichnen sich durch eine hohe Hintergrundaktivität aus. Bis zu 60 % der Neuronen reagieren auf sensorische Reize; die Erregungserzeugung äußert sich in einer Langzeitreaktion auf einen einzelnen kurzen Impuls;

2) Amygdaloidkerne. Ihre Schädigung führt zum Verschwinden von Angst, Unfähigkeit zur Aggression, Hypersexualität, Reaktionen auf die Pflege des Nachwuchses, Reizung führt zu einer parasympathischen Wirkung auf die Atemwege, das Herz-Kreislauf-System und das Verdauungssystem. Neuronen der Amygdaloidkerne weisen eine ausgeprägte Spontanaktivität auf, die durch sensorische Reize gehemmt oder verstärkt wird;

3) Riechkolben, olfaktorischer Tuberkel.

Das limbische System hat eine regulierende Wirkung auf die Großhirnrinde.

5. Physiologie der Großhirnrinde

Die höchste Abteilung des Zentralnervensystems ist die Großhirnrinde mit einer Fläche von 2200 cm².

Die Großhirnrinde hat eine fünf-, sechsschichtige Struktur. Neuronen werden durch sensorische, motorische (Betz-Zellen), Interneuronen (inhibitorische und exzitatorische Neuronen) repräsentiert.

Die Großhirnrinde ist nach dem Säulenprinzip aufgebaut. Spalten - funktionelle Einheiten des Kortex, sind in Mikromodule unterteilt, die homogene Neuronen haben.

Nach der Definition von IP Pavlov ist die Großhirnrinde der Hauptmanager und Verteiler von Körperfunktionen.

Die Hauptfunktionen der Großhirnrinde:

1) Integration (Denken, Bewusstsein, Sprache);

2) Gewährleistung der Verbindung des Organismus mit der äußeren Umgebung, seiner Anpassung an seine Veränderungen;

3) Klärung der Wechselwirkung zwischen Körper und Systemen im Körper;

4) Koordination von Bewegungen (die Fähigkeit, willkürliche Bewegungen auszuführen, unwillkürliche Bewegungen genauer zu machen, motorische Aufgaben auszuführen).

Diese Funktionen werden durch korrigierende, auslösende, integrative Mechanismen bereitgestellt.

I. P. Pavlov, der die Theorie der Analysatoren entwickelte, wählte drei Abschnitte aus: peripher (Rezeptor), leitend (drei-neuronale Bahn zur Übertragung von Impulsen von Rezeptoren), Gehirn (bestimmte Bereiche der Großhirnrinde, in denen die Verarbeitung eines Nervenimpulses stattfindet). , die eine neue Qualität erhält ). Der Gehirnabschnitt besteht aus den Analysatorkernen und verstreuten Elementen.

Nach modernen Vorstellungen über die Lokalisierung von Funktionen entstehen beim Durchgang eines Impulses in der Großhirnrinde drei Arten von Feldern.

1. Die primäre Projektionszone liegt im Bereich des zentralen Abschnitts der Analysatorkerne, wo die elektrische Reaktion (evoziertes Potenzial) zuerst auftrat, Störungen im Bereich der zentralen Kerne führen zu einer Verletzung der Empfindungen.

2. Die sekundäre Zone liegt in der Umgebung des Kerns, ist nicht mit Rezeptoren verbunden, der Impuls kommt durch die interkalaren Neuronen aus der primären Projektionszone. Hier wird eine Beziehung zwischen Phänomenen und ihren Eigenschaften hergestellt, Verletzungen führen zu einer Verletzung von Wahrnehmungen (verallgemeinerte Reflexionen).

3. Die tertiäre (assoziative) Zone hat multisensorische Neuronen. Die Informationen wurden auf aussagekräftig überarbeitet. Das System ist in der Lage, plastische Umstrukturierung und Langzeitspeicherung von Spuren sensorischer Aktionen durchzuführen. Im Falle eines Verstoßes leiden die Form der abstrakten Reflexion der Realität, die Sprache und das zielgerichtete Verhalten.

Zusammenarbeit der Gehirnhälften und ihre Asymmetrie.

Es gibt morphologische Voraussetzungen für die gemeinsame Arbeit der Hemisphären. Das Corpus Callosum stellt eine horizontale Verbindung mit den subkortikalen Formationen und der Formatio reticularis des Hirnstamms her. So werden die freundliche Arbeit der Hemisphären und die gegenseitige Innervation während der gemeinsamen Arbeit durchgeführt.

Funktionelle Asymmetrie. In der linken Hemisphäre dominieren Sprach-, Motorik-, Seh- und Hörfunktionen. Der Denktyp des Nervensystems ist die linke Hemisphäre und der künstlerische Typ die rechte Hemisphäre.

VORTRAG Nr. 8. Physiologie des autonomen Nervensystems

1. Anatomische und physiologische Merkmale des autonomen Nervensystems

Das Konzept von vegetatives Nervensystem wurde 1801 von dem französischen Arzt A. Besha eingeführt. Diese Abteilung des ZNS dient der extraorganischen und intraorganischen Regulation von Körperfunktionen und umfasst drei Komponenten:

1) sympathisch;

2) Parasympathikus;

3) metsympathisch.

Das autonome Nervensystem hat eine Reihe anatomischer und physiologischer Merkmale, die die Mechanismen seiner Arbeit bestimmen.

Anatomische Eigenschaften

1. Dreikomponentige fokale Anordnung der Nervenzentren. Die unterste Ebene des Sympathikus wird durch die Seitenhörner vom VII. Halswirbel bis zum III-IV-Lendenwirbel und der Parasympathikus durch die Sakralsegmente und den Hirnstamm dargestellt. Die höheren subkortikalen Zentren befinden sich an der Grenze der Hypothalamuskerne (der sympathische Teil ist die hintere Gruppe und der parasympathische Teil ist die vordere Gruppe). Die kortikale Ebene liegt im Bereich des sechsten bis achten Brodmann-Areals (motosensorischer Bereich), in dem die punktuelle Lokalisierung eingehender Nervenimpulse erfolgt. Aufgrund des Vorhandenseins einer solchen Struktur des autonomen Nervensystems erreicht die Arbeit der inneren Organe nicht die Schwelle unseres Bewusstseins.

2. Das Vorhandensein autonomer Ganglien. In der sympathischen Abteilung befinden sie sich entweder auf beiden Seiten entlang der Wirbelsäule oder sind Teil des Plexus. Somit hat der Bogen einen kurzen präganglionären und einen langen postganglionären Weg. Die Neuronen der parasympathischen Abteilung befinden sich in der Nähe des Arbeitsorgans oder in seiner Wand, sodass der Bogen einen langen präganglionären und einen kurzen postganglionären Weg hat.

3. Effetorfasern gehören zu den Gruppen B und C.

Physiologische Eigenschaften

1. Merkmale der Funktion der autonomen Ganglien. Das Vorhandensein des Phänomens der Animation (das gleichzeitige Auftreten zweier gegensätzlicher Prozesse – Divergenz und Konvergenz). Divergenz ist die Divergenz von Nervenimpulsen vom Körper eines Neurons zu mehreren postganglionären Fasern eines anderen. Konvergenz ist die Konvergenz von Impulsen mehrerer präganglionärer Neuronen im Körper jedes postganglionären Neurons. Dies gewährleistet die Zuverlässigkeit der Informationsübertragung vom Zentralnervensystem zum Arbeitsorgan. Eine Verlängerung der Dauer des postsynaptischen Potenzials, das Vorhandensein einer Spurenhyperpolarisation und eine synoptische Verzögerung tragen zur Übertragung der Erregung mit einer Geschwindigkeit von 1,5–3,0 m/s bei. Allerdings sind die Impulse in den vegetativen Ganglien teilweise erloschen oder ganz blockiert. Auf diese Weise regulieren sie den Informationsfluss des Zentralnervensystems. Aufgrund dieser Eigenschaft werden sie als peripher gelegene Nervenzentren und das autonome Nervensystem als autonom bezeichnet.

2. Merkmale von Nervenfasern. Präganglionäre Nervenfasern gehören zur Gruppe B und erregen mit einer Geschwindigkeit von 3–18 m/s, postganglionäre Nervenfasern gehören zur Gruppe C. Sie erregen mit einer Geschwindigkeit von 0,5–3,0 m/s. Da der efferente Weg des Sympathikus durch präganglionäre Fasern und der Parasympathikus durch postganglionäre Fasern dargestellt wird, ist die Geschwindigkeit der Impulsübertragung im parasympathischen Nervensystem höher.

Das autonome Nervensystem funktioniert also anders, seine Arbeit hängt von den Eigenschaften der Ganglien und der Struktur der Fasern ab.

2. Funktionen des sympathischen, parasympathischen und metsympathischen Typs des Nervensystems

Sympathisches Nervensystem führt die Innervation aller Organe und Gewebe durch (stimuliert die Arbeit des Herzens, vergrößert das Lumen der Atemwege, hemmt die Sekretions-, Motor- und Absorptionsaktivität des Magen-Darm-Trakts usw.). Es erfüllt homöostatische und adaptiv-trophische Funktionen.

Seine homöostatische Rolle besteht darin, die Konstanz der inneren Umgebung des Körpers in einem aktiven Zustand aufrechtzuerhalten, d.h.

Das sympathische Nervensystem wird nur bei körperlicher Anstrengung, emotionalen Reaktionen, Stress, Schmerzwirkungen, Blutverlust in die Arbeit einbezogen.

Die adaptiv-trophische Funktion zielt darauf ab, die Intensität von Stoffwechselprozessen zu regulieren. Dies gewährleistet die Anpassung des Organismus an die sich ändernden Bedingungen der Existenzumgebung.

Somit beginnt die sympathische Abteilung in einem aktiven Zustand zu handeln und stellt die Funktion von Organen und Geweben sicher.

Parasympathisches Nervensystem ist ein sympathischer Antagonist und erfüllt homöostatische und schützende Funktionen, reguliert die Entleerung von Hohlorganen.

Die homöostatische Rolle ist wiederherstellend und wirkt im Ruhezustand. Dies äußert sich in Form einer Abnahme der Häufigkeit und Stärke von Herzkontraktionen, einer Stimulierung der Aktivität des Magen-Darm-Trakts mit einer Abnahme des Blutzuckerspiegels usw.

Alle Schutzreflexe befreien den Körper von Fremdpartikeln. Zum Beispiel reinigt Husten die Kehle, Niesen reinigt die Nasengänge, Erbrechen bewirkt, dass Nahrung ausgestoßen wird usw.

Die Entleerung von Hohlorganen erfolgt mit einer Erhöhung des Tonus der glatten Muskulatur, aus der die Wand besteht. Dies führt zum Eintritt von Nervenimpulsen in das Zentralnervensystem, wo sie verarbeitet und entlang der Effektorbahn zu den Schließmuskeln gesendet werden, wodurch diese sich entspannen.

Metsympathisches Nervensystem ist eine Ansammlung von Mikroganglien im Organgewebe. Sie bestehen aus drei Arten von Nervenzellen – afferent, efferent und interkalar – und erfüllen daher folgende Funktionen:

1) sorgt für intraorganische Innervation;

2) sind ein Zwischenglied zwischen dem Gewebe und dem extraorganischen Nervensystem. Unter der Wirkung eines schwachen Reizes wird die metsympathische Abteilung aktiviert und alles wird auf lokaler Ebene entschieden. Wenn starke Impulse empfangen werden, werden sie über die parasympathischen und sympathischen Abteilungen an die zentralen Ganglien weitergeleitet, wo sie verarbeitet werden.

Das metsympathische Nervensystem reguliert die Arbeit der glatten Muskulatur, die Teil der meisten Organe des Gastrointestinaltrakts, des Myokards, der sekretorischen Aktivität, der lokalen immunologischen Reaktionen usw.

VORTRAG Nr. 9. Physiologie des endokrinen Systems. Das Konzept der endokrinen Drüsen und Hormone, ihre Klassifizierung

1. Allgemeine Vorstellungen über die endokrinen Drüsen

Endokrine Drüsen - spezialisierte Organe, die keine Ausführungsgänge haben und durch die interzellulären Lücken in das Blut, die Gehirnflüssigkeit und die Lymphe absondern.

Die endokrinen Drüsen zeichnen sich durch eine komplexe morphologische Struktur mit guter Blutversorgung aus, die sich in verschiedenen Körperteilen befindet. Ein Merkmal der Gefäße, die die Drüsen versorgen, ist ihre hohe Durchlässigkeit, die zum leichten Eindringen von Hormonen in die interzellulären Lücken beiträgt und umgekehrt. Die Drüsen sind reich an Rezeptoren und werden vom vegetativen Nervensystem innerviert.

Es gibt zwei Gruppen von endokrinen Drüsen:

1) Durchführung einer externen und internen Sekretion mit einer gemischten Funktion (dh dies sind die Geschlechtsdrüsen, die Bauchspeicheldrüse);

2) die Durchführung nur der medialen Sekretion.

Endokrine Zellen sind auch in einigen Organen und Geweben vorhanden (Nieren, Herzmuskel, autonome Ganglien, die ein diffuses endokrines System bilden).

Eine gemeinsame Funktion aller Drüsen ist die Produktion von Hormonen.

Endokrine Funktion - ein komplex organisiertes System, das aus einer Reihe miteinander verbundener und fein ausbalancierter Komponenten besteht. Dieses System ist spezifisch und umfasst:

1) Synthese und Sekretion von Hormonen;

2) Transport von Hormonen ins Blut;

3) Stoffwechsel von Hormonen und deren Ausscheidung;

4) die Wechselwirkung des Hormons mit Geweben;

5) Prozesse der Regulierung der Drüsenfunktionen.

Гормоны - chemische Verbindungen mit hoher biologischer Aktivität und in kleinen Mengen eine erhebliche physiologische Wirkung.

Hormone werden über das Blut zu Organen und Geweben transportiert, während nur ein kleiner Teil davon in freier aktiver Form zirkuliert. Der Hauptteil liegt im Blut in gebundener Form in Form reversibler Komplexe mit Blutplasmaproteinen und Formelementen vor. Diese beiden Formen stehen miteinander im Gleichgewicht, wobei das Ruhegleichgewicht deutlich in Richtung der reversiblen Komplexe verschoben ist. Ihre Konzentration beträgt 80 % und manchmal mehr der Gesamtkonzentration dieses Hormons im Blut. Die Bildung eines Hormonkomplexes mit Proteinen ist ein spontaner, nicht-enzymatischer, reversibler Prozess. Die Komponenten des Komplexes sind durch nichtkovalente, schwache Bindungen miteinander verbunden.

Hormone, die nicht an Transportproteine ​​im Blut gebunden sind, haben direkten Zugang zu Zellen und Geweben. Zwei Prozesse laufen parallel ab: die Umsetzung der hormonellen Wirkung und der metabolische Abbau von Hormonen. Die Inaktivierung des Stoffwechsels ist wichtig für die Aufrechterhaltung der hormonellen Homöostase. Der Hormonkatabolismus ist ein Mechanismus zur Regulierung der Hormonaktivität im Körper.

Hormone werden nach ihrer chemischen Natur in drei Gruppen eingeteilt:

1) Steroide;

2) Polypeptide und Proteine ​​mit und ohne Kohlenhydratkomponente;

3) Aminosäuren und ihre Derivate.

Alle Hormone haben eine relativ kurze Halbwertszeit von etwa 30 Minuten. Hormone müssen ständig synthetisiert und ausgeschüttet werden, schnell wirken und mit hoher Rate inaktiviert werden. Nur in diesem Fall können sie effektiv als Regulatoren arbeiten.

Die physiologische Rolle der endokrinen Drüsen hängt mit ihrem Einfluss auf die Regulations- und Integrationsmechanismen, die Anpassung und die Aufrechterhaltung der Konstanz der inneren Umgebung des Körpers zusammen.

2. Eigenschaften von Hormonen, ihr Wirkungsmechanismus

Es gibt drei Haupteigenschaften von Hormonen:

1) die entfernte Natur der Wirkung (die Organe und Systeme, auf die das Hormon wirkt, befinden sich weit entfernt vom Ort seiner Bildung);

2) Strenge Spezifität der Wirkung (Antwortreaktionen auf die Wirkung des Hormons sind streng spezifisch und können nicht durch andere biologisch aktive Mittel verursacht werden);

3) hohe biologische Aktivität (Hormone werden von den Drüsen in geringen Mengen produziert, sind in sehr geringen Konzentrationen wirksam, ein kleiner Teil der Hormone zirkuliert im freien aktiven Zustand im Blut).

Die Wirkung des Hormons auf die Körperfunktionen erfolgt über zwei Hauptmechanismen: über das Nervensystem und humoral direkt auf Organe und Gewebe.

Hormone fungieren als chemische Botenstoffe, die Informationen oder ein Signal an einen bestimmten Ort transportieren – eine Zielzelle, die über einen hochspezialisierten Proteinrezeptor verfügt, an den das Hormon bindet.

Entsprechend dem Wirkungsmechanismus von Zellen mit Hormonen werden Hormone in zwei Arten unterteilt.

Erster Typ (Steroide, Schilddrüsenhormone) - Hormone dringen relativ leicht durch Plasmamembranen in die Zelle ein und erfordern keine Einwirkung eines Vermittlers (Mediator).

Der zweite Typ - dringen schlecht in die Zelle ein, wirken von der Oberfläche aus, erfordern die Anwesenheit eines Mediators, ihr charakteristisches Merkmal sind schnell auftretende Reaktionen.

In Übereinstimmung mit den beiden Arten von Hormonen werden auch zwei Arten der Hormonrezeption unterschieden: intrazellulär (der Rezeptorapparat ist in der Zelle lokalisiert), Membran (Kontakt) - auf ihrer äußeren Oberfläche. Zellrezeptoren - spezielle Abschnitte der Zellmembran, die spezifische Komplexe mit dem Hormon bilden. Rezeptoren haben bestimmte Eigenschaften, sowie:

1) hohe Affinität für ein bestimmtes Hormon;

2) Selektivität;

3) begrenzte Kapazität für das Hormon;

4) Spezifität der Lokalisation im Gewebe.

Diese Eigenschaften charakterisieren die quantitative und qualitative selektive Fixierung von Hormonen durch die Zelle.

Die Bindung von Hormonverbindungen durch den Rezeptor ist ein Auslöser für die Bildung und Freisetzung von Mediatoren innerhalb der Zelle.

Der Wirkungsmechanismus von Hormonen mit der Zielzelle besteht aus den folgenden Schritten:

1) Bildung eines "Hormon-Rezeptor"-Komplexes auf der Membranoberfläche;

2) Aktivierung der Membran-Adenylcyclase;

3) die Bildung von cAMP aus ATP an der inneren Oberfläche der Membran;

4) Bildung des "cAMP-Rezeptor"-Komplexes;

5) Aktivierung der katalytischen Proteinkinase mit Dissoziation des Enzyms in einzelne Einheiten, was zu Proteinphosphorylierung, Stimulation der Proteinsynthese, RNA-Synthese im Zellkern, Glykogenabbau führt;

6) Inaktivierung des Hormons, des cAMP und des Rezeptors.

Die Wirkung des Hormons kann unter Beteiligung des Nervensystems auf komplexere Weise durchgeführt werden. Hormone wirken auf Interorezeptoren, die eine spezifische Empfindlichkeit haben (Chemorezeptoren in den Wänden von Blutgefäßen). Dies ist der Beginn einer Reflexreaktion, die den Funktionszustand der Nervenzentren verändert. Reflexbögen werden in verschiedenen Teilen des zentralen Nervensystems geschlossen.

Es gibt vier Arten von Hormonwirkungen auf den Körper:

1) metabolische Wirkung – Wirkung auf den Stoffwechsel;

2) morphogenetische Wirkung - Stimulierung von Bildung, Differenzierung, Wachstum und Metamorphose;

3) auslösende Wirkung - Einfluss auf die Aktivität von Effektoren;

4) Korrekturwirkung - eine Änderung der Aktivitätsintensität von Organen oder des gesamten Organismus.

3. Synthese, Sekretion und Ausscheidung von Hormonen aus dem Körper

Biosynthese von Hormonen - eine Kette biochemischer Reaktionen, die die Struktur des Hormonmoleküls bilden. Diese Reaktionen erfolgen spontan und sind in den entsprechenden endokrinen Zellen genetisch fixiert. Die genetische Kontrolle erfolgt entweder auf der Ebene der Bildung von mRNA (Messenger-RNA) des Hormons selbst oder seiner Vorläufer (wenn das Hormon ein Polypeptid ist) oder auf der Ebene der Bildung von mRNA von Enzymproteinen, die verschiedene Stadien des Hormons steuern Bildung des Hormons (sofern es sich um ein Mikromolekül handelt).

Abhängig von der Art des zu synthetisierenden Hormons gibt es zwei Arten der genetischen Kontrolle der hormonellen Biogenese:

1) direkt (Synthese der Vorläufer der meisten Protein-Peptid-Hormone in Polysomen), Biosyntheseschema: „Gene – mRNA – Prohormone – Hormone“;

2) vermittelt (extraribosomale Synthese von Steroiden, Aminosäurederivaten und kleinen Peptiden), Schema:

Auf der Stufe der Umwandlung eines Prohormons in ein Hormon der direkten Synthese ist häufig die zweite Art der Kontrolle verbunden.

Hormonsekretion - der Prozess der Freisetzung von Hormonen aus endokrinen Zellen in die interzellulären Lücken mit ihrem weiteren Eintritt in das Blut, die Lymphe. Die Sekretion des Hormons ist streng spezifisch für jede endokrine Drüse. Der Sekretionsprozess wird sowohl in Ruhe als auch unter Stimulationsbedingungen durchgeführt. Die Sekretion des Hormons erfolgt impulsiv in getrennten diskreten Portionen. Die impulsive Natur der Hormonsekretion erklärt sich durch die zyklische Natur der Prozesse der Biosynthese, Ablagerung und des Transports des Hormons.

Sekretion und Biosynthese von Hormonen sind eng miteinander verbunden. Diese Beziehung hängt von der chemischen Natur des Hormons und den Eigenschaften des Sekretionsmechanismus ab. Es gibt drei Sekretionsmechanismen:

1) Freisetzung aus zellulären sekretorischen Granula (Sekretion von Katecholaminen und Protein-Peptid-Hormonen);

2) Freisetzung aus der proteingebundenen Form (Sekretion tropischer Hormone);

3) relativ freie Diffusion durch Zellmembranen (Sekretion von Steroiden).

Der Grad der Verbindung zwischen der Synthese und Sekretion von Hormonen nimmt vom ersten Typ zum dritten zu.

Hormone, die ins Blut gelangen, werden zu Organen und Geweben transportiert. Das mit Plasmaproteinen und gebildeten Elementen verbundene Hormon sammelt sich im Blutkreislauf an, wird vorübergehend aus dem Kreis der biologischen Wirkung und Stoffwechselumwandlungen abgeschaltet. Ein inaktives Hormon wird leicht aktiviert und erhält Zugang zu Zellen und Geweben. Parallel dazu gibt es zwei Prozesse: die Umsetzung der hormonellen Wirkung und die metabolische Inaktivierung.

Im Stoffwechsel verändern sich Hormone funktionell und strukturell. Die überwiegende Mehrheit der Hormone wird metabolisiert und nur ein kleiner Teil (0,5-10%) wird unverändert ausgeschieden. Die metabolische Inaktivierung findet am intensivsten in Leber, Dünndarm und Nieren statt. Produkte des Hormonstoffwechsels werden aktiv mit Urin und Galle ausgeschieden, Gallenbestandteile werden schließlich mit dem Kot über den Darm ausgeschieden. Ein kleiner Teil der Hormonmetabolite wird über Schweiß und Speichel ausgeschieden.

4. Regulation der Aktivität der endokrinen Drüsen

Alle im Körper ablaufenden Prozesse unterliegen spezifischen Regulationsmechanismen. Eine der Regulierungsebenen ist intrazellulär und wirkt auf zellulärer Ebene. Wie viele mehrstufige biochemische Reaktionen sind auch die Aktivitätsprozesse der endokrinen Drüsen in gewissem Maße selbstregulierend nach dem Feedback-Prinzip. Nach diesem Prinzip hemmt oder verstärkt die vorherige Stufe einer Reaktionskette die nachfolgenden. Dieser Regulationsmechanismus hat enge Grenzen und ist in der Lage, für ein leicht variierendes Ausgangsniveau der Drüsenaktivität zu sorgen.

Die Hauptrolle im Regulationsmechanismus spielt der interzelluläre systemische Kontrollmechanismus, der die funktionelle Aktivität der Drüsen vom Zustand des gesamten Organismus abhängig macht. Der systemische Regulationsmechanismus bestimmt die wichtigste physiologische Rolle der endokrinen Drüsen – indem er das Niveau und das Verhältnis der Stoffwechselprozesse an die Bedürfnisse des gesamten Organismus anpasst.

Eine Verletzung der Regulationsprozesse führt zu einer Pathologie der Funktionen der Drüsen und des gesamten Organismus als Ganzes.

Regulationsmechanismen können stimulierend (erleichternd) und hemmend wirken.

Die führende Stelle in der Regulation der endokrinen Drüsen gehört dem Zentralnervensystem. Es gibt mehrere Regulationsmechanismen:

1) nervös. Für die Funktion der innervierten Organe (Nebennierenmark, neuroendokrine Zonen des Hypothalamus und der Epiphyse) spielen direkte Nerveneinflüsse eine entscheidende Rolle;

2) neuroendokrin, verbunden mit der Aktivität der Hypophyse und des Hypothalamus.

Im Hypothalamus wird der Nervenimpuls in einen spezifischen endokrinen Prozess umgewandelt, der zur Synthese des Hormons und seiner Freisetzung in speziellen Zonen des neurovaskulären Kontakts führt. Es gibt zwei Arten von neuroendokrinen Reaktionen:

a) die Bildung und Sekretion von Freisetzungsfaktoren - die Hauptregulatoren der Sekretion von Hypophysenhormonen (Hormone werden in den kleinen Zellkernen der Hypothalamusregion gebildet, treten in die mittlere Eminenz ein, wo sie sich ansammeln und in das Portalkreislaufsystem der Adenohypophyse eindringen und regulieren ihre Funktionen);

b) die Bildung von neurohypophysären Hormonen (Hormone selbst werden in den großen Zellkernen des vorderen Hypothalamus gebildet, steigen zum hinteren Lappen ab, wo sie abgelagert werden, von dort gelangen sie in das allgemeine Kreislaufsystem und wirken auf periphere Organe);

3) endokrine (die direkte Wirkung einiger Hormone auf die Biosynthese und Sekretion anderer (tropische Hormone der vorderen Hypophyse, Insulin, Somatostatin));

4) neuroendokrine humorale. Es wird durch nicht-hormonelle Metaboliten durchgeführt, die eine regulierende Wirkung auf die Drüsen haben (Glukose, Aminosäuren, Kalium- und Natriumionen, Prostaglandine).

VORTRAG Nr. 10. Eigenschaften einzelner Hormone

1. Hypophysenvorderlappenhormone

Die Hypophyse nimmt im System der endokrinen Drüsen eine Sonderstellung ein. Sie wird als zentrale Drüse bezeichnet, da ihre tropischen Hormone die Aktivität anderer endokriner Drüsen regulieren. Die Hypophyse ist ein komplexes Organ; sie besteht aus der Adenohypophyse (Vorder- und Mittellappen) und der Neurohypophyse (Hinterlappen). Die Hormone des Hypophysenvorderlappens werden in zwei Gruppen eingeteilt: Wachstumshormon und Prolaktin sowie tropische Hormone (Thyrotropin, Corticotropin, Gonadotropin).

Die erste Gruppe umfasst Somatotropin und Prolaktin.

Wachstumshormon (Somatotropin) ist an der Regulierung des Wachstums beteiligt und fördert die Proteinbildung. Seine stärkste Wirkung betrifft das Wachstum des Epiphysenknorpels der Extremitäten; das Knochenwachstum nimmt in der Länge zu. Eine Verletzung der somatotropen Funktion der Hypophyse führt zu verschiedenen Veränderungen im Wachstum und in der Entwicklung des menschlichen Körpers: Wenn im Kindesalter eine Überfunktion vorliegt, entwickelt sich Gigantismus; mit Unterfunktion - Zwergwuchs. Eine Überfunktion hat bei einem Erwachsenen keinen Einfluss auf das Gesamtwachstum, aber die Größe der noch wachstumsfähigen Körperteile nimmt zu (Akromegalie).

Prolactin fördert die Milchbildung in den Lungenbläschen, jedoch nach vorheriger Einwirkung weiblicher Geschlechtshormone (Progesteron und Östrogen). Nach der Geburt steigt die Prolaktinsynthese und es kommt zur Laktation. Das Saugen über einen Neuroreflexmechanismus stimuliert die Freisetzung von Prolaktin. Prolaktin hat eine luteotrope Wirkung, trägt zur langfristigen Funktion des Gelbkörpers und zur Produktion von Progesteron bei. Zur zweiten Gruppe von Hormonen gehören:

1) Schilddrüsen-stimulierendes Hormon (Thyrotropin). Wirkt selektiv auf die Schilddrüse und erhöht deren Funktion. Bei einer verminderten Produktion von Thyrotropin kommt es zu einer Atrophie der Schilddrüse, bei Überproduktion - Proliferation - treten histologische Veränderungen auf, die auf eine Zunahme ihrer Aktivität hinweisen;

2) adrenocorticotropes Hormon (Corticotropin). Regt die Produktion an Glukokortikoide Nebennieren. Corticotropin bewirkt den Abbau und hemmt die Proteinsynthese, ist ein Wachstumshormonantagonist. Es hemmt die Entwicklung der Grundsubstanz des Bindegewebes, reduziert die Anzahl der Mastzellen, hemmt das Enzym Hyaluronidase, verringert die Kapillardurchlässigkeit. Dies bestimmt seine entzündungshemmende Wirkung. Unter dem Einfluss von Corticotropin nehmen die Größe und Masse der lymphatischen Organe ab. Die Sekretion von Corticotropin unterliegt tageszeitlichen Schwankungen: Abends ist sein Gehalt höher als morgens;

3) gonadotrope Hormone (Gonadotropine - Follitropin und Lutropin). Sowohl bei Frauen als auch bei Männern vorhanden;

a) Follitropin (Follikel-stimulierendes Hormon), das das Wachstum und die Entwicklung des Follikels im Eierstock stimuliert. Es beeinflusst leicht die Produktion von Östrogen bei Frauen, bei Männern werden unter seinem Einfluss Spermatozoen gebildet;

b) Luteinisierendes Hormon (Lutropin), das das Wachstum und den Eisprung des Follikels mit der Bildung des Corpus luteum stimuliert. Es stimuliert die Bildung weiblicher Sexualhormone – Östrogene. Lutropin fördert die Produktion von Androgenen bei Männern.

2. Hormone des Mittel- und Hinterlappens der Hypophyse

Der Mittellappen der Hypophyse produziert das Hormon Melanotropin (Intermedin), das den Pigmentstoffwechsel beeinflusst.

Die hintere Hypophyse ist eng mit den supraoptischen und paraventrikulären Kernen des Hypothalamus verbunden. Die Nervenzellen dieser Kerne produzieren Neurosekretion, die zur hinteren Hypophyse transportiert wird. Hormone reichern sich in Pituiziten an, in diesen Zellen werden die Hormone in eine aktive Form umgewandelt. In den Nervenzellen des Nucleus paraventricularis Oxytocin, in den Neuronen des Nucleus supraopticus - Vasopressin.

Vasopressin erfüllt zwei Funktionen:

1) verstärkt die Kontraktion der glatten Gefäßmuskulatur (der Tonus der Arteriolen steigt mit einem anschließenden Anstieg des Blutdrucks);

2) hemmt die Urinbildung in den Nieren (antidiuretische Wirkung). Die antidiuretische Wirkung wird durch die Fähigkeit von Vasopressin bereitgestellt, die Rückresorption von Wasser aus den Tubuli der Nieren in das Blut zu verstärken. Eine verminderte Bildung von Vasopressin ist die Ursache des Diabetes insipidus (Diabetes insipidus).

Oxytocin (Cytocin) wirkt selektiv auf die glatte Muskulatur der Gebärmutter und verstärkt deren Kontraktion. Die Kontraktion der Gebärmutter nimmt dramatisch zu, wenn sie unter dem Einfluss von Östrogenen stand. Während der Schwangerschaft beeinflusst Oxytocin die Kontraktilität der Gebärmutter nicht, da das Gelbkörperhormon Progesteron sie unempfindlich gegen alle Reize macht. Oxytocin stimuliert die Milchsekretion, es wird die Ausscheidungsfunktion verbessert und nicht ihre Sekretion. Spezielle Zellen der Brustdrüse reagieren selektiv auf Oxytocin. Der Akt des Saugens fördert reflexartig die Freisetzung von Oxytocin aus der Neurohypophyse.

Hypothalamische Regulation der Hormonproduktion der Hypophyse

Hypothalamische Neuronen produzieren Neurosekretion. Neurosekretionsprodukte, die die Bildung von Hormonen des Hypophysenvorderlappens fördern, werden Liberine genannt, und diejenigen, die ihre Bildung hemmen, werden Statine genannt. Der Eintritt dieser Stoffe in den Hypophysenvorderlappen erfolgt über Blutgefäße.

Die Regulation der Hormonbildung des Hypophysenvorderlappens erfolgt nach dem Feedback-Prinzip. Zwischen der Tropenfunktion des Hypophysenvorderlappens und den peripheren Drüsen bestehen wechselseitige Beziehungen: Tropenhormone aktivieren periphere endokrine Drüsen, letztere beeinflussen je nach Funktionszustand auch die Produktion von Tropenhormonen. Bilaterale Beziehungen bestehen zwischen dem Hypophysenvorderlappen und den Geschlechtsdrüsen, der Schilddrüse und der Nebennierenrinde. Diese Beziehungen werden "Plus-Minus"-Wechselwirkungen genannt. Tropische Hormone stimulieren ("plus") die Funktion der peripheren Drüsen, und Hormone der peripheren Drüsen unterdrücken ("minus") die Produktion und Sekretion von Hormonen des Hypophysenvorderlappens. Es besteht eine umgekehrte Beziehung zwischen dem Hypothalamus und den tropischen Hormonen des Hypophysenvorderlappens. Eine Erhöhung der Konzentration des Hypophysenhormons im Blut führt zu einer Hemmung der Neurosekretion im Hypothalamus.

Der sympathische Teil des autonomen Nervensystems verstärkt die Produktion tropischer Hormone, während der parasympathische Teil dämpft.

3. Hormone der Epiphyse, Thymusdrüse, Nebenschilddrüse

Die Epiphyse befindet sich oberhalb der oberen Tuberkel der Quadrigemina. Die Bedeutung der Epiphyse ist äußerst umstritten. Aus seinem Gewebe wurden zwei Verbindungen isoliert:

1) Melatonin (beteiligt sich an der Regulierung des Pigmentstoffwechsels, hemmt die Entwicklung sexueller Funktionen bei Jugendlichen und die Wirkung von gonadotropen Hormonen bei Erwachsenen). Dies liegt an der direkten Wirkung von Melatonin auf den Hypothalamus, wo die Freisetzung von Luliberin blockiert wird, und auf den Hypophysenvorderlappen, wo es die Wirkung von Luliberin auf die Freisetzung von Lutropin verringert;

2) Glomerulotropin (stimuliert die Sekretion von Aldosteron durch die Nebennierenrinde).

Thymus (Thymusdrüse) - ein paariges lobuläres Organ im oberen Teil des vorderen Mediastinums. Der Thymus produziert mehrere Hormone: Thymosin, homöostatisches Thymushormon, Thymopoietin I, II, Thymus-Humoralfaktor. Sie spielen eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von immunologischen Schutzreaktionen des Körpers und stimulieren die Bildung von Antikörpern. Der Thymus steuert die Entwicklung und Verteilung von Lymphozyten. Die Sekretion von Thymushormonen wird durch den Hypophysenvorderlappen reguliert.

Der Thymus erreicht seine maximale Entwicklung in der Kindheit. Nach der Pubertät beginnt es zu verkümmern (die Drüse stimuliert das Wachstum des Körpers und hemmt die Entwicklung des Fortpflanzungssystems). Es wird angenommen, dass der Thymus den Austausch von Ca-Ionen und Nukleinsäuren beeinflusst.

Mit einer Zunahme der Thymusdrüse bei Kindern tritt ein thymuslymphatischer Status auf. In diesem Zustand kommt es neben einer Zunahme des Thymus zu einer Zunahme des lymphatischen Gewebes, eine Zunahme der Thymusdrüse ist eine Manifestation einer Nebenniereninsuffizienz.

Die Nebenschilddrüsen sind ein paariges Organ, sie befinden sich auf der Oberfläche der Schilddrüse. Parathormon - Parathormon (Parathyrin). Parathormon kommt in den Zellen der Drüse in Form eines Prohormons vor, die Umwandlung von Prohormon in Parathormon erfolgt im Golgi-Komplex. Von den Nebenschilddrüsen gelangt das Hormon direkt in die Blutbahn.

Das Parathormon reguliert den Ca-Stoffwechsel im Körper und hält seinen Spiegel im Blut konstant. Normalerweise beträgt der Ca-Gehalt im Blut 2,25–2,75 mmol/l (9–11 mg %). Skelettknochengewebe ist das Hauptdepot für Ca im Körper. Es besteht ein gewisser Zusammenhang zwischen dem Ca-Spiegel im Blut und seinem Gehalt im Knochengewebe. Parathormon fördert die Knochenresorption, was zu einer erhöhten Freisetzung von Ca-Ionen führt und die Prozesse der Ablagerung und Freisetzung von Ca-Salzen in den Knochen reguliert. Durch die Beeinflussung des Ca-Stoffwechsels beeinflusst das Parathormon gleichzeitig den Phosphorstoffwechsel: Es verringert die Rückresorption von Phosphaten in den distalen Tubuli der Nieren, was zu einer Verringerung ihrer Konzentration im Blut führt.

Die Entfernung der Nebenschilddrüsen führt zu Lethargie, Erbrechen, Appetitlosigkeit, zu vereinzelten Kontraktionen einzelner Muskelgruppen, die zu einer verlängerten tetanischen Kontraktion führen können. Die Regulierung der Aktivität der Nebenschilddrüsen wird durch den Ca-Spiegel im Blut bestimmt. Steigt die Ca-Konzentration im Blut an, führt dies zu einer Abnahme der funktionellen Aktivität der Nebenschilddrüsen. Mit einer Abnahme des Ca-Spiegels nimmt die hormonbildende Funktion der Drüsen zu.

4. Schilddrüsenhormone. Jodierte Hormone. Thyrocalcitonin. Schilddrüsenfunktionsstörung

Die Schilddrüse liegt auf beiden Seiten der Luftröhre unterhalb des Schildknorpels und hat eine lappenförmige Struktur. Die Struktureinheit ist ein mit Kolloid gefüllter Follikel, in dem sich das jodhaltige Protein – Thyreoglobulin – befindet.

Schilddrüsenhormone werden in zwei Gruppen eingeteilt:

1) jodiert - Thyroxin, Trijodthyronin;

2) Thyrocalcitonin (Calcitonin).

Jodierte Hormone werden in den Follikeln des Drüsengewebes gebildet, ihre Bildung erfolgt in drei Stufen:

1) Kolloidbildung, Thyreoglobulinsynthese;

2) Jodierung des Kolloids, Jodeintritt in den Körper, Aufnahme in Form von Jodiden. Jodide werden von der Schilddrüse absorbiert, zu elementarem Jod oxidiert und in Thyreoglobulin aufgenommen, der Prozess wird durch das Enzym Schilddrüsenperoxykase stimuliert;

3) Die Freisetzung in den Blutkreislauf erfolgt nach der Hydrolyse von Thyreoglobulin unter der Wirkung von Cathepsin, das aktive Hormone freisetzt – Thyroxin, Trijodthyronin.

Das wichtigste aktive Schilddrüsenhormon ist Thyroxin, das Verhältnis von Thyroxin und Trijodthyronin beträgt 4: 1. Beide Hormone befinden sich im inaktiven Zustand im Blut, sie sind mit Proteinen der Globulinfraktion und Plasmaalbumin assoziiert. Thyroxin bindet leichter an Blutproteine, dringt daher schneller in die Zelle ein und hat eine größere biologische Aktivität. Leberzellen fangen Hormone ein, in der Leber bilden Hormone Verbindungen mit Glucuronsäure, die keine hormonelle Aktivität haben und im Magen-Darm-Trakt mit der Galle ausgeschieden werden. Dieser Vorgang wird Entgiftung genannt, er verhindert eine übermäßige Sättigung des Blutes mit Hormonen.

Die Rolle von jodierten Hormonen:

1) Einfluss auf die Funktionen des zentralen Nervensystems. Hypofunktion führt zu einer starken Abnahme der motorischen Erregbarkeit, Abschwächung aktiver und defensiver Reaktionen;

2) Einfluss auf höhere Nervenaktivität. Sie sind in den Prozess der Entwicklung konditionierter Reflexe, Differenzierung von Hemmungsprozessen einbezogen;

3) Auswirkungen auf Wachstum und Entwicklung. Stimulieren Sie das Wachstum und die Entwicklung des Skeletts, der Keimdrüsen;

4) Einfluss auf den Stoffwechsel. Es gibt Auswirkungen auf den Stoffwechsel von Proteinen, Fetten, Kohlenhydraten und den Mineralstoffwechsel. Die Stärkung der Energieprozesse und die Erhöhung der oxidativen Prozesse führen zu einer Erhöhung des Glukoseverbrauchs des Gewebes, wodurch die Fett- und Glykogenspeicher in der Leber erheblich reduziert werden.

5) Einfluss auf das vegetative System. Die Anzahl der Herzschläge, Atembewegungen nimmt zu, das Schwitzen nimmt zu;

6) Einfluss auf das Blutgerinnungssystem. Sie verringern die Gerinnungsfähigkeit des Blutes (verringern die Bildung von Blutgerinnungsfaktoren) und erhöhen seine fibrinolytische Aktivität (erhöhen die Synthese von Antikoagulanzien). Thyroxin hemmt die funktionellen Eigenschaften von Blutplättchen – Adhäsion und Aggregation.

Die Regulierung der Bildung jodhaltiger Hormone erfolgt:

1) Thyrotropin der vorderen Hypophyse. Betrifft alle Stadien der Jodierung, die Verbindung zwischen Hormonen erfolgt je nach Art der Direkt- und Rückkopplung;

2) Jod. Kleine Dosen regen die Bildung des Hormons an, indem sie die Follikelsekretion steigern, große Dosen hemmen sie;

3) autonomes Nervensystem: Sympathikus – erhöht die Aktivität der Hormonproduktion, Parasympathikus – nimmt ab;

4) Hypothalamus. Thyreoliberin des Hypothalamus stimuliert das hypophysäre Thyrotropin, das die Produktion von Hormonen anregt, die Verbindung erfolgt durch die Art der Rückkopplung;

5) retikuläre Bildung (Erregung seiner Strukturen erhöht die Produktion von Hormonen);

6) die Großhirnrinde. Die Dekortikation aktiviert zunächst die Funktion der Drüse und lässt mit der Zeit deutlich nach.

Thyrocalcitocin Es wird von parafollikulären Zellen der Schilddrüse gebildet, die sich außerhalb der Drüsenfollikel befinden. Es ist an der Regulierung des Calciumstoffwechsels beteiligt, unter seinem Einfluss sinkt der Ca-Spiegel. Thyrocalcitocin senkt den Phosphatgehalt im peripheren Blut.

Thyrocalcitocin hemmt die Freisetzung von Ca-Ionen aus dem Knochengewebe und erhöht dessen Ablagerung darin. Es blockiert die Funktion von Osteoklasten, die Knochengewebe zerstören, und löst den Aktivierungsmechanismus von Osteoblasten aus, die an der Bildung von Knochengewebe beteiligt sind.

Die Abnahme des Gehalts an Ca- und Phosphationen im Blut ist auf die Wirkung des Hormons auf die Ausscheidungsfunktion der Nieren zurückzuführen, wodurch die tubuläre Reabsorption dieser Ionen verringert wird. Das Hormon stimuliert die Aufnahme von Ca-Ionen durch die Mitochondrien.

Die Regulierung der Thyrocalcitoninsekretion hängt vom Ca-Ionenspiegel im Blut ab: Eine Erhöhung seiner Konzentration führt zur Degranulation der Parafollikel. Aktive Sekretion als Reaktion auf Hyperkalzämie hält die Konzentration von Ca-Ionen auf einem bestimmten physiologischen Niveau.

Die Sekretion von Thyrocalcitonin wird durch einige biologisch aktive Substanzen gefördert: Gastrin, Glucagon, Cholecystokinin.

Mit der Erregung beta-adrenerger Rezeptoren steigt die Sekretion des Hormons und umgekehrt.

Eine Funktionsstörung der Schilddrüse geht mit einer Zunahme oder Abnahme ihrer hormonbildenden Funktion einher.

Der Mangel an Hormonproduktion (Hypothyreose), der in der Kindheit auftritt, führt zur Entwicklung des Kretinismus (Wachstum, sexuelle Entwicklung, geistige Entwicklung sind verzögert, es kommt zu einer Verletzung der Körperproportionen).

Der Mangel an Hormonproduktion führt zur Entwicklung eines Myxödems, das durch eine scharfe Störung der Erregungs- und Hemmungsprozesse im Zentralnervensystem, geistige Behinderung, verminderte Intelligenz, Lethargie, Schläfrigkeit, sexuelle Dysfunktion und Hemmung aller Arten von gekennzeichnet ist Stoffwechsel.

Wenn die Schilddrüse überaktiv ist (Hyperthyreose), tritt eine Krankheit auf Thyreotoxikose. Charakteristische Anzeichen: Vergrößerung der Schilddrüse, Anzahl der Herzschläge, Erhöhung des Stoffwechsels, Körpertemperatur, Erhöhung der Nahrungsaufnahme, hervortretende Augen. Erhöhte Erregbarkeit und Reizbarkeit werden beobachtet, das Verhältnis des Tonus der Abschnitte des autonomen Nervensystems ändert sich: Die Erregung des sympathischen Abschnitts überwiegt. Muskelzittern und Muskelschwäche werden festgestellt.

Ein Mangel an Jod im Wasser führt zu einer Verschlechterung der Funktion der Schilddrüse mit einer erheblichen Vermehrung ihres Gewebes und der Bildung eines Kropfes. Die Gewebeproliferation ist ein Kompensationsmechanismus als Reaktion auf einen Rückgang des Gehalts an jodhaltigen Hormonen im Blut.

5. Hormone der Bauchspeicheldrüse. Dysfunktion der Bauchspeicheldrüse

Die Bauchspeicheldrüse ist eine Drüse mit gemischter Funktion. Die morphologische Einheit der Drüse sind die Langerhans-Inseln; sie befinden sich hauptsächlich im Schwanz der Drüse. Betazellen der Inseln produzieren Insulin, Alphazellen produzieren Glucagon und Deltazellen produzieren Somatostatin. In Pankreasgewebeextrakten wurden die Hormone Vagotonin und Centropnein gefunden.

Insulin reguliert den Kohlenhydratstoffwechsel, reduziert die Zuckerkonzentration im Blut, fördert die Umwandlung von Glukose in Glykogen in Leber und Muskeln. Es erhöht die Durchlässigkeit der Zellmembranen für Glukose: Einmal in der Zelle wird Glukose absorbiert. Insulin verzögert den Abbau von Proteinen und deren Umwandlung in Glukose, stimuliert die Proteinsynthese aus Aminosäuren und deren aktiven Transport in die Zelle, reguliert den Fettstoffwechsel durch Bildung höherer Fettsäuren aus Kohlenhydratstoffwechselprodukten und hemmt die Mobilisierung von Fett aus Fettgewebe.

In Betazellen wird Insulin aus seiner Vorstufe Proinsulin hergestellt. Es wird in den Golgi-Zellapparat überführt, wo die Anfangsstadien der Umwandlung von Proinsulin zu Insulin stattfinden.

Die Insulinregulierung basiert auf dem normalen Glukosegehalt im Blut: Hyperglykämie führt zu einer Erhöhung des Insulinflusses ins Blut und umgekehrt.

Die paraventrikulären Kerne des Hypothalamus erhöhen die Aktivität während einer Hyperglykämie, die Erregung geht zur Medulla oblongata, von dort zum Pankreasganglion und zu den Betazellen, was die Bildung von Insulin und seine Sekretion verstärkt. Bei Hypoglykämie reduzieren die Kerne des Hypothalamus ihre Aktivität und die Insulinsekretion nimmt ab.

Hyperglykämie erregt direkt den Rezeptorapparat der Langerhans-Inseln, was die Insulinsekretion erhöht. Glukose wirkt auch direkt auf Betazellen, was zur Freisetzung von Insulin führt.

Glucagon erhöht die Glukosemenge, was auch zu einer erhöhten Insulinproduktion führt. Ähnlich wirken die Nebennierenhormone.

Das autonome Nervensystem reguliert die Insulinproduktion durch den Vagus und den sympathischen Nerv. Der Vagusnerv stimuliert die Insulinfreisetzung, während der Sympathikus sie hemmt.

Die Insulinmenge im Blut wird durch die Aktivität des Enzyms Insulinase bestimmt, das das Hormon zerstört. Die größte Menge des Enzyms befindet sich in der Leber und den Muskeln. Bei einem einzigen Blutfluss durch die Leber werden bis zu 50 % des Insulins im Blut zerstört.

Eine wichtige Rolle bei der Regulation der Insulinsekretion spielt das Hormon Somatostatin, das in den Kernen des Hypothalamus und den Deltazellen der Bauchspeicheldrüse gebildet wird. Somatostatin hemmt die Insulinsekretion.

Die Insulinaktivität wird in Labor- und klinischen Einheiten ausgedrückt.

Glukagon ist an der Regulation des Kohlenhydratstoffwechsels beteiligt, durch seine Wirkung auf den Kohlenhydratstoffwechsel ist es ein Insulinantagonist. Glukagon baut Glykogen in der Leber zu Glukose ab, was den Blutzuckerspiegel erhöht. Glukagon stimuliert den Abbau von Fetten im Fettgewebe.

Der Wirkmechanismus von Glucagon beruht auf seiner Wechselwirkung mit speziellen spezifischen Rezeptoren, die sich auf der Zellmembran befinden. Wenn Glucagon an sie bindet, steigen die Aktivität des Enzyms Adenylatcyclase und die Konzentration von cAMP, cAMP fördert den Prozess der Glykogenolyse.

Regulierung der Glucagonsekretion. Die Bildung von Glucagon in Alphazellen wird durch den Glukosespiegel im Blut beeinflusst. Wenn der Blutzuckerspiegel ansteigt, wird die Glucagonsekretion gehemmt, und wenn er sinkt, steigt sie. Die Bildung von Glucagon wird auch durch den Hypophysenvorderlappen beeinflusst.

Ein Wachstumshormon Wachstumshormon erhöht die Aktivität der Alphazellen. Im Gegensatz dazu hemmt das Deltazellhormon Somatostatin die Bildung und Sekretion von Glucagon, da es den Eintritt von Ca-Ionen in Alphazellen blockiert, die für die Bildung und Sekretion von Glucagon notwendig sind.

Physiologische Bedeutung Lipokain. Es fördert die Verwertung von Fetten, indem es die Bildung von Lipiden und die Oxidation von Fettsäuren in der Leber anregt, es beugt einer Verfettung der Leber vor.

Funktionen Vagotonin - erhöhter Tonus der Vagusnerven, erhöhte ihre Aktivität.

Funktionen Centropnein - Anregung des Atemzentrums, Förderung der Entspannung der glatten Muskulatur der Bronchien, Erhöhung der Fähigkeit von Hämoglobin, Sauerstoff zu binden, Verbesserung des Sauerstofftransports.

Verletzung der Funktion der Bauchspeicheldrüse.

Eine Abnahme der Insulinsekretion führt zur Entwicklung von Diabetes mellitus, dessen Hauptsymptome Hyperglykämie, Glukosurie, Polyurie (bis zu 10 Liter pro Tag), Polyphagie (erhöhter Appetit), Polydyspepsie (erhöhter Durst) sind.

Ein Anstieg des Blutzuckers bei Patienten mit Diabetes ist das Ergebnis eines Verlusts der Fähigkeit der Leber, Glykogen aus Glukose zu synthetisieren, und der Zellen, Glukose zu verwerten. Auch die Bildung und Ablagerung von Glykogen in den Muskeln verlangsamt sich.

Bei Diabetikern sind alle Arten des Stoffwechsels gestört.

6. Nebennierenhormone. Glukokortikoide

Die Nebennieren sind paarige Drüsen, die sich oberhalb der oberen Pole der Nieren befinden. Sie sind von entscheidender Bedeutung. Es gibt zwei Arten von Hormonen: kortikale Hormone und Medulla-Hormone.

Die Hormone der kortikalen Schicht lassen sich in drei Gruppen einteilen:

1) Glukokortikoide (Hydrocortison, Cortison, Corticosteron);

2) Mineralocorticoide (Aldesteron, Desoxycorticosteron);

3) Sexualhormone (Androgene, Östrogene, Progesteron).

Glucocorticoide werden in der Zona fasciculata der Nebennierenrinde synthetisiert. Laut chemischer Struktur sind Hormone Steroide, sie werden aus Cholesterin gebildet, Ascorbinsäure ist für die Synthese notwendig.

Physiologische Bedeutung von Glukokortikoiden.

Glucocorticoide beeinflussen den Stoffwechsel von Kohlenhydraten, Proteinen und Fetten, fördern die Bildung von Glucose aus Proteinen, erhöhen die Ablagerung von Glykogen in der Leber und sind in ihrer Wirkung Insulinantagonisten.

Glucocorticoide haben eine katabolische Wirkung auf den Proteinstoffwechsel, bewirken einen Proteinabbau im Gewebe und verzögern den Einbau von Aminosäuren in Proteine.

Hormone wirken entzündungshemmend, was auf eine Abnahme der Durchlässigkeit der Gefäßwände bei geringer Aktivität des Hyaluronidase-Enzyms zurückzuführen ist. Die Abnahme der Entzündung ist auf die Hemmung der Freisetzung von Arachidonsäure aus Phospholipiden zurückzuführen. Dies führt zu einer Einschränkung der Synthese von Prostaglandinen, die den Entzündungsprozess anregen.

Glucocorticoide beeinflussen die Produktion von schützenden Antikörpern: Hydrocortison hemmt die Synthese von Antikörpern, hemmt die Reaktion der Wechselwirkung eines Antikörpers mit einem Antigen.

Glukokortikoide haben eine ausgeprägte Wirkung auf die blutbildenden Organe:

1) Erhöhung der Anzahl roter Blutkörperchen durch Stimulierung des roten Knochenmarks;

2) führen zu einer umgekehrten Entwicklung des Thymus- und Lymphgewebes, was mit einer Abnahme der Lymphozytenzahl einhergeht.

Die Ausscheidung aus dem Körper erfolgt auf zwei Arten:

1) 75-90 % der Hormone, die ins Blut gelangen, werden mit dem Urin ausgeschieden;

2) 10-25% werden mit Kot und Galle entfernt.

Regulation der Bildung von Glucocorticoiden.

Eine wichtige Rolle bei der Bildung von Glucocorticoiden spielt Corticotropin des Hypophysenvorderlappens. Dieser Effekt erfolgt nach dem Prinzip der Direkt- und Rückkopplung: Corticotropin erhöht die Produktion von Glucocorticoiden, und ihr übermäßiger Gehalt im Blut führt zu einer Hemmung von Corticotropin in der Hypophyse.

Die Neurosekretion wird in den Kernen des vorderen Hypothalamus synthetisiert Corticoliberin, das die Bildung von Corticotropin im Hypophysenvorderlappen stimuliert und wiederum die Bildung von Glukokortikoiden stimuliert. Die funktionelle Beziehung „Hypothalamus – Hypophyse anterior – Nebennierenrinde“ liegt in einem einzigen Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-System, das eine führende Rolle bei den Anpassungsreaktionen des Körpers spielt.

Adrenalin - das Hormon des Nebennierenmarks - fördert die Bildung von Glukokortikoiden.

7. Nebennierenhormone. Mineralocorticoide. Sexualhormone

Mineralocorticoide werden in der glomerulären Zone der Nebennierenrinde gebildet und sind an der Regulation des Mineralstoffwechsels beteiligt. Diese beinhalten Aldosteron и Desoxycorticosteron. Sie erhöhen die Rückresorption von Na-Ionen in den Nierentubuli und verringern die Rückresorption von K-Ionen, was zu einer Erhöhung der Na-Ionen im Blut und in der Gewebeflüssigkeit und zu einer Erhöhung ihres osmotischen Drucks führt. Dies führt zu Wassereinlagerungen im Körper und zu einem Anstieg des Blutdrucks.

Mineralocorticoide tragen zur Manifestation von Entzündungsreaktionen bei, indem sie die Permeabilität von Kapillaren und serösen Membranen erhöhen. Sie sind an der Regulierung des Tonus der Blutgefäße beteiligt. Aldosteron hat die Fähigkeit, den Tonus der glatten Muskulatur der Gefäßwand zu erhöhen, was zu einem Anstieg des Blutdrucks führt. Bei einem Mangel an Aldosteron entwickelt sich eine Hypotonie.

Regulation der Mineralocorticoid-Bildung

Die Sekretion und Bildung von Aldosteron wird durch das Renin-Angiotensin-System reguliert. Renin wird in speziellen Zellen des juxtaglomerulären Apparates der zuführenden Arteriolen der Niere gebildet und in Blut und Lymphe abgegeben. Es katalysiert die Umwandlung von Angiotensinogen in Angiotensin I, das unter Einwirkung eines speziellen Enzyms in Angiotensin II umgewandelt wird. Angiotensin II stimuliert die Bildung von Aldosteron. Die Synthese von Mineralocorticoiden wird durch die Konzentration von Na- und K-Ionen im Blut gesteuert. Eine Erhöhung der Na-Ionen führt zu einer Hemmung der Aldosteronsekretion, was zur Ausscheidung von Na im Urin führt. Bei einem unzureichenden Gehalt an K-Ionen kommt es zu einer Abnahme der Bildung von Mineralocorticoiden.Die Menge an Gewebeflüssigkeit und Blutplasma beeinflusst die Synthese von Mineralocorticoiden. Eine Zunahme ihres Volumens führt zu einer Hemmung der Aldosteronsekretion, was auf eine vermehrte Freisetzung von Na-Ionen und damit verbundenem Wasser zurückzuführen ist. Das Zirbeldrüsenhormon Glomerulotropin verstärkt die Synthese von Aldosteron.

Sexualhormone (Androgene, Östrogene, Progesteron) werden in der retikulären Zone der Nebennierenrinde gebildet. Sie sind von großer Bedeutung für die Entwicklung der Geschlechtsorgane im Kindesalter, wenn die intrasekretorische Funktion der Geschlechtsdrüsen vernachlässigbar ist. Sie haben eine anabole Wirkung auf den Proteinstoffwechsel: Sie erhöhen die Proteinsynthese aufgrund des erhöhten Einbaus von Aminosäuren in sein Molekül.

Bei Unterfunktion der Nebennierenrinde tritt eine Krankheit auf - Bronzekrankheit oder Morbus Addison. Anzeichen dieser Krankheit sind: Bronzefärbung der Haut, insbesondere an Händen, Hals, Gesicht, Müdigkeit, Appetitlosigkeit, Übelkeit und Erbrechen. Der Patient wird schmerz- und kälteempfindlicher, anfälliger für Infektionen.

Bei einer Überfunktion der Nebennierenrinde (deren Ursache meist ein Tumor ist) kommt es zu einer Zunahme der Hormonbildung, es wird eine Dominanz der Synthese von Sexualhormonen gegenüber anderen festgestellt, sodass sich sekundäre Geschlechtsmerkmale dramatisch zu verändern beginnen Patienten. Bei Frauen wird die Manifestation sekundärer männlicher Geschlechtsmerkmale beobachtet, bei Männern weibliche.

8. Hormone des Nebennierenmarks

Das Nebennierenmark produziert mit Katecholaminen verwandte Hormone. Das Haupthormon ist Adrenalin, die zweitwichtigste ist die Vorstufe von Adrenalin - Noradrenalin. Chromaffine Zellen des Nebennierenmarks kommen auch in anderen Körperteilen vor (an der Aorta, am Übergang der Halsschlagadern usw.), sie bilden das Nebennierensystem des Körpers. Das Nebennierenmark ist ein modifiziertes sympathisches Ganglion.

Bedeutung von Epinephrin und Norepinephrin

Adrenalin erfüllt die Funktion eines Hormons, es gelangt ständig ins Blut, unter verschiedenen Bedingungen des Körpers (Blutverlust, Stress, Muskelaktivität), seine Bildung und Freisetzung in das Blut nehmen zu.

Die Erregung des sympathischen Nervensystems führt zu einer Erhöhung des Adrenalin- und Noradrenalinflusses ins Blut, sie verlängern die Wirkung von Nervenimpulsen im sympathischen Nervensystem. Adrenalin beeinflusst den Kohlenstoffstoffwechsel, beschleunigt den Abbau von Glykogen in der Leber und den Muskeln, entspannt die Bronchialmuskulatur, hemmt die Magen-Darm-Motilität und erhöht den Tonus seiner Schließmuskeln, erhöht die Erregbarkeit und Kontraktilität des Herzmuskels. Es erhöht den Tonus der Blutgefäße, wirkt als Vasodilatator auf die Gefäße des Herzens, der Lunge und des Gehirns. Adrenalin steigert die Leistungsfähigkeit der Skelettmuskulatur.

Eine Zunahme der Aktivität des Nebennierensystems tritt unter dem Einfluss verschiedener Reize auf, die eine Veränderung der inneren Umgebung des Körpers bewirken. Adrenalin blockiert diese Veränderungen.

Adrenalin ist ein Hormon mit kurzer Wirkungsdauer, es wird schnell durch Monoaminooxidase zerstört. Dies steht in voller Übereinstimmung mit der feinen und präzisen zentralen Regulation der Ausschüttung dieses Hormons für die Entwicklung von Anpassungs- und Schutzreaktionen des Körpers.

Norepinephrin erfüllt die Funktion eines Mediators, es ist Teil von Sympathin, einem Mediator des sympathischen Nervensystems, es ist an der Übertragung von Erregungen in ZNS-Neuronen beteiligt.

Die sekretorische Aktivität des Nebennierenmarks wird vom Hypothalamus reguliert, in der hinteren Gruppe seiner Kerne befinden sich die höheren autonomen Zentren des Sympathikus. Ihre Aktivierung führt zu einer erhöhten Freisetzung von Adrenalin ins Blut. Die Ausschüttung von Adrenalin kann reflexartig bei Unterkühlung, Muskelarbeit usw. erfolgen. Bei Hypoglykämie steigt die Ausschüttung von Adrenalin ins Blut reflexartig an.

9. Sexualhormone. Menstruationszyklus

Die Keimdrüsen (Hoden bei Männern, Eierstöcke bei Frauen) sind Drüsen mit gemischter Funktion, die intrasekretorische Funktion äußert sich in der Bildung und Sekretion von Sexualhormonen, die direkt in die Blutbahn gelangen.

Männliche Sexualhormone - Androgene werden in den Zwischenzellen des Hodens gebildet. Es gibt zwei Arten von Androgenen: Testosteron и Androsteron.

Androgene stimulieren das Wachstum und die Entwicklung des Fortpflanzungsapparates, männliche Geschlechtsmerkmale und das Auftreten sexueller Reflexe.

Sie steuern den Reifungsprozess der Spermien, tragen zur Erhaltung ihrer motorischen Aktivität, der Manifestation des Sexualtriebs und der sexuellen Verhaltensreaktionen bei, erhöhen die Proteinbildung, insbesondere in den Muskeln, und reduzieren das Körperfett. Bei einer unzureichenden Androgenmenge im Körper werden die Hemmungsprozesse in der Großhirnrinde gestört.

Weibliche Sexualhormone Östrogene werden in den Follikeln des Eierstocks gebildet. Die Synthese von Östrogen erfolgt durch die Follikelmembran, Progesteron erfolgt durch den Gelbkörper des Eierstocks, der sich an der Stelle des geplatzten Follikels entwickelt.

Östrogene stimulieren das Wachstum des Uterus, der Vagina, der Eileiter, bewirken das Wachstum des Endometriums, fördern die Entwicklung sekundärer weiblicher Geschlechtsmerkmale, die Manifestation sexueller Reflexe, erhöhen die Kontraktilität des Uterus, erhöhen seine Empfindlichkeit gegenüber Oxytocin, stimulieren das Wachstum und Entwicklung der Milchdrüsen.

Progesteron sichert den Ablauf des normalen Schwangerschaftsverlaufs, fördert das Wachstum der Schleimhaut des Endometriums, Implantation einer befruchteten Eizelle in das Endometrium, hemmt die Kontraktilität der Gebärmutter, verringert ihre Empfindlichkeit gegenüber Oxytocin, hemmt die Reifung und den Eisprung des Follikels durch Hemmung die Bildung von hypophysärem Lutropin.

Die Bildung von Sexualhormonen wird durch die gonadotropen Hormone der Hypophyse und Prolaktin beeinflusst. Bei Männern fördert das gonadotrope Hormon die Reifung der Spermien, bei Frauen das Wachstum und die Entwicklung des Follikels. Lutropin bestimmt die Produktion weiblicher und männlicher Sexualhormone, den Eisprung und die Bildung des Gelbkörpers. Prolaktin stimuliert die Produktion von Progesteron.

Melatonin hemmt die Aktivität der Geschlechtsdrüsen.

Das Nervensystem ist an der Regulation der Aktivität der Geschlechtsdrüsen durch die Bildung von gonadotropen Hormonen in der Hypophyse beteiligt. Das zentrale Nervensystem reguliert den Ablauf des Geschlechtsverkehrs. Bei einer Änderung des Funktionszustands des Zentralnervensystems kann es zu einer Verletzung des Sexualzyklus und sogar zu dessen Beendigung kommen.

Der Menstruationszyklus umfasst vier Perioden.

1. Vor dem Eisprung (vom fünften bis zum vierzehnten Tag). Die Veränderungen werden durch die Wirkung von Follitropin verursacht, es kommt zu einer erhöhten Östrogenbildung in den Eierstöcken, sie stimulieren das Wachstum der Gebärmutter, die Proliferation der Schleimhaut und ihrer Drüsen, die Reifung des Follikels beschleunigt sich, seine Oberfläche reißt auf und an Die Eizelle wird daraus freigesetzt – es kommt zum Eisprung.

2. Eisprung (vom fünfzehnten bis zum achtundzwanzigsten Tag). Es beginnt mit der Freisetzung des Eies in die Röhre, die Kontraktion der glatten Muskulatur der Röhre hilft, es in die Gebärmutter zu bewegen, hier kann eine Befruchtung stattfinden. Ein befruchtetes Ei, das in die Gebärmutter gelangt, wird an seiner Schleimhaut befestigt und es kommt zu einer Schwangerschaft. Wenn keine Befruchtung stattfindet, beginnt die Zeit nach dem Eisprung. Anstelle des Follikels entsteht ein Gelbkörper, der Progesteron produziert.

3. Periode nach dem Eisprung. Ein unbefruchtetes Ei, das die Gebärmutter erreicht, stirbt. Progesteron reduziert die Bildung von Follitropin und reduziert die Produktion von Östrogenen. Veränderungen, die in den Genitalien einer Frau aufgetreten sind, verschwinden. Parallel dazu nimmt die Bildung von Lutropin ab, was zu einer Atrophie des Corpus luteum führt. Durch die Abnahme des Östrogens zieht sich die Gebärmutter zusammen und die Schleimhaut wird abgestoßen. In Zukunft wird es regeneriert.

4. Die Ruhephase und die Zeit nach dem Eisprung dauern vom ersten bis zum fünften Tag des Sexualzyklus.

10. Hormone der Plazenta. Das Konzept der Gewebehormone und Antihormone

Die Plazenta ist eine einzigartige Formation, die den Körper der Mutter mit dem Fötus verbindet. Es erfüllt zahlreiche Funktionen, einschließlich metabolischer und hormoneller. Es synthetisiert Hormone aus zwei Gruppen:

1) Protein - Choriongonadotropin (CG), laktogenes Hormon der Plazenta (PLG), Relaxin;

2) Steroid - Progesteron, Östrogen.

HCG wird nach der 7. bis 12. Schwangerschaftswoche in großen Mengen gebildet; anschließend nimmt die Bildung des Hormons um ein Vielfaches ab, seine Sekretion wird nicht durch die Hypophyse und den Hypothalamus kontrolliert und sein Transport zum Fötus ist begrenzt. Die Funktionen von hCG bestehen darin, das Follikelwachstum, die Bildung des Gelbkörpers und die Produktion von Progesteron zu steigern. Die Schutzfunktion besteht darin, die Abstoßung des Embryos durch den Körper der Mutter zu verhindern. HCG hat eine antiallergische Wirkung.

PLH beginnt ab der sechsten Schwangerschaftswoche ausgeschieden zu werden und nimmt allmählich zu. Es beeinflusst die Brustdrüsen wie Hypophysenprolaktin, den Proteinstoffwechsel (erhöht die Proteinsynthese im Körper der Mutter). Gleichzeitig steigt der Gehalt an freien Fettsäuren und die Resistenz gegen Insulinwirkung nimmt zu.

Relaxin wird in den späteren Stadien der Schwangerschaft ausgeschieden, entspannt die Bänder der Schambeinfuge, reduziert den Tonus der Gebärmutter und ihre Kontraktilität.

Progesteron wird bis zur vierten oder sechsten Schwangerschaftswoche vom Corpus luteum synthetisiert, später wird die Plazenta in diesen Prozess einbezogen, der Sekretionsprozess nimmt zunehmend zu. Progesteron bewirkt eine Uterusrelaxation, reduzierte Uteruskontraktilität und Empfindlichkeit gegenüber Östrogen und Oxytocin, Ansammlung von Wasser und Elektrolyten, insbesondere intrazellulärem Natrium. Östrogene und Progesteron fördern das Wachstum, die Dehnung der Gebärmutter, die Entwicklung der Milchdrüsen und die Laktation.

Gewebshormone sind biologisch aktive Substanzen, die am Ort ihrer Entstehung wirken und nicht in den Blutkreislauf gelangen. Prostaglandine werden in Mikrosomen aller Gewebe gebildet, nehmen an der Regulierung der Sekretion von Verdauungssäften, Veränderungen des Tonus der glatten Muskulatur der Blutgefäße und Bronchien und des Prozesses der Thrombozytenaggregation teil. Zu den Gewebehormonen, die die lokale Durchblutung regulieren, gehören Histamin (erweitert Blutgefäße) und Serotonin (hat eine blutdrucksenkende Wirkung). Als Vermittler des Nervensystems gelten Gewebshormone – Noradrenalin und Acetylcholin.

Antihormone - Substanzen mit antihormoneller Wirkung. Ihre Bildung erfolgt bei längerer Verabreichung des Hormons von außen in den Körper. Jedes Antihormon hat eine ausgeprägte Artspezifität und blockiert die Wirkung des Hormontyps, für den es hergestellt wurde. Es erscheint 1-3 Monate nach der Verabreichung des Hormons im Blut und verschwindet 3-9 Monate nach der letzten Injektion des Hormons.

VORTRAG Nr. 11. Höhere Nervenaktivität

1. Das Konzept der höheren und niedrigeren Nervenaktivität

Die niedrigere Nervenaktivität ist eine integrative Funktion der Wirbelsäule und des Hirnstamms, die auf die Regulierung vegetativ-viszeraler Reflexe abzielt. Mit seiner Hilfe wird die Arbeit aller inneren Organe und deren angemessene Interaktion untereinander sichergestellt.

Höhere Nervenaktivität ist nur dem Gehirn inhärent, das die individuellen Verhaltensreaktionen des Organismus in der Umwelt steuert. Evolutionär gesehen ist dies eine neuere und komplexere Funktion. Es hat eine Reihe von Funktionen.

1. Die Großhirnrinde und die subkortikalen Formationen (die Kerne des Thalamus, des limbischen Systems, des Hypothalamus, der Basalkerne) fungieren als morphologisches Substrat.

2. Kontrolliert den Kontakt mit der umgebenden Realität.

3. Instinkte und konditionierte Reflexe liegen den Emergenzmechanismen zugrunde.

Instinkte sind angeborene, unbedingte Reflexe und stellen eine Reihe von motorischen Handlungen und komplexen Verhaltensformen dar (Ernährung, Sexualität, Selbsterhaltung). Sie haben Manifestations- und Funktionsmerkmale, die mit physiologischen Eigenschaften verbunden sind:

1) das morphologische Substrat ist das limbische System, Basalganglien, Hypothalamus;

2) sind von Kettennatur, dh der Zeitpunkt des Endes der Aktion eines unbedingten Reflexes ist ein Stimulus für den Beginn der Aktion des nächsten;

3) der humorale Faktor ist für die Manifestation von großer Bedeutung (z. B. für Nahrungsreflexe – eine Senkung des Blutzuckerspiegels);

4) fertige Reflexbögen haben;

5) bilden die Grundlage für konditionierte Reflexe;

6) vererbt werden und spezifischen Charakter haben;

7) unterscheiden sich in der Beständigkeit und ändern sich im Laufe des Lebens nur wenig;

8) erfordern keine zusätzlichen Bedingungen für die Manifestation, sie entstehen durch die Einwirkung eines angemessenen Reizes.

Konditionierte Reflexe werden während des Lebens produziert, da sie keine vorgefertigten Reflexbögen haben. Sie sind individueller Natur und können sich je nach Existenzbedingungen ständig verändern. Ihre Eigenschaften:

1) das morphologische Substrat ist die Großhirnrinde, wenn sie entfernt wird, verschwinden die alten Reflexe und neue werden nicht entwickelt;

2) auf ihrer Grundlage wird die Wechselwirkung des Organismus mit der äußeren Umgebung gebildet, d. H. Sie klären, komplizieren und machen diese Beziehungen subtil.

Bedingte Reflexe sind also eine Reihe von Verhaltensreaktionen, die im Laufe des Lebens erworben wurden. Ihre Klassifizierung:

1) Je nach Art des konditionierten Reizes werden natürliche und künstliche Reflexe unterschieden. Natürliche Reflexe werden auf die natürlichen Eigenschaften des Reizes (z. B. die Art der Nahrung) entwickelt, und künstliche Reflexe werden auf alle entwickelt;

2) nach dem Rezeptorzeichen - exterozeptiv, interozeptiv und propriozeptiv;

3) abhängig von der Struktur des konditionierten Reizes - einfach und komplex;

4) entlang des efferenten Weges - somatisch (motorisch) und autonom (sympathisch und parasympathisch);

5) nach biologischer Bedeutung - vital (Ernährung, Abwehr, Bewegungsapparat), zoosozial, indikativ;

6) durch die Art der Verstärkung - niedriger und höherer Ordnung;

7) abhängig von der Kombination des konditionierten und unbedingten Stimulus - Bargeld und Spur.

Daher werden konditionierte Reflexe während des gesamten Lebens entwickelt und sind für eine Person von großer Bedeutung.

2. Bildung bedingter Reflexe

Für die Bildung bedingter Reflexe sind bestimmte Bedingungen notwendig.

1. Das Vorhandensein von zwei Reizen - gleichgültig und unbedingt. Dies liegt daran, dass ein adäquater Reiz einen unbedingten Reflex hervorruft und bereits auf seiner Grundlage ein bedingter Reflex entwickelt wird. Ein indifferenter Reiz löscht den Orientierungsreflex aus.

2. Eine bestimmte zeitliche Kombination zweier Reize. Zuerst muss sich das Gleichgültige einschalten, dann das Unbedingte, und die Zwischenzeit muss konstant sein.

3. Eine bestimmte Kombination der Stärke zweier Reize. Gleichgültigkeit ist die Schwelle und unbedingt ist die Oberschwelle.

4. Die Nützlichkeit des Zentralnervensystems.

5. Abwesenheit von äußeren Reizstoffen.

6. Wiederholte Wiederholung der Wirkung von Reizen zur Entstehung eines dominanten Erregungsfokus.

Der Mechanismus der Bildung bedingter Reflexe basiert auf dem Prinzip der Bildung einer temporären Nervenverbindung in der Großhirnrinde. I. P. Pavlov glaubte, dass nach dem dominanten Mechanismus eine vorübergehende Nervenverbindung zwischen dem zerebralen Teil des Analysators und der kortikalen Darstellung des Zentrums des unbedingten Reflexes gebildet wird. E. A. Asratyan schlug vor, dass zwischen zwei kurzen Zweigen zweier unbedingter Reflexe auf verschiedenen Ebenen des Zentralnervensystems nach dem dominanten Prinzip eine vorübergehende Nervenverbindung gebildet wird. P. K. Anokhin begründete das Prinzip der Erregungsausstrahlung in der gesamten Großhirnrinde aufgrund der Konvergenz von Impulsen auf multimodale Neuronen. Nach modernen Konzepten sind an diesem Prozess der Kortex und die subkortikalen Formationen beteiligt, da in Tierversuchen bei Verletzung der Integrität bedingte Reflexe praktisch nicht entwickelt werden. Somit ist die vorübergehende neuronale Verbindung das Ergebnis der integrativen Aktivität des gesamten Gehirns.

Unter experimentellen Bedingungen wurde dies bewiesen Die Bildung eines bedingten Reflexes erfolgt in drei Stufen:

1) Bekanntschaft;

2) die Entwicklung eines bedingten Reflexes nach der Rückzahlung des indikativen Reflexes;

3) Fixierung des entwickelten Bedingungsreflexes.

Die Fixierung erfolgt in zwei Stufen. Zunächst entsteht auch ein konditionierter Reflex auf die Einwirkung ähnlicher Reize durch die Einstrahlung der Erregung. Nach kurzer Zeit nur noch zu einem konditionierten Signal, da es zu einer Konzentration von Erregungsvorgängen im Projektionsbereich in der Großhirnrinde kommt.

3. Hemmung bedingter Reflexe. Das Konzept eines dynamischen Stereotyps

Dieser Prozess basiert auf zwei Mechanismen: unbedingte (externe) und bedingte (interne) Hemmung.

Bedingungslose Hemmung tritt sofort auf, da die konditionierte Reflexaktivität aufhört. Ordnen Sie externes und transzendentales Bremsen zu.

Um die externe Hemmung zu aktivieren, ist die Wirkung eines neuen starken Reizes erforderlich, der in der Lage ist, einen dominanten Erregungsfokus in der Großhirnrinde zu erzeugen. Dadurch wird die Arbeit aller Nervenzentren gehemmt und die vorübergehende Nervenverbindung funktioniert nicht mehr. Diese Art der Hemmung bewirkt ein schnelles Umschalten auf ein wichtigeres biologisches Signal.

Die transmarginale Hemmung spielt eine schützende Rolle und schützt Neuronen vor Übererregung, da sie die Bildung von Verbindungen unter Einwirkung eines überstarken Reizes verhindert.

Für das Auftreten einer bedingten Hemmung ist das Vorliegen besonderer Bedingungen (z. B. das Fehlen einer Signalverstärkung) erforderlich. Es gibt vier Arten des Bremsens:

1) Verblassen (beseitigt unnötige Reflexe aufgrund fehlender Verstärkung);

2) Trimmen (führt zum Sortieren naher Stimuli);

3) verzögert (tritt mit einer Verlängerung der Wirkungsdauer zwischen zwei Signalen auf, führt dazu, dass unnötige Reflexe beseitigt werden, bildet die Grundlage für die Beurteilung des Gleichgewichts und des Gleichgewichts der Erregungs- und Hemmungsprozesse im Zentralnervensystem);

4) konditionierter Inhibitor (manifestiert sich nur unter Einwirkung eines zusätzlichen Reizes von mäßiger Stärke, der einen neuen Erregungsfokus verursacht und den Rest hemmt, ist die Grundlage für die Prozesse von Training und Bildung).

Die Hemmung befreit den Körper von unnötigen Reflexverbindungen und erschwert die Beziehung des Menschen zur Umwelt zusätzlich.

dynamischer Stereotyp - entwickeltes und fixiertes System von Reflexverbindungen. Es besteht aus einer externen und einer internen Komponente. Dem Äußeren wird eine bestimmte Abfolge von bedingten und unbedingten Signalen (Licht, Glocke, Essen) zugrunde gelegt. Die Grundlage für das Innere ist das Auftreten von Erregungsherden in der Hirnrinde der Gehirnhälften (Okzipital-, Schläfen-, Frontallappen usw.), die diesem Effekt angemessen sind. Aufgrund des Vorhandenseins eines dynamischen Stereotyps verlaufen die Erregungs- und Hemmungsprozesse leichter, das Zentralnervensystem ist besser darauf vorbereitet, andere Reflexaktionen durchzuführen.

4. Das Konzept der Typen des Nervensystems

Die Art des Nervensystems hängt direkt von der Intensität der Hemmungs- und Erregungsprozesse und den für ihre Produktion erforderlichen Bedingungen ab. Art des Nervensystems ist eine Reihe von Prozessen, die in der Großhirnrinde ablaufen. Sie hängt von der genetischen Veranlagung ab und kann im Laufe des Lebens leicht variieren. Die Haupteigenschaften des Nervenprozesses sind Gleichgewicht, Beweglichkeit und Kraft.

Das Gleichgewicht ist durch die gleiche Intensität der Erregungs- und Hemmungsvorgänge im Zentralnervensystem gekennzeichnet.

Die Mobilität wird durch die Rate bestimmt, mit der ein Prozess durch einen anderen ersetzt wird. Wenn der Prozess schnell abläuft, ist das Nervensystem mobil, wenn nicht, dann ist das System inaktiv.

Stärke hängt von der Fähigkeit ab, sowohl auf starke als auch auf superstarke Reize angemessen zu reagieren. Bei Erregung ist das Nervensystem stark, bei Hemmung schwach.

Basierend auf der Intensität dieser Prozesse identifizierte I. P. Pavlov vier Arten des Nervensystems, von denen er zwei aufgrund schwacher Nervenprozesse als extrem und zwei als zentral bezeichnete.

Um jeden Typ zu charakterisieren, schlug I. P. Pavlov vor, seine eigene Klassifikation zusammen mit der Klassifikation von Hippokrates zu verwenden. Nach diesen Daten Menschen mit Ich tippe Nervensystem (melancholisch) sind feige, weinerlich, legen großen Wert auf jede Kleinigkeit, achten verstärkt auf Schwierigkeiten, haben dadurch oft schlechte Laune und Misstrauen. Dies ist eine hemmende Art des Nervensystems, schwarze Galle überwiegt im Körper. Für Einzelpersonen Typ II Charakteristisch sind aggressives und emotionales Verhalten, schnelle Stimmungsschwankungen von Wut zu Gnade und Ehrgeiz. Sie werden von starken und unausgeglichenen Prozessen dominiert, laut Hippokrates - cholerisch. Zuversichtliche Menschen vom Typ III sind selbstbewusste Führungspersönlichkeiten, sie sind energisch und unternehmungslustig. Ihre Nervenprozesse sind stark, beweglich und ausgeglichen. Phlegmatisch - IV Typ - ziemlich ruhig und selbstbewusst, mit stark ausgeglichenen und beweglichen Nervenprozessen.

Beim Menschen ist es nicht einfach, die Art des Nervensystems zu bestimmen, da das Verhältnis von Großhirnrinde und subkortikalen Formationen, der Entwicklungsgrad von Signalsystemen und das Intelligenzniveau eine wichtige Rolle spielen.

Es ist bewiesen, dass die Leistung einer Person nicht von der Art des Nervensystems, sondern von der Umgebung und sozialen Faktoren maßgeblich beeinflusst wird, da im Prozess der Ausbildung und Erziehung zuerst moralische Prinzipien erworben werden. Bei Tieren spielt die biologische Umgebung eine große Rolle. Tiere desselben Wurfes, die in unterschiedliche Lebensbedingungen gebracht werden, haben also unterschiedliche Typen. Der genetisch bedingte Typ des Nervensystems ist somit die Grundlage für die Ausbildung individueller Merkmale des Phänotyps im Laufe des Lebens.

5. Das Konzept der Signalisierungssysteme. Stadien der Bildung von Signalsystemen

Signalsystem - eine Reihe bedingter Reflexverbindungen zwischen dem Körper und der Umwelt, die anschließend als Grundlage für die Bildung einer höheren Nervenaktivität dienen. Anhand des Entstehungszeitpunkts werden das erste und das zweite Signalsystem unterschieden. Das erste Signalsystem ist ein Komplex von Reflexen auf einen bestimmten Reiz, beispielsweise auf Licht, Ton usw. Es wird durch bestimmte Rezeptoren ausgeführt, die die Realität in bestimmten Bildern wahrnehmen. In diesem Signalsystem spielen neben dem zerebralen Teil des Sprachmotoranalysators auch Sinnesorgane eine wichtige Rolle, die Erregungen an die Großhirnrinde weiterleiten. Das zweite Signalsystem wird auf der Grundlage des ersten gebildet und ist eine konditionierte Reflexaktivität als Reaktion auf einen verbalen Reiz. Es funktioniert über die Sprachmotorik sowie die auditiven und visuellen Analysatoren. Sein Reiz ist das Wort, es führt also zum abstrakten Denken. Der sprachmotorische Teil der Großhirnrinde fungiert als morphologisches Substrat. Das zweite Signalsystem weist eine hohe Strahlungsrate auf und zeichnet sich durch das schnelle Auftreten von Erregungs- und Hemmprozessen aus.

Das Signalsystem beeinflusst auch die Art des Nervensystems.

Arten des Nervensystems:

1) mittlerer Typ (es gibt den gleichen Schweregrad);

2) künstlerisch (das erste Signalsystem herrscht vor);

3) Denken (das zweite Signalsystem wird entwickelt);

4) künstlerisch und geistig (beide Signalsysteme werden gleichzeitig ausgedrückt).

Für die Bildung von Signalsystemen sind vier Stufen notwendig:

1) das Stadium, in dem eine unmittelbare Reaktion auf einen unmittelbaren Reiz auftritt, während des ersten Lebensmonats auftritt;

2) das Stadium, in dem in der zweiten Lebenshälfte eine direkte Reaktion auf einen verbalen Reiz auftritt;

3) das Stadium, in dem sich zu Beginn des zweiten Lebensjahres eine verbale Reaktion auf einen unmittelbaren Reiz entwickelt;

4) das Stadium, in dem es eine verbale Reaktion auf einen verbalen Stimulus gibt, das Kind versteht Sprache und gibt eine Antwort.

Um Signalisierungssysteme zu entwickeln, benötigen Sie:

1) die Fähigkeit, konditionierte Reflexe auf einen Reizkomplex zu entwickeln;

2) die Möglichkeit, konditionierte Reflexe zu entwickeln;

3) das Vorhandensein einer Differenzierung von Reizen;

4) die Fähigkeit, Reflexbögen zu verallgemeinern.

Somit sind Signalsysteme die Grundlage für eine höhere Nervenaktivität.

VORTRAG Nr. 12. Physiologie des Herzens

1. Komponenten des Kreislaufsystems. Kreisläufe des Blutkreislaufs

Das Kreislaufsystem besteht aus vier Komponenten: dem Herzen, den Blutgefäßen, den Blutspeicherorganen und den Regulierungsmechanismen.

Das Kreislaufsystem ist ein Bestandteil des Herz-Kreislauf-Systems, zu dem neben dem Kreislaufsystem auch das Lymphsystem gehört. Aufgrund seiner Anwesenheit wird eine ständige kontinuierliche Bewegung des Blutes durch die Gefäße gewährleistet, die von einer Reihe von Faktoren beeinflusst wird:

1) die Arbeit des Herzens als Pumpe;

2) Druckunterschied im Herz-Kreislauf-System;

3) Isolierung;

4) Klappenapparat des Herzens und der Venen, der den Rückfluss des Blutes verhindert;

5) die Elastizität der Gefäßwand, insbesondere großer Arterien, aufgrund derer der pulsierende Blutausstoß aus dem Herzen in einen kontinuierlichen Strom umgewandelt wird;

6) negativer intrapleuraler Druck (saugt Blut und erleichtert seinen venösen Rückfluss zum Herzen);

7) Schwere des Blutes;

8) Muskelaktivität (die Kontraktion der Skelettmuskulatur sorgt für das Drücken des Blutes, während die Frequenz und Tiefe der Atmung zunehmen, was zu einer Verringerung des Drucks in der Pleurahöhle, einer Erhöhung der Aktivität der Propriorezeptoren führt und eine Erregung in der verursacht zentralen Nervensystems und eine Zunahme der Stärke und Häufigkeit von Herzkontraktionen).

Im menschlichen Körper zirkuliert Blut durch zwei Blutkreisläufe - groß und klein, die zusammen mit dem Herzen ein geschlossenes System bilden.

Kleiner Kreislauf wurde erstmals 1553 von M. Servet beschrieben. Sie beginnt im rechten Ventrikel und setzt sich in den Lungenstamm fort, geht in die Lunge über, wo der Gasaustausch stattfindet, dann gelangt Blut durch die Lungenvenen in den linken Vorhof. Das Blut wird mit Sauerstoff angereichert. Aus dem linken Vorhof gelangt mit Sauerstoff gesättigtes arterielles Blut in den linken Ventrikel, von wo aus es beginnt großer Kreis. Es wurde 1685 von W. Harvey eröffnet. Sauerstoffhaltiges Blut wird durch die Aorta durch kleinere Gefäße zu Geweben und Organen geleitet, wo ein Gasaustausch stattfindet. Dadurch fließt venöses Blut mit geringem Sauerstoffgehalt durch das System der Hohlvenen (obere und untere), die in den rechten Vorhof münden.

Eine Besonderheit ist die Tatsache, dass sich in einem großen Kreislauf arterielles Blut durch die Arterien und venöses Blut durch die Venen bewegt. In einem kleinen Kreislauf hingegen fließt venöses Blut durch die Arterien und arterielles Blut durch die Venen.

2. Morphofunktionelle Merkmale des Herzens

Das Herz ist ein vierkammeriges Organ, das aus zwei Vorhöfen, zwei Ventrikeln und zwei Vorhofanhängseln besteht. Mit der Kontraktion der Vorhöfe beginnt die Arbeit des Herzens. Das Gewicht des Herzens eines Erwachsenen beträgt 0,04 % des Körpergewichts. Seine Wand besteht aus drei Schichten – Endokard, Myokard und Epikard. Das Endokard besteht aus Bindegewebe und sorgt für eine nicht benetzende Wand des Organs, was die Hämodynamik erleichtert. Das Myokard besteht aus quergestreiften Muskelfasern, deren größte Dicke im Bereich des linken Ventrikels und die kleinste im Vorhof liegt. Das Epikard ist eine viszerale Schicht des serösen Herzbeutels, unter der sich Blutgefäße und Nervenfasern befinden. Außerhalb des Herzens befindet sich das Perikard – der Herzbeutel. Es besteht aus zwei Schichten – serös und faserig. Die seröse Schicht besteht aus viszeralen und parietalen Schichten. Die Parietalschicht verbindet sich mit der Faserschicht und bildet den Perikardsack. Zwischen Epikard und Parietalschicht befindet sich ein Hohlraum, der normalerweise mit seröser Flüssigkeit gefüllt sein sollte, um die Reibung zu verringern. Funktionen des Herzbeutels:

1) Schutz vor mechanischen Einflüssen;

2) Vermeidung von Überdehnung;

3) die Grundlage für große Blutgefäße.

Das Herz wird durch eine vertikale Trennwand in die rechte und linke Hälfte geteilt, die bei einem Erwachsenen normalerweise nicht miteinander kommunizieren. Das horizontale Septum besteht aus faserigen Fasern und teilt das Herz in Vorhof und Ventrikel, die durch die Atrioventrikularplatte verbunden sind. Es gibt zwei Arten von Herzklappen: Eck- und Halbmondklappen. Die Klappe ist ein Duplikat des Endokards, in dessen Schichten sich Bindegewebe, Muskelelemente, Blutgefäße und Nervenfasern befinden.

Die Segelklappen befinden sich zwischen Vorhof und Ventrikel, mit drei Segelklappen in der linken Hälfte und zwei in der rechten Hälfte. Die Semilunarklappen befinden sich an der Stelle, an der die Blutgefäße – die Aorta und der Lungenstamm – aus den Ventrikeln austreten. Sie sind mit Taschen ausgestattet, die sich schließen, wenn sie mit Blut gefüllt sind. Die Funktion der Ventile ist passiv und wird durch die Druckdifferenz beeinflusst.

Der Zyklus der Herzaktivität besteht aus Systole und Diastole. Systole - eine Kontraktion, die im Vorhof 0,1–0,16 s und im Ventrikel 0,3–0,36 s dauert. Die atriale Systole ist schwächer als die ventrikuläre Systole. Diastole - Entspannung, in den Vorhöfen dauert es 0,7-0,76 s, in den Ventrikeln - 0,47-0,56 s. Die Dauer des Herzzyklus beträgt 0,8–0,86 s und hängt von der Häufigkeit der Kontraktionen ab. Die Zeit, in der Vorhöfe und Herzkammern ruhen, wird als allgemeine Pause der Herztätigkeit bezeichnet. Die Dauer beträgt ca. 0,4 s. Während dieser Zeit ruht das Herz und seine Kammern sind teilweise mit Blut gefüllt. Systole und Diastole sind komplexe Phasen und bestehen aus mehreren Perioden. In der Systole werden zwei Perioden unterschieden – Anspannung und Blutausstoß, darunter:

1) Phase der asynchronen Kontraktion - 0,05 s;

2) die Phase der isometrischen Kontraktion - 0,03 s;

3) die Phase des schnellen Blutausstoßes - 0,12 s;

4) Phase des langsamen Ausstoßens von Blut - 0,13 s.

Die Diastole dauert etwa 0,47 s und besteht aus drei Perioden:

1) protodiastolisch - 0,04 s;

2) isometrisch - 0,08 s;

3) die Füllperiode, in der es eine Phase des schnellen Blutausstoßes gibt – 0,08 s, eine Phase des langsamen Blutausstoßes – 0,17 s, Präsystolezeit – Füllung der Ventrikel mit Blut – 0,1 s.

Die Dauer des Herzzyklus wird durch Herzfrequenz, Alter und Geschlecht beeinflusst.

3. Myokardphysiologie. Das Erregungsleitungssystem des Myokards. Eigenschaften des atypischen Myokards

Das Myokard wird durch quergestreiftes Muskelgewebe dargestellt, das aus einzelnen Zellen – Kardiomyozyten – besteht, die durch Nexus miteinander verbunden sind und die Myokardmuskelfaser bilden. Somit weist es keine anatomische Integrität auf, sondern fungiert als Synzytium. Dies ist auf das Vorhandensein von Nexus zurückzuführen, die eine schnelle Erregungsleitung von einer Zelle zur anderen gewährleisten. Aufgrund ihrer Funktionsmerkmale werden zwei Arten von Muskeln unterschieden: arbeitendes Myokard und atypische Muskeln.

Das Arbeitsmyokard wird von Muskelfasern mit einer gut entwickelten gestreiften Streifung gebildet. Das Arbeitsmyokard hat eine Reihe physiologischer Eigenschaften:

1) Erregbarkeit;

2) Leitfähigkeit;

3) geringe Labilität;

4) Kontraktilität;

5) Feuerfestigkeit.

Erregbarkeit ist die Fähigkeit eines quergestreiften Muskels, auf Nervenimpulse zu reagieren. Es ist kleiner als das der quergestreiften Skelettmuskulatur. Die Zellen des Arbeitsmyokards haben ein großes Membranpotential und reagieren daher nur auf starke Reizung.

Aufgrund der geringen Erregungsleitungsgeschwindigkeit wird eine abwechselnde Kontraktion der Vorhöfe und Ventrikel bereitgestellt.

Die Refraktärzeit ist ziemlich lang und hängt mit der Wirkungsdauer zusammen. Das Herz kann sich als einzelne Muskelkontraktion (aufgrund einer langen Refraktärzeit) und nach dem „Alles-oder-Nichts“-Gesetz zusammenziehen.

Atypische Muskelfasern haben milde Kontraktionseigenschaften und ein ziemlich hohes Maß an Stoffwechselprozessen. Dies ist auf das Vorhandensein von Mitochondrien zurückzuführen, die eine Funktion erfüllen, die der Funktion des Nervengewebes nahe kommt, d. h. sie sorgen für die Erzeugung und Weiterleitung von Nervenimpulsen. Atypisches Myokard bildet das Erregungsleitungssystem des Herzens. Physiologische Eigenschaften des atypischen Myokards:

1) Die Erregbarkeit ist geringer als die der Skelettmuskulatur, aber höher als die der kontraktilen Myokardzellen, daher erfolgt hier die Erzeugung von Nervenimpulsen;

2) die Leitfähigkeit ist geringer als die der Skelettmuskulatur, aber höher als die des kontraktilen Myokards;

3) die Refraktärzeit ist ziemlich lang und ist mit dem Auftreten eines Aktionspotentials und Calciumionen verbunden;

4) geringe Labilität;

5) geringe Fähigkeit zur Kontraktilität;

6) Automatisierung (die Fähigkeit von Zellen, selbstständig einen Nervenimpuls zu erzeugen).

Atypische Muskeln bilden Knoten und Bündel im Herzen, die kombiniert werden Leitungssystem. Es enthält:

1) Sinusknoten oder Kis-Fleck (befindet sich an der hinteren rechten Wand, an der Grenze zwischen der oberen und unteren Hohlvene);

2) atrioventrikulärer Knoten (liegt im unteren Teil des interatrialen Septums unter dem Endokard des rechten Vorhofs, sendet Impulse an die Ventrikel);

3) His-Bündel (geht durch das Vorhofseptum und setzt sich im Ventrikel in Form von zwei Beinen fort – rechts und links);

4) Purkinje-Fasern (sie sind Äste der Beine des His-Bündels, die ihre Äste an Kardiomyozyten abgeben).

Es gibt auch zusätzliche Strukturen:

1) Kent-Bündel (beginnen an den atrialen Trakten und verlaufen entlang der Seitenkante des Herzens, verbinden die Vorhöfe und Ventrikel und umgehen die atrioventrikulären Bahnen);

2) Maygail-Bündel (befindet sich unterhalb des atrioventrikulären Knotens und überträgt Informationen an die Ventrikel unter Umgehung der His-Bündel).

Diese zusätzlichen Bahnen sorgen für die Übertragung von Impulsen, wenn der atrioventrikuläre Knoten ausgeschaltet ist, d. h. sie verursachen unnötige Informationen in der Pathologie und können eine außergewöhnliche Kontraktion des Herzens – Extrasystole – verursachen.

Aufgrund des Vorhandenseins von zwei Gewebetypen weist das Herz zwei physiologische Hauptmerkmale auf – eine lange Refraktärzeit und Automatismus.

4. Automatisches Herz

Automatisierung - Dies ist die Fähigkeit des Herzens, sich unter dem Einfluss von Impulsen zusammenzuziehen, die in ihm selbst entstehen. Es wurde festgestellt, dass Nervenimpulse in atypischen Myokardzellen erzeugt werden können. Beim Gesunden geschieht dies im Bereich des Sinusknotens, da sich diese Zellen in Struktur und Eigenschaften von anderen Strukturen unterscheiden. Sie sind spindelförmig, in Gruppen angeordnet und von einer gemeinsamen Basalmembran umgeben. Diese Zellen werden Schrittmacher erster Ordnung oder Schrittmacher genannt. Es handelt sich um Stoffwechselprozesse mit hoher Geschwindigkeit, sodass die Metaboliten keine Zeit haben, ausgeführt zu werden, und sich in der interzellulären Flüssigkeit ansammeln. Weitere charakteristische Eigenschaften sind der niedrige Wert des Membranpotentials und die hohe Permeabilität für Na- und Ca-Ionen. Es wurde eine eher geringe Aktivität der Natrium-Kalium-Pumpe festgestellt, was auf die unterschiedliche Konzentration von Na und K zurückzuführen ist.

Die Automatik findet in der Diastole statt und äußert sich in der Bewegung von Na-Ionen in die Zelle. In diesem Fall sinkt der Wert des Membranpotentials und tendiert zu einem kritischen Depolarisationsniveau – es kommt zu einer langsamen spontanen diastolischen Depolarisation, begleitet von einer Abnahme der Membranladung. Während der Phase der schnellen Depolarisation öffnen sich Kanäle für Na- und Ca-Ionen und diese beginnen mit ihrer Bewegung in die Zelle. Dadurch sinkt die Membranladung auf Null und wechselt ins Gegenteil, bis sie +20-30 mV erreicht. Die Bewegung von Na findet statt, bis in den Na-Ionen ein elektrochemisches Gleichgewicht erreicht ist, dann beginnt die Plateauphase. Während der Plateauphase dringen weiterhin Ca-Ionen in die Zelle ein. Zu diesem Zeitpunkt ist das Herzgewebe nicht erregbar. Bei Erreichen des elektrochemischen Gleichgewichts der Ca-Ionen endet die Plateauphase und es beginnt eine Periode der Repolarisation – die Rückkehr der Membranladung auf das ursprüngliche Niveau.

Das Aktionspotential des Sinusknotens hat eine kleinere Amplitude und beträgt ± 70-90 mV, und das übliche Potential beträgt ± 120-130 mV.

Normalerweise entstehen im Sinusknoten aufgrund der Anwesenheit von Zellen - Schrittmachern erster Ordnung - Potentiale. Aber auch andere Teile des Herzens können unter bestimmten Bedingungen einen Nervenimpuls erzeugen. Dies tritt auf, wenn der Sinusknoten ausgeschaltet und eine zusätzliche Stimulation eingeschaltet wird.

Beim Abschalten des Sinusknotens wird im Atrioventrikularknoten – dem Schrittmacher zweiter Ordnung – die Erzeugung von Nervenimpulsen mit einer Frequenz von 50-60 Mal pro Minute beobachtet. Bei einer Störung des Atrioventrikularknotens mit zusätzlicher Reizung kommt es zu einer Erregung der Zellen des His-Bündels mit einer Frequenz von 30-40 Mal pro Minute – ein Schrittmacher dritter Ordnung.

automatischer Farbverlauf - Dies ist eine Abnahme der Fähigkeit zur Automatisierung, wenn Sie sich vom Sinusknoten entfernen.

5. Energieversorgung des Myokards

Damit das Herz als Pumpe arbeiten kann, wird eine ausreichende Energiemenge benötigt. Der Energiebereitstellungsprozess besteht aus drei Phasen:

1) Bildung;

2) Transport;

3) Verbrauch.

Energie wird in Mitochondrien in Form von Adenosintriphosphat (ATP) während einer aeroben Reaktion während der Oxidation von Fettsäuren (hauptsächlich Öl- und Palmitinsäure) erzeugt. Dabei werden 140 ATP-Moleküle gebildet. Die Energiebereitstellung kann auch durch die Oxidation von Glukose erfolgen. Dies ist aber energetisch ungünstiger, da beim Abbau von 1 Glucosemolekül 30-35 ATP-Moleküle entstehen. Wenn die Blutversorgung des Herzens gestört ist, werden aerobe Prozesse aufgrund des Sauerstoffmangels unmöglich und anaerobe Reaktionen werden aktiviert. In diesem Fall kommen 1 ATP-Moleküle von 2 Glukosemolekül. Dies führt zu Herzversagen.

Die resultierende Energie wird von den Mitochondrien durch die Myofibrillen transportiert und hat eine Reihe von Merkmalen:

1) wird in Form von Kreatin-Phosphotransferase durchgeführt;

2) Für seinen Transport ist die Anwesenheit von zwei Enzymen notwendig –

ATP-ADP-Transferasen und Kreatin-Phosphokinase

ATP wird durch aktiven Transport unter Beteiligung des Enzyms ATP-ADP-Transferase an die äußere Oberfläche der Mitochondrienmembran übertragen und über das aktive Zentrum der Kreatinphosphokinase und Mg-Ionen unter Bildung von ADP und Kreatinphosphat an Kreatin abgegeben . ADP dringt in das aktive Zentrum der Translokase ein und wird in die Mitochondrien gepumpt, wo es einer Rephosphorylierung unterzogen wird. Kreatinphosphat wird mit dem Strom des Zytoplasmas zu Muskelproteinen geleitet. Außerdem enthält es das Enzym Creatin-Phosphooxidase, das für die Bildung von ATP und Creatin sorgt. Kreatin mit dem Strom des Zytoplasmas nähert sich der Mitochondrienmembran und stimuliert den Prozess der ATP-Synthese.

Dadurch werden 70 % der erzeugten Energie für Muskelkontraktion und -entspannung aufgewendet, 15 % für die Kalziumpumpe, 10 % für die Natrium-Kalium-Pumpe und 5 % für synthetische Reaktionen.

6. Koronarer Blutfluss, seine Merkmale

Für die vollwertige Arbeit des Myokards ist eine ausreichende Sauerstoffversorgung notwendig, die von den Koronararterien bereitgestellt wird. Sie beginnen an der Basis des Aortenbogens. Die rechte Koronararterie versorgt den größten Teil des rechten Ventrikels, das interventrikuläre Septum, die hintere Wand des linken Ventrikels und die restlichen Abteilungen werden von der linken Koronararterie versorgt. Die Koronararterien befinden sich in der Furche zwischen Vorhof und Herzkammer und bilden zahlreiche Äste. Die Arterien werden von Koronarvenen begleitet, die in den venösen Sinus münden.

Merkmale des koronaren Blutflusses:

1) hohe Intensität;

2) die Fähigkeit, Sauerstoff aus dem Blut zu extrahieren;

3) das Vorhandensein einer großen Anzahl von Anastomosen;

4) hoher Tonus glatter Muskelzellen während der Kontraktion;

5) eine erhebliche Menge an Blutdruck.

Im Ruhezustand verbraucht jede 100 g Herzmasse 60 ml Blut. Beim Übergang in einen aktiven Zustand nimmt die Intensität des koronaren Blutflusses zu (bei trainierten Personen steigt sie auf 500 ml pro 100 g und bei untrainierten Personen auf bis zu 240 ml pro 100 g).

In Ruhe und bei Aktivität entzieht das Myokard dem Blut bis zu 70-75% Sauerstoff, und mit zunehmendem Sauerstoffbedarf steigt die Fähigkeit, ihn zu extrahieren, nicht an. Der Bedarf wird gedeckt, indem die Intensität des Blutflusses erhöht wird.

Aufgrund des Vorhandenseins von Anastomosen sind Arterien und Venen unter Umgehung der Kapillaren miteinander verbunden. Die Anzahl der zusätzlichen Gefäße hängt von zwei Gründen ab: der Fitness der Person und dem Ischämiefaktor (Mangel an Blutversorgung).

Der koronare Blutfluss ist durch einen relativ hohen Blutdruck gekennzeichnet. Dies liegt daran, dass die Herzkranzgefäße von der Aorta ausgehen. Die Bedeutung liegt darin, dass Bedingungen für einen besseren Übergang von Sauerstoff und Nährstoffen in den Zellzwischenraum geschaffen werden.

Während der Systole gelangen bis zu 15% des Blutes in das Herz und während der Diastole bis zu 85%. Dies liegt daran, dass während der Systole kontrahierende Muskelfasern die Koronararterien komprimieren. Dadurch kommt es zu einem portionierten Blutausstoß aus dem Herzen, der sich in der Höhe des Blutdrucks widerspiegelt.

Die Regulierung des koronaren Blutflusses erfolgt über drei Mechanismen - lokal, nervös, humoral.

Die Autoregulation kann auf zwei Arten erfolgen – metabolisch und myogen. Die metabolische Regulationsmethode ist mit einer Veränderung des Lumens der Herzkranzgefäße durch stoffwechselbedingt gebildete Stoffe verbunden. Die Erweiterung der Herzkranzgefäße erfolgt unter dem Einfluss mehrerer Faktoren:

1) Sauerstoffmangel führt zu einer Erhöhung der Intensität des Blutflusses;

2) ein Überschuss an Kohlendioxid verursacht einen beschleunigten Abfluss von Metaboliten;

3) Adenosyl fördert die Erweiterung der Koronararterien und erhöht die Durchblutung.

Bei einem Überschuss an Pyruvat und Laktat tritt eine schwache vasokonstriktorische Wirkung auf.

Myogene Wirkung von Ostroumov-Beilis besteht darin, dass glatte Muskelzellen beginnen, sich zusammenzuziehen, um sich zu dehnen, wenn der Blutdruck steigt, und sich entspannen, wenn er fällt. Dadurch ändert sich die Blutflussgeschwindigkeit bei starken Blutdruckschwankungen nicht.

Die nervöse Regulation des koronaren Blutflusses erfolgt hauptsächlich durch die sympathische Teilung des autonomen Nervensystems und wird mit einer Erhöhung der Intensität des koronaren Blutflusses aktiviert. Dies liegt an folgenden Mechanismen:

1) 2-adrenerge Rezeptoren überwiegen in den Koronargefäßen, die bei Wechselwirkung mit Noradrenalin den Tonus der glatten Muskelzellen senken und das Lumen der Gefäße erhöhen;

2) Wenn das sympathische Nervensystem aktiviert ist, steigt der Gehalt an Metaboliten im Blut, was zur Erweiterung der Herzkranzgefäße führt, wodurch eine verbesserte Blutversorgung des Herzens mit Sauerstoff und Nährstoffen beobachtet wird.

Die humorale Regulation ähnelt der Regulation aller Arten von Gefäßen.

7. Reflexeinflüsse auf die Aktivität des Herzens

Für die beidseitige Verbindung des Herzens mit dem Zentralnervensystem sind die sogenannten Herzreflexe verantwortlich. Derzeit werden drei Reflexeinflüsse unterschieden – intrinsische, assoziierte und unspezifische.

Eigene Herzreflexe entstehen durch Erregung der Rezeptoren im Herzen und in den Blutgefäßen, also in den eigenen Rezeptoren des Herz-Kreislauf-Systems. Sie liegen in Form von Clustern vor – reflexogenen oder rezeptiven Feldern des Herz-Kreislauf-Systems. Im Bereich der reflexogenen Zonen gibt es Mechano- und Chemorezeptoren. Mechanorezeptoren reagieren auf Druckänderungen in den Gefäßen, auf Dehnungen und auf Änderungen des Flüssigkeitsvolumens. Chemorezeptoren reagieren auf Veränderungen in der Blutchemie. Unter normalen Bedingungen zeichnen sich diese Rezeptoren durch eine konstante elektrische Aktivität aus. Wenn sich also der Druck oder die chemische Zusammensetzung des Blutes ändert, ändert sich auch der Impuls dieser Rezeptoren. Es gibt sechs Arten von intrinsischen Reflexen:

1) Bainbridge-Reflex;

2) Einfluss aus dem Bereich der Halsschlagadern;

3) Einfluss aus dem Bereich des Aortenbogens;

4) Einfluss von den Koronargefäßen;

5) die Wirkung von den Lungenbehältern;

6) Einfluss von Perikardrezeptoren.

Reflexeinflüsse aus der Umgebung Halsschlagadern - ampullenförmige Verlängerungen der A. carotis interna an der Bifurkation der A. carotis communis. Mit zunehmendem Druck nehmen die Impulse von diesen Rezeptoren zu, Impulse werden entlang der Fasern des IV-Hirnnervenpaars übertragen und die Aktivität des IX-Hirnnervenpaars nimmt zu. Infolgedessen tritt eine Bestrahlung der Erregung auf, die entlang der Fasern der Vagusnerven zum Herzen übertragen wird, was zu einer Abnahme der Stärke und Frequenz der Herzkontraktionen führt.

Bei einer Druckabnahme im Bereich der Halsschlagadern nehmen die Impulse im Zentralnervensystem ab, die Aktivität des IV-Paares der Hirnnerven nimmt ab und es wird eine Abnahme der Aktivität der Kerne des X-Paares der Hirnnerven beobachtet . Der vorherrschende Einfluss der sympathischen Nerven tritt auf, was zu einer Erhöhung der Stärke und Häufigkeit von Herzkontraktionen führt.

Der Wert von Reflexeinflüssen aus dem Bereich der Halsschlagadern liegt darin, die Selbstregulation der Herztätigkeit sicherzustellen.

Mit zunehmendem Druck führen Reflexeinflüsse des Aortenbogens zu einer Zunahme der Impulse entlang der Fasern der Vagusnerven, was zu einer Zunahme der Aktivität der Kerne und einer Abnahme der Stärke und Häufigkeit von Herzkontraktionen und führt und umgekehrt.

Bei Druckerhöhung führen Reflexeinflüsse aus den Herzkranzgefäßen zu einer Hemmung des Herzens. In diesem Fall werden Druckabfall, Atemtiefe und eine Änderung der Gaszusammensetzung des Blutes beobachtet.

Wenn Rezeptoren aus den Lungengefäßen überlastet sind, wird eine Hemmung der Herzarbeit beobachtet.

Wenn das Perikard durch Chemikalien gedehnt oder gereizt wird, wird eine Hemmung der Herzaktivität beobachtet.

Somit regulieren ihre eigenen Herzreflexe selbst die Höhe des Blutdrucks und die Arbeit des Herzens.

Konjugierte Herzreflexe umfassen Reflexeinflüsse von Rezeptoren, die nicht direkt mit der Aktivität des Herzens zusammenhängen. Dies sind beispielsweise Rezeptoren der inneren Organe, des Augapfels, Temperatur- und Schmerzrezeptoren der Haut usw. Ihre Bedeutung liegt darin, die Anpassung der Herzarbeit an sich ändernde Bedingungen der äußeren und inneren Umgebung sicherzustellen. Außerdem bereiten sie das Herz-Kreislauf-System auf die bevorstehende Überlastung vor.

Unspezifische Reflexe fehlen normalerweise, können aber während des Experiments beobachtet werden.

So sorgen Reflexeinflüsse für eine körpergerechte Regulation der Herztätigkeit.

8. Nervöse Regulation der Herztätigkeit

Die Nervenregulation ist durch eine Reihe von Merkmalen gekennzeichnet.

1. Das Nervensystem hat eine startende und korrigierende Wirkung auf die Arbeit des Herzens und sorgt für eine Anpassung an die Bedürfnisse des Körpers.

2. Das Nervensystem reguliert die Intensität von Stoffwechselprozessen.

Das Herz wird durch Fasern des Zentralnervensystems – extrakardiale Mechanismen – und durch seine eigenen Fasern – intrakardial – innerviert. Die intrakardialen Regulationsmechanismen basieren auf dem methsympathischen Nervensystem, das alle notwendigen intrakardialen Formationen für die Entstehung eines Reflexbogens und die Umsetzung der lokalen Regulation enthält. Eine wichtige Rolle spielen auch die Fasern des parasympathischen und sympathischen Teils des autonomen Nervensystems, die für die afferente und efferente Innervation sorgen. Efferente parasympathische Fasern werden durch die Vagusnerven repräsentiert, die Körper der ersten präganglionären Neuronen, die sich am Boden der Rautengrube der Medulla oblongata befinden. Ihre Prozesse enden intramural und die Körper der II. postganglionären Neuronen befinden sich im Herzsystem. Die Vagusnerven versorgen die Formationen des Reizleitungssystems mit Innervation: der rechte – der Sinusknoten, der linke – der atrioventrikuläre Knoten. Die Zentren des sympathischen Nervensystems liegen in den Seitenhörnern des Rückenmarks auf Höhe der IV. Brustsegmente. Es innerviert das ventrikuläre Myokard, das Vorhofmyokard und das Reizleitungssystem.

Wenn das sympathische Nervensystem aktiviert wird, ändern sich Stärke und Frequenz der Herzkontraktionen.

Die Zentren der Kerne, die das Herz innervieren, befinden sich in einem Zustand konstanter mäßiger Erregung, wodurch Nervenimpulse am Herzen ankommen. Der Tonus der sympathischen und parasympathischen Abteilungen ist nicht gleich. Bei einem Erwachsenen überwiegt der Tonus der Vagusnerven. Es wird durch Impulse unterstützt, die vom Zentralnervensystem von Rezeptoren kommen, die in das Gefäßsystem eingebettet sind. Sie liegen in Form von Nervenclustern reflexogener Zonen vor:

1) im Bereich der Halsschlagader;

2) im Bereich des Aortenbogens;

3) im Bereich der Herzkranzgefäße.

Beim Durchtrennen der Nerven, die von den Halsschlagadern zum Zentralnervensystem kommen, nimmt der Tonus der Kerne ab, die das Herz innervieren.

Der Vagus und der Sympathikus sind Antagonisten und haben fünf Arten von Einfluss auf die Arbeit des Herzens:

1) chronotrop;

2) bathmotrop;

3) dromotrop;

4) inotrop;

5) tonotrop.

Parasympathische Nerven haben eine negative Wirkung in alle fünf Richtungen, während sympathische Nerven den gegenteiligen Effekt haben.

Die afferenten Nerven des Herzens übertragen Impulse vom Zentralnervensystem an die Enden der Vagusnerven – primäre sensorische Chemorezeptoren, die auf Veränderungen des Blutdrucks reagieren. Sie befinden sich im Myokard der Vorhöfe und des linken Ventrikels. Mit steigendem Druck nimmt die Aktivität der Rezeptoren zu und die Erregung wird auf die Medulla oblongata übertragen, die Arbeit des Herzens verändert sich reflexartig. Allerdings finden sich im Herzen freie Nervenendigungen, die subendokardiale Plexus bilden. Sie steuern die Prozesse der Gewebeatmung. Von diesen Rezeptoren wandern Impulse zu den Neuronen des Rückenmarks und verursachen bei Ischämie Schmerzen.

Die afferente Innervation des Herzens erfolgt also hauptsächlich durch die Fasern der Vagusnerven, die das Herz mit dem Zentralnervensystem verbinden.

9. Humorale Regulation der Herztätigkeit

Faktoren der humoralen Regulation werden in zwei Gruppen eingeteilt:

1) Substanzen mit systemischer Wirkung;

2) Substanzen der lokalen Aktion.

К systemische Substanzen gehören Elektrolyte und Hormone. Elektrolyte (Ca-Ionen) haben einen ausgeprägten Einfluss auf die Herzarbeit (positiv inotroper Effekt). Bei einem Ca-Überschuss kann es zum Zeitpunkt der Systole zum Herzstillstand kommen, da keine vollständige Entspannung stattfindet. Na-Ionen können eine mäßig anregende Wirkung auf die Herztätigkeit haben. Mit zunehmender Konzentration wird eine positive bathmotrope und dromotrope Wirkung beobachtet. K-Ionen in hohen Konzentrationen haben aufgrund von Hyperpolarisation eine hemmende Wirkung auf die Arbeit des Herzens. Eine leichte Erhöhung des K-Gehalts regt jedoch die koronare Durchblutung an. Es wurde nun festgestellt, dass bei einer Erhöhung des K-Spiegels im Vergleich zu Ca eine Abnahme der Herzarbeit auftritt und umgekehrt.

Das Hormon Adrenalin erhöht die Stärke und Frequenz der Herzkontraktionen, verbessert die koronare Durchblutung und steigert die Stoffwechselvorgänge im Myokard.

Thyroxin (Schilddrüsenhormon) verbessert die Arbeit des Herzens, regt Stoffwechselprozesse an und erhöht die Empfindlichkeit des Myokards gegenüber Adrenalin.

Mineralocorticoide (Aldosteron) stimulieren die Na-Reabsorption und die K-Ausscheidung aus dem Körper.

Glukagon erhöht den Blutzuckerspiegel, indem es Glykogen abbaut, was zu einer positiv inotropen Wirkung führt.

Sexualhormone in Bezug auf die Aktivität des Herzens sind Synergisten und verstärken die Arbeit des Herzens.

Substanzen der lokalen Aktion wirken dort, wo sie produziert werden. Dazu gehören Mediatoren. Beispielsweise hat Acetylcholin fünf Arten negativer Auswirkungen auf die Herztätigkeit, und Noradrenalin hat den gegenteiligen Effekt. Gewebshormone (Kinine) sind Substanzen mit hoher biologischer Aktivität, die jedoch schnell zerstört werden und daher lokal wirken. Dazu gehören Bradykinin, Kalidin und mäßig stimulierende Blutgefäße. In hohen Konzentrationen können sie jedoch zu einer Verschlechterung der Herzfunktion führen. Prostaglandine können je nach Art und Konzentration unterschiedliche Wirkungen haben. Bei Stoffwechselprozessen gebildete Metaboliten verbessern die Durchblutung.

So sorgt die humorale Regulation für eine längere Anpassung der Herztätigkeit an die Bedürfnisse des Körpers.

10. Gefäßtonus und seine Regulierung

Der Gefäßtonus kann je nach Ursprung myogen und nervös sein.

Ein myogener Tonus entsteht, wenn einige Zellen der glatten Gefäßmuskulatur beginnen, spontan einen Nervenimpuls zu erzeugen. Die resultierende Erregung breitet sich auf andere Zellen aus und es kommt zu einer Kontraktion. Der Tonus wird durch den Basalmechanismus aufrechterhalten. Verschiedene Gefäße haben einen unterschiedlichen Grundtonus: Der maximale Tonus wird in den Herzkranzgefäßen, der Skelettmuskulatur und den Nieren beobachtet, der minimale Tonus wird in der Haut und der Schleimhaut beobachtet. Seine Bedeutung liegt darin, dass Gefäße mit einem hohen Basaltonus auf starke Reizung mit Entspannung reagieren, Gefäße mit niedrigem Grundtonus dagegen mit Kontraktion.

Der Nervenmechanismus erfolgt in glatten Gefäßmuskelzellen unter dem Einfluss von Impulsen des Zentralnervensystems. Dadurch kommt es zu einem noch stärkeren Anstieg des Basaltonus. Dieser Gesamtton ist ein Ruheton, mit einer Impulsfrequenz von 1-3 pro Sekunde.

Somit befindet sich die Gefäßwand in einem Zustand mäßiger Spannung – Gefäßtonus.

Derzeit gibt es drei Mechanismen zur Regulierung des Gefäßtonus - lokal, nervös, humoral.

Autoregulierung sorgt für eine Tonusänderung unter dem Einfluss lokaler Erregung. Dieser Mechanismus ist mit Entspannung verbunden und manifestiert sich durch die Entspannung glatter Muskelzellen. Es gibt eine myogene und metabolische Autoregulation.

Die myogene Regulation ist mit einer Veränderung des Zustands der glatten Muskulatur verbunden - dies ist der Ostroumov-Beilis-Effekt, der darauf abzielt, das dem Organ zugeführte Blutvolumen konstant zu halten.

Die Stoffwechselregulation bewirkt eine Veränderung des Tonus glatter Muskelzellen unter dem Einfluss von Substanzen, die für Stoffwechselprozesse und Metaboliten notwendig sind. Es wird hauptsächlich durch gefäßerweiternde Faktoren verursacht:

1) Sauerstoffmangel;

2) eine Erhöhung des Kohlendioxidgehalts;

3) ein Überschuss an K, ATP, Adenin, cATP.

Am ausgeprägtesten ist die Stoffwechselregulation in den Herzkranzgefäßen, der Skelettmuskulatur, der Lunge und dem Gehirn. So sind die Mechanismen der Autoregulation so stark ausgeprägt, dass sie in den Gefäßen mancher Organe der einengenden Wirkung des ZNS maximalen Widerstand entgegensetzen.

Nervenregulation Es wird unter dem Einfluss des autonomen Nervensystems durchgeführt, das als Vasokonstriktor und Vasodilatator wirkt. Sympathische Nerven verursachen einen vasokonstriktorischen Effekt bei jenen, bei denen β vorherrscht₁-adrenerge Rezeptoren. Dies sind die Blutgefäße der Haut, Schleimhäute, Magen-Darm-Trakt. Impulse entlang der Vasokonstriktornerven werden sowohl im Ruhezustand (1-3 pro Sekunde) als auch im Aktivitätszustand (10-15 pro Sekunde) empfangen.

Vasodilatierende Nerven können unterschiedlichen Ursprungs sein:

1) parasympathische Natur;

2) sympathische Natur;

3) Axonreflex.

Der Parasympathikus innerviert die Gefäße der Zunge, der Speicheldrüsen, der Pia mater und der äußeren Geschlechtsorgane. Der Mediator Acetylcholin interagiert mit den M-cholinergen Rezeptoren der Gefäßwand, was zu einer Erweiterung führt.

Die sympathische Abteilung ist durch die Innervation der Herzkranzgefäße, Gefäße des Gehirns, der Lunge und der Skelettmuskulatur gekennzeichnet. Dies liegt an der Tatsache, dass adrenerge Nervenenden mit β-adrenergen Rezeptoren interagieren und eine Vasodilatation verursachen.

Der Axonreflex tritt auf, wenn Hautrezeptoren innerhalb des Axons einer Nervenzelle gereizt werden, was zu einer Erweiterung des Lumens des Gefäßes in diesem Bereich führt.

Die nervöse Regulation erfolgt also durch die sympathische Abteilung, die sowohl erweiternd als auch verengend wirken kann. Der Parasympathikus hat eine direkte erweiternde Wirkung.

Humorale Regulation durchgeführt durch Substanzen mit lokaler und systemischer Wirkung.

Zu den lokalen Substanzen gehören Ca-Ionen, die eine verengende Wirkung haben und am Auftreten eines Aktionspotentials, Kalziumbrücken, im Prozess der Muskelkontraktion beteiligt sind. K-Ionen bewirken auch eine Vasodilatation und führen in großen Mengen zu einer Hyperpolarisation der Zellmembran. Überschüssige Na-Ionen können einen Anstieg des Blutdrucks und Wassereinlagerungen im Körper verursachen, wodurch sich die Höhe der Hormonsekretion verändert.

Hormone haben folgende Wirkung:

1) Vasopressin erhöht den Tonus glatter Muskelzellen von Arterien und Arteriolen, was zu deren Verengung führt;

2) Adrenalin kann erweiternd und verengend wirken;

3) Aldosteron hält Na im Körper zurück, beeinflusst die Gefäße und erhöht die Empfindlichkeit der Gefäßwand gegenüber der Wirkung von Angiotensin;

4) Thyroxin stimuliert Stoffwechselprozesse in glatten Muskelzellen, was zu einer Verengung führt;

5) Renin wird von Zellen des juxtaglomerulären Apparats produziert und tritt in den Blutkreislauf ein, wobei es auf das Angiotensinogen-Protein einwirkt, das in Angiotensin II umgewandelt wird, was zu einer Vasokonstriktion führt;

6) Atriopeptide haben eine expandierende Wirkung.

Metaboliten (z. B. Kohlendioxid, Brenztraubensäure, Milchsäure, H-Ionen) wirken als Chemorezeptoren im kardiovaskulären System und erhöhen die Rate der Impulsübertragung im ZNS, was zu einer Reflexeinschnürung führt.

Substanzen mit lokaler Wirkung erzeugen eine Vielzahl von Wirkungen:

1) Mediatoren des sympathischen Nervensystems wirken hauptsächlich kontrahierend und der Parasympathikus hat eine erweiternde Wirkung;

2) biologisch aktive Substanzen: Histamin hat eine expandierende Wirkung und Serotonin hat eine kontrahierende Wirkung;

3) Kinine (Bradykinin und Kalidin) bewirken eine expandierende Wirkung;

4) Prostaglandine erweitern hauptsächlich das Lumen;

5) Endotheliale Relaxationsenzyme (eine von Endotheliozyten gebildete Stoffgruppe) haben eine ausgeprägte lokale Verengungswirkung.

Somit wird der Gefäßtonus durch lokale, nervöse und humorale Mechanismen beeinflusst.

11. Funktionelles System, das den Blutdruck konstant hält

Funktionelles System, das den Blutdruck konstant hält, - eine vorübergehende Gruppe von Organen und Geweben, die gebildet wird, wenn die Indikatoren abweichen, um sie wieder normal zu machen. Das Funktionssystem besteht aus vier Gliedern:

1) nützliches adaptives Ergebnis;

2) zentrale Verbindung;

3) Führungsebene;

4) Rückmeldung.

Nützliches adaptives Ergebnis - der normale Blutdruckwert, mit einer Änderung, bei der der Impuls von den Mechanorezeptoren im Zentralnervensystem zunimmt, was zu einer Erregung führt.

Zentraler Link repräsentiert durch das vasomotorische Zentrum. Wenn seine Neuronen erregt werden, konvergieren die Impulse und konvergieren in einer Gruppe von Neuronen – dem Akzeptor des Aktionsergebnisses. In diesen Zellen entsteht ein Standard für das Endergebnis, dann wird ein Programm entwickelt, um dieses zu erreichen.

Executive-Link umfasst innere Organe:

1) Herz;

2) Gefäße;

3) Ausscheidungsorgane;

4) Organe der Hämatopoese und Blutzerstörung;

5) Hinterlegungsstellen;

6) das Atmungssystem (wenn sich der negative intrapleurale Druck ändert, ändert sich der venöse Blutrückfluss zum Herzen);

7) endokrine Drüsen, die Adrenalin, Vasopressin, Renin, Aldosteron absondern;

8) Skelettmuskeln, die die motorische Aktivität verändern.

Als Ergebnis der Aktivität der Exekutivverbindung wird der Blutdruck wiederhergestellt. Ein sekundärer Impulsstrom kommt von den Mechanorezeptoren des Herz-Kreislauf-Systems und übermittelt Informationen über Blutdruckänderungen an die zentrale Verbindung. Diese Impulse gehen zu den Neuronen des Akzeptors des Ergebnisses der Aktion, wo das erhaltene Ergebnis mit dem Standard verglichen wird.

Wenn also das gewünschte Ergebnis erreicht ist, zerfällt das Funktionssystem.

Derzeit ist bekannt, dass die zentralen und ausführenden Mechanismen eines funktionalen Systems daher nicht gleichzeitig eingeschaltet werden bis zum Zeitpunkt der Aufnahme zuordnen:

1) kurzfristiger Mechanismus;

2) Zwischenmechanismus;

3) langer Mechanismus.

Kurzwirksame Mechanismen schnell einschalten, aber die Wirkungsdauer beträgt einige Minuten, maximal 1 Stunde Dazu gehören Reflexänderungen in der Arbeit des Herzens und des Tonus der Blutgefäße, dh der Nervenmechanismus schaltet sich zuerst ein.

Zwischenmechanismus beginnt allmählich über mehrere Stunden zu wirken. Dieser Mechanismus umfasst:

1) Änderung des transkapillaren Austauschs;

2) Abnahme des Filtrationsdrucks;

3) Stimulierung des Reabsorptionsprozesses;

4) Entspannung angespannter Gefäßmuskeln nach einer Erhöhung ihres Tonus.

Lang wirkende Mechanismen größere Veränderungen in der Funktion verschiedener Organe und Systeme verursachen (z. B. Veränderungen der Nierenfunktion aufgrund von Veränderungen der ausgeschiedenen Urinmenge). Dadurch wird der Blutdruck wiederhergestellt. Das Hormon Aldosteron hält Na zurück, was die Wasserrückresorption fördert und die Empfindlichkeit der glatten Muskulatur gegenüber vasokonstriktorischen Faktoren, vor allem gegenüber dem Renin-Angiotensin-System, erhöht.

Wenn also der Blutdruckwert von der Norm abweicht, werden verschiedene Organe und Gewebe kombiniert, um die Indikatoren wiederherzustellen. In diesem Fall werden drei Barrierenreihen gebildet:

1) Abnahme der Gefäßregulation und Herzfunktion;

2) Abnahme des Volumens des zirkulierenden Blutes;

3) Änderungen des Proteingehalts und der gebildeten Elemente.

12. Histohämatische Barriere und ihre physiologische Rolle

Histohämatische Barriere ist die Barriere zwischen Blut und Gewebe. Sie wurden erstmals 1929 von sowjetischen Physiologen entdeckt. Das morphologische Substrat der histohämatischen Barriere ist die Kapillarwand, die besteht aus:

1) Fibrinfilm;

2) Endothel auf der Basalmembran;

3) eine Perizytenschicht;

4) Adventitia.

Im Körper erfüllen sie zwei Funktionen - schützend und regulierend.

Schutzfunktion verbunden mit dem Schutz des Gewebes vor eindringenden Substanzen (Fremdzellen, Antikörper, körpereigene Substanzen etc.).

Regulierungsfunktion ist es, eine konstante Zusammensetzung und Eigenschaften der inneren Umgebung des Körpers, die Leitung und Übertragung von Molekülen der humoralen Regulation, die Entfernung von Stoffwechselprodukten aus Zellen sicherzustellen.

Die histohämatische Barriere kann zwischen Gewebe und Blut und zwischen Blut und Flüssigkeit liegen.

Der Hauptfaktor, der die Durchlässigkeit der histohämatischen Barriere beeinflusst, ist die Durchlässigkeit. Permeabilität - die Fähigkeit der Zellmembran der Gefäßwand, verschiedene Substanzen zu passieren. Es hängt davon ab:

1) morphofunktionelle Merkmale;

2) Aktivitäten von Enzymsystemen;

3) Mechanismen der nervösen und humoralen Regulation.

Blutplasma enthält Enzyme, die die Durchlässigkeit der Gefäßwand verändern können. Normalerweise ist ihre Aktivität gering, aber bei Pathologie oder unter dem Einfluss von Faktoren nimmt die Aktivität von Enzymen zu, was zu einer erhöhten Permeabilität führt. Diese Enzyme sind Hyaluronidase und Plasmin. Die Nervenregulation erfolgt nach dem nicht-synaptischen Prinzip, da der Botenstoff mit dem Flüssigkeitsfluss in die Wände der Kapillaren gelangt. Der sympathische Teil des autonomen Nervensystems verringert die Durchlässigkeit, der parasympathische Teil erhöht sie.

Die humorale Regulierung erfolgt durch Substanzen, die in zwei Gruppen eingeteilt werden - Erhöhung der Durchlässigkeit und Verringerung der Durchlässigkeit.

Steigend wirken der Mediator Acetylcholin, Kinine, Prostaglandine, Histamin, Serotonin und Metabolite, die den pH-Wert ins Saure verschieben.

Heparin, Noradrenalin, Ca-Ionen können senkend wirken.

Histohämatische Barrieren sind die Grundlage für die Mechanismen des transkapillären Austauschs.

Daher beeinflussen die Struktur der Gefäßwand der Kapillaren sowie physiologische und physikochemische Faktoren die Arbeit histohämatischer Barrieren stark.

VORTRAG Nr. 13. Physiologie der Atmung. Mechanismen der äußeren Atmung

1. Wesen und Bedeutung der Atemvorgänge

Das Atmen ist der älteste Prozess, durch den die Gaszusammensetzung der inneren Umgebung des Körpers regeneriert wird. Dadurch werden Organe und Gewebe mit Sauerstoff versorgt und geben Kohlendioxid ab. Die Atmung wird bei oxidativen Prozessen genutzt, bei denen Energie erzeugt wird, die für Wachstum, Entwicklung und Lebenstätigkeit aufgewendet wird. Der Atmungsprozess besteht aus drei Hauptteilen: äußere Atmung, Gastransport durch Blut und innere Atmung.

Äußere Atmung stellt den Gasaustausch zwischen dem Körper und der äußeren Umgebung dar. Es erfolgt durch zwei Prozesse – Lungenatmung und Atmung durch die Haut.

Bei der Lungenatmung handelt es sich um den Austausch von Gasen zwischen Alveolarluft und der Umgebung sowie zwischen Alveolarluft und Kapillaren. Beim Gasaustausch mit der Außenumgebung dringt Luft ein, die 21 % Sauerstoff und 0,03–0,04 % Kohlendioxid enthält, und die ausgeatmete Luft enthält 16 % Sauerstoff und 4 % Kohlendioxid. Sauerstoff strömt aus der atmosphärischen Luft in die Alveolarluft, in der entgegengesetzten Richtung wird Kohlendioxid freigesetzt. Beim Austausch mit den Kapillaren des Lungenkreislaufs in der Alveolarluft beträgt der Sauerstoffdruck 102 mmHg. Art. und Kohlendioxid - 40 mm Hg. Kunst. Art., venöser Blutsauerstoffdruck - 40 mm Hg. Kunst. Art. und Kohlendioxid - 50 mm Hg. Kunst. Kunst. Durch die äußere Atmung fließt arterielles Blut aus der Lunge, das reich an Sauerstoff und arm an Kohlendioxid ist.

Gastransport durch Blut hauptsächlich in Form von Komplexen durchgeführt:

1) Sauerstoff geht mit Hämoglobin eine Verbindung ein, 1 g Hämoglobin bindet 1,345 ml Gas;

2) 15–20 ml Sauerstoff werden in Form physikalischer Auflösung transportiert;

3) Kohlendioxid wird in Form von Na- und K-Bikarbonaten transportiert, wobei sich K-Bikarbonat in Erythrozyten befindet und Na-Bikarbonat im Blutplasma;

4) Kohlendioxid wird zusammen mit dem Hämoglobinmolekül transportiert.

innere Atmung besteht aus dem Austausch von Gasen zwischen den Kapillaren des Körperkreislaufs und dem Gewebe und der interstitiellen Atmung. Dadurch wird Sauerstoff für oxidative Prozesse genutzt.

2. Gerät zur äußeren Beatmung. Der Wert der Komponenten

Beim Menschen wird die äußere Atmung mit Hilfe eines speziellen Geräts durchgeführt, dessen Hauptfunktion der Austausch von Gasen zwischen dem Körper und der äußeren Umgebung ist.

Das Atmungsgerät besteht aus drei Komponenten - den Atemwegen, der Lunge, der Brust und den Muskeln.

Atemwege Verbinden Sie die Lunge mit der Umwelt. Sie beginnen in den Nasengängen und setzen sich dann in Kehlkopf, Luftröhre und Bronchien fort. Aufgrund des Vorhandenseins einer Knorpelbasis und periodischer Veränderungen im Tonus der glatten Muskelzellen ist das Lumen der Atemwege immer offen. Seine Abnahme erfolgt unter dem Einfluss des Parasympathikus und seine Ausdehnung unter dem Einfluss des Sympathikus. Die Atemwege verfügen über ein gut verzweigtes Blutversorgungssystem, wodurch die Luft erwärmt und befeuchtet wird. Das Epithel der Atemwege ist mit Flimmerhärchen ausgekleidet, die Staubpartikel und Mikroorganismen einfangen. Die Schleimhaut enthält eine Vielzahl von Drüsen, die Sekrete produzieren. Pro Tag werden ca. 20-80 ml Sekret (Schleim) produziert. Der Schleim enthält Lymphozyten und humorale Faktoren (Lysozym, Interferon, Lactoferrin, Proteasen), Immunglobuline A, die eine Schutzfunktion ausüben. Der Atemtrakt enthält eine große Anzahl von Rezeptoren, die starke reflexogene Zonen bilden. Dies sind Mechanorezeptoren, Chemorezeptoren und Geschmacksrezeptoren. Somit sorgt der Atemtrakt für eine ständige Interaktion des Körpers mit der Umwelt und reguliert die Menge und Zusammensetzung der ein- und ausgeatmeten Luft.

Lunge Sie bestehen aus Alveolen mit daran befestigten Kapillaren. Die Gesamtfläche ihrer Wechselwirkung beträgt ungefähr 80-90 m². Zwischen dem Lungengewebe und der Kapillare befindet sich eine Luft-Blut-Barriere.

Die Lunge erfüllt viele Funktionen:

1) Kohlendioxid und Wasser in Form von Dämpfen entfernen (Ausscheidungsfunktion);

2) den Wasseraustausch im Körper normalisieren;

3) sind Blutdepots zweiter Ordnung;

4) nehmen am Lipidstoffwechsel im Prozess der Tensidbildung teil;

5) an der Bildung verschiedener Blutgerinnungsfaktoren teilnehmen;

6) sorgen für die Inaktivierung verschiedener Substanzen;

7) nehmen an der Synthese von Hormonen und biologisch aktiven Substanzen teil (Serotonin, vasoaktives intestinales Polypeptid usw.).

Brustkorb bildet zusammen mit den Muskeln einen Beutel für die Lunge. Es gibt eine Gruppe von Inspirations- und Exspirationsmuskeln. Die Inspirationsmuskulatur vergrößert das Zwerchfell, hebt den vorderen Abschnitt der Rippen an, erweitert die anteroposterioren und lateralen Öffnungen und führt zu einer aktiven tiefen Inspiration. Die Ausatemmuskeln verringern das Volumen der Brust und senken die vorderen Rippen, was zum Ausatmen führt.

Atmen ist also ein aktiver Prozess, der nur unter Beteiligung aller am Prozess beteiligten Elemente durchgeführt wird.

3. Inspirations- und Exspirationsmechanismus

Bei einem Erwachsenen beträgt die Atemfrequenz etwa 16-18 Atemzüge pro Minute. Sie hängt von der Intensität der Stoffwechselvorgänge und der Gaszusammensetzung des Blutes ab.

Der Atmungszyklus besteht aus drei Phasen:

1) Einatmungsphasen (dauert etwa 0,9–4,7 s);

2) Exspirationsphasen (Dauer 1,2–6,0 s);

3) Atempause (nicht konstante Komponente).

Die Art der Atmung hängt von den Muskeln ab, daher unterscheiden sie:

1) Brust. Es wird unter Beteiligung der Interkostalmuskeln und Muskeln der 1-3. Atemlücke durchgeführt, beim Einatmen wird eine gute Belüftung des oberen Lungenabschnitts gewährleistet, die typisch für Frauen und Kinder unter 10 Jahren ist;

2) Bauch. Das Einatmen erfolgt aufgrund von Kontraktionen des Zwerchfells, was zu einer Zunahme der vertikalen Größe und dementsprechend zu einer besseren Belüftung des unteren Abschnitts führt, die Männern innewohnt.

3) gemischt. Es wird mit der gleichmäßigen Arbeit aller Atemmuskeln beobachtet, begleitet von einer proportionalen Zunahme der Brust in drei Richtungen, die bei trainierten Personen beobachtet wird.

Im Ruhezustand ist die Atmung ein aktiver Vorgang und besteht aus aktiver Einatmung und passiver Ausatmung.

Aktives Einatmen beginnt unter dem Einfluss von Impulsen, die vom Atemzentrum zu den Inspirationsmuskeln kommen und deren Kontraktion verursachen. Dies führt zu einer Vergrößerung der Brust und dementsprechend der Lunge. Der intrapleurale Druck wird negativer als der atmosphärische Druck und nimmt um 1,5-3 mm Hg ab. Kunst. Durch den Druckunterschied gelangt Luft in die Lunge. Am Ende der Phase gleichen sich die Drücke aus.

Passives Ausatmen tritt nach dem Aufhören der Impulse an die Muskeln auf, sie entspannen sich und die Größe der Brust nimmt ab.

Wenn der Impulsfluss vom Atemzentrum auf die Ausatmungsmuskulatur gerichtet ist, erfolgt eine aktive Ausatmung. In diesem Fall wird der intrapulmonale Druck gleich dem Atmosphärendruck.

Bei einer Erhöhung der Atemfrequenz werden alle Phasen verkürzt.

Der negative intrapleurale Druck ist der Druckunterschied zwischen der parietalen und viszeralen Pleura. Es ist immer unteratmosphärisch. Faktoren, die es bestimmen:

1) ungleichmäßiges Wachstum der Lunge und der Brust;

2) das Vorhandensein eines elastischen Rückstoßes der Lunge.

Die Wachstumsintensität der Brust ist höher als die des Lungengewebes. Dies führt zu einer Vergrößerung des Volumens der Pleurahöhle, und da sie luftdicht ist, wird der Druck negativ.

Elastischer Rückstoß der Lunge - die Kraft, mit der das Gewebe zum Fallen neigt. Es tritt aus zwei Gründen auf:

1) aufgrund der Oberflächenspannung der Flüssigkeit in den Alveolen;

2) aufgrund des Vorhandenseins elastischer Fasern.

Negativer intrapleuraler Druck:

1) führt zur Ausdehnung der Lunge;

2) sorgt für einen venösen Blutrückfluss zur Brust;

3) erleichtert die Bewegung der Lymphe durch die Gefäße;

4) fördert die Lungendurchblutung, da es die Gefäße offen hält.

Das Lungengewebe kollabiert auch bei maximaler Exspiration nicht vollständig. Dies geschieht aufgrund der Anwesenheit Tensid, was die Spannung der Flüssigkeit senkt. Tensid - ein Komplex von Phospholipiden (hauptsächlich Phosphatidylcholin und Glycerin) wird von Alveolozyten vom Typ II unter dem Einfluss des Vagusnervs gebildet.

Dadurch wird in der Pleurahöhle ein Unterdruck erzeugt, aufgrund dessen die Prozesse des Einatmens und Ausatmens durchgeführt werden.

4. Das Konzept eines Atemmusters

Muster - eine Reihe von zeitlichen und volumetrischen Merkmalen des Atemzentrums, wie zum Beispiel:

1) Atemfrequenz;

2) die Dauer des Atmungszyklus;

3) Atemzugvolumen;

4) Minutenvolumen;

5) maximale Belüftung der Lunge, Reservevolumen beim Einatmen und Ausatmen;

6) Vitalkapazität der Lunge.

Die Funktion des externen Beatmungsgeräts kann anhand der Luftmenge beurteilt werden, die während eines Atemzyklus in die Lunge eintritt. Das Luftvolumen, das bei maximaler Einatmung in die Lunge eintritt, bildet die gesamte Lungenkapazität. Es beträgt ca. 4,5-6 Liter und setzt sich aus der Vitalkapazität der Lunge und dem Residualvolumen zusammen.

Vitalkapazität der Lunge - die Luftmenge, die eine Person nach einem tiefen Atemzug ausatmen kann. Es ist einer der Indikatoren für die körperliche Entwicklung des Körpers und gilt als pathologisch, wenn es 70-80% des richtigen Volumens beträgt. Im Laufe des Lebens kann sich dieser Wert ändern. Es hängt von einer Reihe von Gründen ab: Alter, Größe, Körperposition im Raum, Nahrungsaufnahme, körperliche Aktivität, Vorhandensein oder Fehlen einer Schwangerschaft.

Die Vitalkapazität der Lunge besteht aus Atem- und Reservevolumen. Tidalvolumen - Dies ist die Luftmenge, die ein Mensch in einem ruhigen Zustand ein- und ausatmet. Seine Größe beträgt 0,3-0,7 Liter. Es hält den Partialdruck von Sauerstoff und Kohlendioxid in der Alveolarluft auf einem bestimmten Niveau. Das inspiratorische Reservevolumen ist die Luftmenge, die ein Mensch nach einem ruhigen Atemzug zusätzlich einatmen kann. In der Regel sind es 1,5-2,0 Liter. Es charakterisiert die Fähigkeit des Lungengewebes, sich zusätzlich zu dehnen. Das exspiratorische Reservevolumen ist die Luftmenge, die nach einer normalen Ausatmung ausgeatmet werden kann.

Das Residualvolumen ist das konstante Luftvolumen, das auch nach maximaler Ausatmung in der Lunge verbleibt. Es sind etwa 1,0-1,5 Liter.

Ein wichtiges Merkmal des Atemzyklus ist die Frequenz der Atembewegungen pro Minute. Normalerweise sind es 16-20 Bewegungen pro Minute.

Die Dauer des Atemzyklus wird berechnet, indem 60 s durch die Atemfrequenz dividiert werden.

Die Eintritts- und Ablaufzeiten können aus dem Spirogramm bestimmt werden.

Minutenvolumen - die Luftmenge, die beim ruhigen Atmen mit der Umgebung ausgetauscht wird. Sie wird durch das Produkt aus Tidalvolumen und Atemfrequenz bestimmt und beträgt 6-8 Liter.

Maximale Belüftung - die größte Luftmenge, die bei erhöhter Atmung in 1 Minute in die Lunge gelangen kann. Im Durchschnitt beträgt sein Wert 70-150 Liter.

Atemzyklusindikatoren sind wichtige Merkmale, die in der Medizin weit verbreitet sind.

VORTRAG Nr. 14. Physiologie des Atemzentrums

1. Physiologische Eigenschaften des Atemzentrums

Nach modernen Konzepten Atmungszentrum - Dies ist eine Reihe von Neuronen, die eine Veränderung der Ein- und Ausatmungsprozesse und eine Anpassung des Systems an die Bedürfnisse des Körpers bewirken. Es gibt mehrere Regulierungsebenen:

1) Wirbelsäule;

2) Bulbär;

3) suprapontal;

4) kortikal.

Wirbelsäulenebene Es wird durch Motoneuronen der Vorderhörner des Rückenmarks dargestellt, deren Axone die Atemmuskulatur innervieren. Diese Komponente hat keine eigenständige Bedeutung, da sie Impulsen aus den übergeordneten Fachbereichen folgt.

Die Neuronen der Formatio reticularis der Medulla oblongata und der Brücke bilden sich bulbäre Ebene. In der Medulla oblongata werden folgende Arten von Nervenzellen unterschieden:

1) früh inspiratorisch (erregt 0,1–0,2 s vor Beginn der aktiven Inspiration);

2) vollständige Inspiration (wird allmählich aktiviert und sendet während der gesamten Inspirationsphase Impulse);

3) spät inspiratorisch (sie beginnen Erregung zu übertragen, wenn die Wirkung der frühen nachlässt);

4) postinspiratorisch (aufgeregt nach Hemmung der Inspiration);

5) exspiratorisch (bereitstellen den Beginn der aktiven Ausatmung);

6) präinspiratorisch (beginnen Sie vor dem Einatmen, einen Nervenimpuls zu erzeugen).

Die Axone dieser Nervenzellen können zu den Motoneuronen des Rückenmarks gerichtet sein (bulbäre Fasern) oder Teil der dorsalen und ventralen Kerne sein (protobulbäre Fasern).

Die Neuronen der Medulla oblongata, die Teil des Atemzentrums sind, haben zwei Merkmale:

1) haben eine wechselseitige Beziehung;

2) kann spontan Nervenimpulse erzeugen.

Das pneumotoxische Zentrum wird von den Nervenzellen der Brücke gebildet. Sie sind in der Lage, die Aktivität darunterliegender Neuronen zu regulieren und zu einer Veränderung der Ein- und Ausatmungsvorgänge zu führen. Wird die Integrität des Zentralnervensystems im Bereich des Hirnstamms verletzt, sinkt die Atemfrequenz und die Dauer der Inspirationsphase verlängert sich.

Supraponiale Ebene Es wird durch die Strukturen des Kleinhirns und des Mittelhirns repräsentiert, die für die Regulierung der motorischen Aktivität und der autonomen Funktion sorgen.

Kortikale Komponente besteht aus Neuronen der Großhirnrinde, die die Frequenz und Tiefe der Atmung beeinflussen. Grundsätzlich wirken sie sich positiv aus, insbesondere auf die motorischen und orbitalen Zonen. Darüber hinaus weist die Beteiligung der Großhirnrinde auf die Möglichkeit hin, die Atemfrequenz und -tiefe spontan zu ändern.

So übernehmen verschiedene Strukturen der Großhirnrinde die Regulation des Atmungsprozesses, wobei die Bulbarregion eine führende Rolle spielt.

2. Humorale Regulation der Neuronen des Atmungszentrums

Zum ersten Mal wurden humorale Regulationsmechanismen im Experiment von G. Frederick im Jahr 1860 beschrieben und dann von einzelnen Wissenschaftlern untersucht, darunter I. P. Pavlov und I. M. Sechenov.

G. Frederick führte ein Kreuzzirkulationsexperiment durch, bei dem er die Halsschlagadern und Halsvenen zweier Hunde verband. Dadurch erhielt der Kopf von Hund Nr. 1 Blut aus dem Körper von Tier Nr. 2 und umgekehrt. Beim Zusammendrücken der Luftröhre von Hund Nr. 1 sammelte sich Kohlendioxid an, das in den Körper von Tier Nr. 2 eindrang und bei ihm eine Zunahme der Atemfrequenz und -tiefe verursachte – Hyperpnoe. Dieses Blut gelangte in den Kopf von Hund Nr. 1 und verursachte eine Abnahme der Aktivität des Atemzentrums bis zum Atemstillstand (Hypopnoe und Apopnoe). Die Erfahrung zeigt, dass die Gaszusammensetzung des Blutes einen direkten Einfluss auf die Intensität der Atmung hat.

Die anregende Wirkung auf die Neuronen des Atemzentrums wird ausgeübt durch:

1) Abnahme der Sauerstoffkonzentration (Hypoxämie);

2) eine Erhöhung des Kohlendioxidgehalts (Hyperkapnie);

3) eine Erhöhung des Wasserstoffprotonenspiegels (Azidose).

Bremswirkung entsteht durch:

1) Erhöhung der Sauerstoffkonzentration (Hyperoxämie);

2) Senkung des Kohlendioxidgehalts (Hypokapnie);

3) Abnahme des Wasserstoffprotonenspiegels (Alkalose).

Derzeit haben Wissenschaftler fünf Möglichkeiten identifiziert, wie die Blutgaszusammensetzung die Aktivität des Atemzentrums beeinflusst:

1) lokal;

2) humoral;

3) durch periphere Chemorezeptoren;

4) durch zentrale Chemorezeptoren;

5) durch chemosensitive Neuronen der Großhirnrinde.

lokale Aktion tritt als Folge der Ansammlung von Stoffwechselprodukten, hauptsächlich Wasserstoffprotonen, im Blut auf. Dies führt zur Aktivierung der Arbeit von Neuronen.

Humoraler Einfluss tritt mit einer Zunahme der Arbeit der Skelettmuskulatur und der inneren Organe auf. Dadurch werden Kohlendioxid und Wasserstoffprotonen freigesetzt, die über die Blutbahn zu den Neuronen des Atemzentrums strömen und deren Aktivität erhöhen.

Periphere Chemorezeptoren - Dies sind Nervenenden aus den reflexogenen Zonen des Herz-Kreislauf-Systems (Karotissinus, Aortenbogen usw.). Sie reagieren auf Sauerstoffmangel. Als Antwort werden Impulse an das zentrale Nervensystem gesendet, die zu einer Erhöhung der Aktivität der Nervenzellen führen (Bainbridge-Reflex).

Die Formatio reticularis besteht aus zentrale Chemorezeptoren, die sehr empfindlich auf die Ansammlung von Kohlendioxid und Wasserstoffprotonen reagieren. Die Erregung erstreckt sich auf alle Bereiche der Formatio reticularis, einschließlich der Neuronen des Atemzentrums.

Nervenzellen der Großhirnrinde reagieren auch auf Veränderungen in der Gaszusammensetzung des Blutes.

Somit spielt die humorale Verbindung eine wichtige Rolle bei der Regulation der Neuronen des Atemzentrums.

3. Nervöse Regulation der neuronalen Aktivität des Atemzentrums

Die Nervenregulation erfolgt hauptsächlich über Reflexwege. Es gibt zwei Gruppen von Einflüssen – episodische und dauerhafte.

Es gibt drei Arten von Dauerkarten:

1) von peripheren Chemorezeptoren des kardiovaskulären Systems (Heimans-Reflex);

2) von den Propriorezeptoren der Atemmuskulatur;

3) von den Nervenenden der Lungengewebedehnung.

Beim Atmen ziehen sich die Muskeln zusammen und entspannen sich. Impulse von Propriorezeptoren gelangen gleichzeitig zu den motorischen Zentren und Neuronen des Atmungszentrums in das ZNS. Die Muskelarbeit wird reguliert. Kommt es zu einer Atembehinderung, beginnen sich die Atemmuskeln noch stärker zusammenzuziehen. Dadurch wird eine Beziehung zwischen der Arbeit der Skelettmuskulatur und dem Sauerstoffbedarf des Körpers hergestellt.

Reflexeinflüsse von Lungendehnungsrezeptoren wurden erstmals 1868 von E. Hering und I. Breuer entdeckt. Sie fanden heraus, dass Nervenenden in glatten Muskelzellen drei Arten von Reflexen liefern:

1) Inspirationsbremsung;

2) Ausatem-entlastend;

3) Heads paradoxer Effekt.

Während der normalen Atmung treten inspiratorische Bremseffekte auf. Während des Einatmens dehnt sich die Lunge aus und Impulse von Rezeptoren entlang der Fasern der Vagusnerven treten in das Atemzentrum ein. Hier kommt es zu einer Hemmung der Inspirationsneuronen, was zur Beendigung der aktiven Einatmung und zum Beginn der passiven Ausatmung führt. Die Bedeutung dieses Vorgangs besteht darin, den Beginn der Ausatmung sicherzustellen. Bei Überlastung der Vagusnerven bleibt der Wechsel von Ein- und Ausatmung erhalten.

Der Ausatem-Entlastungsreflex ist nur während des Experiments nachweisbar. Wenn Sie beim Ausatmen das Lungengewebe dehnen, verzögert sich der Beginn des nächsten Atemzugs.

Der paradoxe Head-Effekt kann im Laufe des Experiments realisiert werden. Bei maximaler Dehnung der Lunge zum Zeitpunkt der Inspiration wird ein zusätzlicher Atemzug oder Seufzer beobachtet.

Zu den episodischen Reflexeinflüssen gehören:

1) Impulse von Reizrezeptoren der Lunge;

2) Einfluss von juxtaalveolären Rezeptoren;

3) Einfluss von der Schleimhaut der Atemwege;

4) Einflüsse von Hautrezeptoren.

Reizrezeptoren befindet sich in den endothelialen und subendothelialen Schichten der Atemwege. Sie erfüllen gleichzeitig die Funktionen von Mechanorezeptoren und Chemorezeptoren. Mechanorezeptoren haben eine hohe Reizschwelle und werden mit einem signifikanten Kollaps der Lunge angeregt. Solche Stürze treten normalerweise 2-3 Mal pro Stunde auf. Bei einer Abnahme des Volumens des Lungengewebes senden Rezeptoren Impulse an die Neuronen des Atmungszentrums, was zu einem zusätzlichen Atemzug führt. Chemorezeptoren reagieren auf das Auftreten von Staubpartikeln im Schleim. Wenn Reizrezeptoren aktiviert werden, gibt es ein Gefühl von Halsschmerzen und Husten.

Juxtaalveoläre Rezeptoren liegen im Interstitium. Sie reagieren auf das Auftreten von Chemikalien – Serotonin, Histamin, Nikotin – sowie auf Flüssigkeitsveränderungen. Dabei kommt es zu einer besonderen Form der Atemnot aufgrund von Ödemen (Pneumonie).

Bei starker Reizung der Schleimhaut der Atemwege Die Atmung setzt aus und in mittelschweren Fällen treten Schutzreflexe auf. Wenn beispielsweise die Rezeptoren in der Nasenhöhle gereizt sind, kommt es zu Niesen, und wenn die Nervenenden der unteren Atemwege aktiviert werden, kommt es zu Husten.

Die Atemfrequenz wird durch Impulse von Temperaturrezeptoren beeinflusst. So kommt es beispielsweise beim Eintauchen in kaltes Wasser zum Anhalten des Atems.

Bei Aktivierung von Nozeptoren Zuerst kommt es zu einem Atemstillstand und dann zu einer allmählichen Zunahme.

Bei Reizung der in das Gewebe der inneren Organe eingebetteten Nervenenden kommt es zu einer Abnahme der Atembewegungen.

Bei einem Druckanstieg wird eine starke Abnahme der Atemfrequenz und -tiefe beobachtet, was zu einer Abnahme der Saugkapazität der Brust und zur Wiederherstellung des Blutdrucks führt und umgekehrt.

Somit halten die auf das Atemzentrum ausgeübten Reflexeinflüsse die Frequenz und Tiefe der Atmung auf einem konstanten Niveau.

VORTRAG Nr. 15. Physiologie des Blutes

1. Homöostase. biologische Konstanten

Das Konzept der inneren Umgebung des Körpers wurde 1865 von Claude Bernard eingeführt. Es handelt sich um eine Ansammlung von Körperflüssigkeiten, die alle Organe und Gewebe waschen und an Stoffwechselprozessen beteiligt sind. Dazu gehören Blutplasma, Lymphe, interstitielle Flüssigkeit, Synovialflüssigkeit und Liquor cerebrospinalis. Blut wird als universelle Flüssigkeit bezeichnet, da es zur Aufrechterhaltung der normalen Funktion des Körpers alle notwendigen Substanzen enthalten muss, d. h. die innere Umgebung hat Konstanz – Homöostase. Diese Konstanz ist jedoch relativ, da die Aufnahme von Stoffen und die Freisetzung von Metaboliten ständig erfolgt – Homöostase. Bei Abweichungen von der Norm entsteht ein Funktionssystem, das die veränderten Indikatoren wiederherstellt.

Die Homöostase ist durch bestimmte durchschnittliche statistische Indikatoren gekennzeichnet, die in kleinen Grenzen schwanken können und saisonale, geschlechts- und altersbedingte Unterschiede aufweisen.

Daher werden nach der Definition von P. K. Anokhin alle biologischen Konstanten in starre und plastische unterteilt. Starre können innerhalb kleiner Grenzen schwanken, ohne das Leben wesentlich zu stören. Dazu gehören Blut-pH, osmotischer Druck, Konzentration von Na-, R-, Ca-Ionen im Blutplasma. Kunststoff kann ohne Folgen für den Körper stark variieren.

Diese Gruppe umfasst den Blutdruckwert, den Glukosespiegel, Fette, Vitamine usw.

Somit bilden biologische Konstanten den Zustand der physiologischen Norm.

Physiologische Norm - Dies ist das optimale Niveau der Vitalaktivität, bei dem die Anpassung des Organismus an die Existenzbedingungen durch Änderung der Intensität von Stoffwechselvorgängen gewährleistet ist.

2. Das Konzept des Blutsystems, seine Funktionen und Bedeutung. Physikalisch-chemische Eigenschaften des Blutes

Das Konzept des Blutsystems wurde in den 1830er Jahren eingeführt. H. Lang. Blut ist ein physiologisches System, das Folgendes umfasst:

1) peripheres (zirkulierendes und abgelagertes) Blut;

2) hämatopoetische Organe;

3) Organe der Blutzerstörung;

4) Regulierungsmechanismen.

Das Blutsystem hat eine Reihe von Merkmalen:

1) Dynamik, d. h. die Zusammensetzung der peripheren Komponente kann sich ständig ändern;

2) das Fehlen einer unabhängigen Bedeutung, da es alle seine Funktionen in ständiger Bewegung ausführt, dh es funktioniert zusammen mit dem Kreislaufsystem.

Seine Bestandteile werden in verschiedenen Organen gebildet.

Blut erfüllt viele Funktionen im Körper:

1) Transport;

2) respiratorisch;

3) Ernährung;

4) Ausscheidung;

5) Temperaturregelung;

6) schützend.

Blut reguliert auch die Versorgung von Geweben und Organen mit Nährstoffen und hält die Homöostase aufrecht.

Die Transportfunktion besteht in der Übertragung der meisten biologisch aktiven Substanzen mithilfe von Plasmaproteinen (Albumin und Globuline). Die Atmungsfunktion erfolgt in Form des Transports von Sauerstoff und Kohlendioxid. Die Ernährungsfunktion besteht darin, dass Blut Nährstoffe – Proteine, Kohlenhydrate, Lipide – an alle Organe und Gewebe liefert. Aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit, der hohen Wärmeübertragung und der Fähigkeit, sich leicht und schnell von tiefen Organen in oberflächliche Gewebe zu bewegen, reguliert Blut den Grad des Wärmeaustauschs zwischen dem Körper und der Umgebung. Stoffwechselprodukte werden über das Blut zu den Ausscheidungsstellen transportiert. Die Organe der Hämatopoese und Blutzerstörung halten verschiedene Indikatoren auf einem konstanten Niveau, d. h. sie sorgen für Homöostase. Die Schutzfunktion besteht darin, an den Reaktionen des unspezifischen Widerstands des Körpers (angeborene Immunität) und an der erworbenen Immunität, dem Fibrinolysesystem, aufgrund der Anwesenheit von Leukozyten, Blutplättchen und Erythrozyten teilzunehmen.

Blut ist eine Suspension, da es aus im Plasma suspendierten geformten Elementen besteht – Leukozyten, Blutplättchen und Erythrozyten. Das Verhältnis von Plasma zu gebildeten Elementen hängt davon ab, wo sich das Blut befindet. Im zirkulierenden Blut überwiegt Plasma - 50-60%, der Gehalt an gebildeten Elementen - 40-45%. Im deponierten Blut hingegen beträgt der Anteil des Plasmas 40–45 % und der der gebildeten Elemente 50–60 %. Um den Anteil an Plasma und gebildeten Elementen zu bestimmen, wird der Hämatokrit berechnet. Normalerweise beträgt er bei Frauen 42 ± 5 % und bei Männern 47 ± 7 %.

Die physikalisch-chemischen Eigenschaften des Blutes werden durch seine Zusammensetzung bestimmt:

1) Suspendierung;

2) kolloidal;

3) rheologisch;

4) Elektrolyt.

Die Aufhängungseigenschaft ist mit der Fähigkeit geformter Elemente verbunden, in Aufhängung zu sein. Die kolloidale Eigenschaft wird hauptsächlich von Proteinen bereitgestellt, die Wasser zurückhalten können (lyophile Proteine). Die Elektrolyteigenschaft ist mit der Anwesenheit anorganischer Substanzen verbunden. Sein Indikator ist der Wert des osmotischen Drucks. Die rheologische Fähigkeit sorgt für Fließfähigkeit und beeinflusst den peripheren Widerstand.

VORTRAG Nr. 16. Physiologie der Blutbestandteile

1. Blutplasma, seine Zusammensetzung

Plasma ist der flüssige Teil des Blutes und eine Wasser-Salz-Lösung von Proteinen. Besteht aus 90–95 % Wasser und 8–10 % Feststoffen. Die Zusammensetzung des Trockenrückstands umfasst anorganische und organische Stoffe. Organische Proteine ​​umfassen Proteine, stickstoffhaltige Substanzen nichtproteinischer Natur, stickstofffreie organische Komponenten, Enzyme.

Proteine ​​machen 7–8 % des Trockenrückstands aus (das sind 67–75 g/l) und erfüllen eine Reihe von Funktionen. Sie unterscheiden sich in Struktur, Molekulargewicht und Gehalt an verschiedenen Substanzen. Wenn die Proteinkonzentration ansteigt, tritt eine Hyperproteinämie auf, wenn sie abnimmt, tritt eine Hypoproteinämie auf, wenn pathologische Proteine ​​​​auftreten, tritt eine Paraproteinämie auf, und wenn sich ihr Verhältnis ändert, tritt eine Dysproteinämie auf. Normalerweise enthält Plasma Albumin und Globuline. Ihr Verhältnis wird durch den Proteinkoeffizienten bestimmt, der 1,5-2,0 beträgt.

Albumine sind fein verteilte Proteine, deren Molekulargewicht 70-000 D beträgt. Sie enthalten etwa 80-000% im Plasma, was 50-60 g / l entspricht. Im Körper erfüllen sie folgende Funktionen:

1) sind ein Depot von Aminosäuren;

2) bieten die Suspensionseigenschaft von Blut, da sie hydrophile Proteine ​​sind und Wasser zurückhalten;

3) sind aufgrund der Fähigkeit, Wasser im Blutkreislauf zu halten, an der Aufrechterhaltung kolloidaler Eigenschaften beteiligt;

4) Transporthormone, unveresterte Fettsäuren, anorganische Substanzen usw.

Bei Albuminmangel kommt es zu Gewebeödemen (bis zum Tod des Körpers).

Globuline sind grobe Moleküle mit einem Molekulargewicht von mehr als 100 D. Ihre Konzentration reicht von 000-30%, was etwa 35-30 g / l entspricht. Während der Elektrophorese fallen Globuline in verschiedene Typen:

1) ß₁- Globuline;

2) ß₂-Globuline;

3) β-Globuline;

4) γ-Globuline.

Aufgrund dieser Struktur erfüllen Globuline verschiedene Funktionen:

1) schützend;

2) Transport;

3) pathologisch.

Die Schutzfunktion ist mit dem Vorhandensein von Immunglobulinen verbunden – Antikörpern, die Antigene binden können. Sie sind auch Teil der körpereigenen Abwehrsysteme, beispielsweise des Properdin- und Komplementsystems, und sorgen für die unspezifische Widerstandskraft des Körpers. Sie sind aufgrund des Vorhandenseins von Fibrinogen an Blutgerinnungsprozessen beteiligt, das eine Zwischenstellung zwischen β-Globulinen und γ-Globulinen einnimmt, die die Quelle von Fibrinfäden sind. Sie bilden im Körper ein Fibrinolysesystem, dessen Hauptbestandteil Plasminogen ist.

Die Transportfunktion ist mit der Übertragung von Metallen mit Hilfe von Haptoglobin und Ceruloplasmin verbunden. Haptoglobin gehört zu β₂-Globuline und bildet mit Transferrin einen Komplex, der Eisen für den Körper bewahrt. Ceruloplasmin ist ein β₂-Globulin, das Kupfer binden kann.

Pathologische Globuline werden bei Entzündungsreaktionen gebildet, daher werden sie normalerweise nicht nachgewiesen. Dazu gehören Interferon (gebildet durch das Einschleusen von Viren), C-reaktives Protein oder Akute-Phase-Protein (ist ein β-Globulin und kommt bei schweren, chronischen Erkrankungen im Plasma vor).

Somit stellen Proteine ​​die physikalisch-chemischen Eigenschaften des Blutes bereit und üben eine Schutzfunktion aus.

Plasma enthält auch Aminosäuren, Harnstoff, Harnsäure, Kreatinin;

Ihr Gehalt ist gering, daher werden sie als Reststickstoff im Blut bezeichnet. Normalerweise sind es etwa 14,3–28,6 %. Der Reststickstoffgehalt wird durch das Vorhandensein von Proteinen in der Nahrung, die Ausscheidungsfunktion der Nieren und die Intensität des Proteinstoffwechsels aufrechterhalten.

Organische Substanzen im Plasma liegen in Form von Stoffwechselprodukten aus Kohlenhydraten und Lipiden vor. Bestandteile des Kohlenhydratstoffwechsels:

1) Glukose, deren Gehalt normalerweise 4,44-6,66 mmol / l im arteriellen Blut und 3,33-5,55 mmol / l im venösen Blut beträgt und von der Menge an Kohlenhydraten in der Nahrung und dem Zustand des endokrinen Systems abhängt;

2) Milchsäure, deren Gehalt unter kritischen Bedingungen stark ansteigt. Normalerweise beträgt sein Gehalt 1-1,1 mmol / l;

3) Brenztraubensäure (entsteht bei der Verwertung von Kohlenhydraten, enthält normalerweise ca. 80-85 mmol/l). Das Produkt des Fettstoffwechsels ist Cholesterin, das an der Synthese von Hormonen, Gallensäuren und dem Aufbau von Zellmembranen beteiligt ist und eine Energiefunktion erfüllt. In freier Form liegt es in Form von Lipoproteinen vor – einem Komplex aus Proteinen und Lipiden. Es gibt fünf Gruppen:

1) Chylomikronen (beteiligen sich am Transport von Triacylglyceriden exogenen Ursprungs, werden im endoplasmatischen Retikulum von Enterozyten gebildet);

2) Lipoproteine ​​sehr niedriger Dichte (tragen Triacylglyceride endogenen Ursprungs);

3) Lipoproteine ​​niedriger Dichte (liefern Cholesterin an Zellen und Gewebe);

4) Lipoproteine ​​hoher Dichte (bilden Komplexe mit Cholesterin und Phospholipiden).

Bioaktive Substanzen und Enzyme gehören zur Gruppe der Substanzen mit hoher enzymatischer Aktivität, sie machen 0,1 % des Trockenrückstands aus.

Anorganische Stoffe sind Elektrolyte, also Anionen und Kationen. Sie erfüllen eine Reihe von Funktionen:

1) den osmotischen Druck regulieren;

2) Aufrechterhaltung des Blut-pH;

3) an der Erregung der Zellmembran teilnehmen.

Jedes Element hat seine eigenen Funktionen:

1) Jod ist für die Synthese von Schilddrüsenhormonen notwendig;

2) Eisen ist Teil des Hämoglobins;

3) Kupfer katalysiert die Erythropoese.

Der osmotische Druck des Blutes ergibt sich aus der Konzentration osmotisch aktiver Substanzen im Blut, d. h. aus der Druckdifferenz zwischen Elektrolyten und Nichtelektrolyten.

Der osmotische Druck ist eine starre Konstante, sein Wert beträgt 7,3-8,1 atm. Elektrolyte erzeugen bis zu 90–96 % des gesamten osmotischen Drucks, davon sind 60 % Natriumchlorid, da Elektrolyte ein niedriges Molekulargewicht haben und eine hohe Molekularkonzentration erzeugen. Nichtelektrolyte machen 4–10 % des osmotischen Drucks aus und haben ein hohes Molekulargewicht, wodurch eine niedrige osmotische Konzentration entsteht. Dazu gehören Glukose, Lipide und Blutplasmaproteine. Der durch Proteine ​​erzeugte osmotische Druck wird als onkotisch bezeichnet. Mit seiner Hilfe werden die gebildeten Elemente im Blutkreislauf in Schwebe gehalten. Um normale Lebensfunktionen aufrechtzuerhalten, ist es notwendig, dass der osmotische Druck immer im akzeptablen Bereich liegt.

2. Physiologie der Erythrozyten

Erythrozyten sind rote Blutkörperchen, die das Atmungspigment Hämoglobin enthalten. Diese kernlosen Zellen werden im roten Knochenmark gebildet und in der Milz zerstört. Abhängig von ihrer Größe werden sie in Normozyten, Mikrozyten und Makrozyten unterteilt. Ungefähr 85 % aller Zellen haben die Form einer bikonkaven Scheibe oder Linse mit einem Durchmesser von 7,2–7,5 Mikrometern. Diese Struktur ist auf das Vorhandensein des Spectrin-Proteins im Zytoskelett und das optimale Verhältnis von Cholesterin und Lecithin zurückzuführen. Dank dieser Form ist das rote Blutkörperchen in der Lage, Atemgase – Sauerstoff und Kohlendioxid – zu transportieren.

Die wichtigsten Funktionen des Erythrozyten sind:

1) respiratorisch;

2) nahrhaft;

3) enzymatisch;

4) schützend;

5) Puffer.

Hämoglobin ist an immunologischen Reaktionen beteiligt.

Die Atemfunktion ist mit dem Vorhandensein von Hämoglobin und Kaliumbicarbonat verbunden, wodurch der Transport von Atemgasen erfolgt.

Die Ernährungsfunktion ist mit der Fähigkeit der Zellmembran verbunden, Aminosäuren und Lipide zu adsorbieren, die mit dem Blutfluss aus dem Darm zu den Geweben transportiert werden.

Die enzymatische Funktion beruht auf der Anwesenheit von Carboanhydrase, Methämoglobinreduktase, Glutathionreduktase, Peroxidase, echter Cholinesterase usw. auf der Membran.

Die Schutzfunktion wird durch die Ablagerung von mikrobiellen Toxinen und Antikörpern sowie durch das Vorhandensein von Blutgerinnungsfaktoren und Fibrinolyse ausgeübt.

Da rote Blutkörperchen Antigene enthalten, werden sie in immunologischen Reaktionen zum Nachweis von Antikörpern im Blut verwendet.

Erythrozyten sind die zahlreichsten Blutbestandteile. Männer enthalten also normalerweise 4,5-5,5 × 10¹²/l und für Frauen - 3,7-4,7 × 10¹²/l. Die Anzahl der Blutzellen ist jedoch unterschiedlich (ein Anstieg wird als Erythrozytose bezeichnet, ein Rückgang als Erythropenie).

Erythrozyten haben physiologische und physikalisch-chemische Eigenschaften:

1) Plastizität;

2) osmotischer Widerstand;

3) das Vorhandensein kreativer Verbindungen;

4) die Fähigkeit, sich niederzulassen;

5) Aggregation;

6) Zerstörung.

Die Plastizität ist weitgehend auf die Struktur des Zytoskeletts zurückzuführen, bei der das Verhältnis von Phospholipiden und Cholesterin sehr wichtig ist. Dieses Verhältnis wird als lipolytischer Koeffizient ausgedrückt und beträgt normalerweise 0,9. Plastizität der Erythrozyten - die Fähigkeit zur reversiblen Verformung beim Durchgang durch enge Kapillaren und Mikroporen. Mit einer Abnahme der Cholesterinmenge in der Membran wird eine Abnahme der Resistenz der Erythrozyten beobachtet.

Der osmotische Druck in Zellen ist aufgrund der intrazellulären Konzentration von Proteinen etwas höher als im Plasma. Auch die Mineralstoffzusammensetzung beeinflusst den osmotischen Druck (Kalium überwiegt in Erythrozyten und der Gehalt an Na-Ionen ist reduziert). Aufgrund des osmotischen Drucks ist ein normaler Turgor gewährleistet.

Es wurde nun festgestellt, dass Erythrozyten ideale Träger sind, da sie kreative Bindungen haben, verschiedene Substanzen transportieren und interzelluläre Interaktionen durchführen.

Die Fähigkeit zur Ablagerung beruht auf dem spezifischen Gewicht der Zellen, das höher ist als alles Blutplasma. Normalerweise ist es niedrig und mit dem Vorhandensein von Proteinen der Albuminfraktion verbunden, die in der Lage sind, die Hydratationsmembran von Erythrozyten zu erhalten. Globuline sind lyophobe Kolloide, die die Bildung einer Hydrathülle verhindern. Das Verhältnis von Albumin- und Globulin-Blutfraktionen (Eiweißkoeffizient) bestimmt die Blutsenkungsgeschwindigkeit. Normalerweise ist es 1,5-1,7.

Bei einer Abnahme der Blutflussgeschwindigkeit und einer Zunahme der Viskosität wird eine Aggregation beobachtet. Bei schneller Aggregation bilden sich „Münzsäulen“ – falsche Aggregate, die in vollwertige Zellen mit erhaltener Membran und intrazellulärer Struktur zerfallen. Bei längerer Durchblutungsstörung treten echte Aggregate auf, die zur Bildung eines Mikrothrombus führen.

Zerstörung (Zerstörung der roten Blutkörperchen) tritt nach 120 Tagen als Folge der physiologischen Alterung ein. Es zeichnet sich aus durch:

1) eine allmähliche Abnahme des Gehalts an Lipiden und Wasser in der Membran;

2) erhöhte Ausgabe von K- und Na-Ionen;

3) das Vorherrschen von Stoffwechselverschiebungen;

4) Verschlechterung der Fähigkeit, Methämoglobin zu Hämoglobin wiederherzustellen;

5) eine Abnahme des osmotischen Widerstands, was zu einer Hämolyse führt.

Alternde Erythrozyten bleiben aufgrund einer Abnahme der Verformungsfähigkeit in den Millipore-Filtern der Milz stecken, wo sie von Phagozyten absorbiert werden. Etwa 10 % der Zellen werden im Gefäßbett zerstört.

3. Arten von Hämoglobin und seine Bedeutung

Hämoglobin ist eines der wichtigsten respiratorischen Proteine, das an der Übertragung von Sauerstoff von der Lunge zu den Geweben beteiligt ist. Es ist der Hauptbestandteil der roten Blutkörperchen, von denen jedes ungefähr 280 Millionen Hämoglobinmoleküle enthält.

Hämoglobin ist ein komplexes Protein, das zur Klasse der Chromoproteine ​​gehört und aus zwei Komponenten besteht:

1) eisenhaltiges Häm - 4%;

2) Globinprotein - 96 %.

Häm ist eine komplexe Verbindung von Porphyrin mit Eisen. Diese Verbindung ist ziemlich instabil und wandelt sich leicht entweder in Hämatin oder Hämin um. Die Hämstruktur ist für Hämoglobin bei allen Tierarten identisch. Die Unterschiede hängen mit den Eigenschaften der Proteinkomponente zusammen, die durch zwei Paare von Polypeptidketten repräsentiert wird. Es gibt HbA-, HbF- und HbP-Formen von Hämoglobin.

Das Blut eines Erwachsenen enthält bis zu 95-98 % Hämoglobin HbA. Sein Molekül umfasst 2 α- und 2 β-Polypeptidketten. Fötales Hämoglobin wird normalerweise nur bei Neugeborenen gefunden. Neben normalen Hämoglobintypen gibt es auch abnormale, die unter dem Einfluss von Genmutationen auf der Ebene von Struktur- und Regulationsgenen produziert werden.

Im Inneren der roten Blutkörperchen sind die Hämoglobinmoleküle auf unterschiedliche Weise verteilt. In der Nähe der Membran liegen sie senkrecht dazu, was die Wechselwirkung von Hämoglobin mit Sauerstoff verbessert. In der Mitte der Zelle liegen sie chaotischer. Bei Männern beträgt der normale Hämoglobingehalt etwa 130–160 g/l und bei Frauen 120–140 g/l.

Es gibt vier Formen von Hämoglobin:

1) Oxyhämoglobin;

2) Methämoglobin;

3) Carboxyhämoglobin;

4) Myoglobin.

Oxyhämoglobin enthält Eisen(II) und ist in der Lage, Sauerstoff zu binden. Es transportiert Gas zu Geweben und Organen. Unter Einwirkung von Oxidationsmitteln (Peroxiden, Nitriten etc.) geht Eisen von einem zweiwertigen in einen dreiwertigen Zustand über, wodurch Methämoglobin gebildet wird, das nicht reversibel mit Sauerstoff reagiert und dessen Transport gewährleistet. Carboxyhämoglobin geht mit Kohlenmonoxid eine Verbindung ein. Es hat eine hohe Affinität zu Kohlenmonoxid, sodass sich der Komplex langsam zersetzt. Dies verursacht die hohe Toxizität von Kohlenmonoxid. Myoglobin hat eine ähnliche Struktur wie Hämoglobin und kommt in Muskeln vor, insbesondere im Herzen. Es bindet Sauerstoff und bildet ein Depot, das vom Körper genutzt wird, wenn die Sauerstoffkapazität des Blutes abnimmt. Durch Myoglobin wird den arbeitenden Muskeln Sauerstoff zugeführt.

Hämoglobin erfüllt Atmungs- und Pufferfunktionen. 1 Mol Hämoglobin kann 4 Mol Sauerstoff und 1 g - 1,345 ml Gas binden. Blutsauerstoffkapazität - die maximale Sauerstoffmenge, die in 100 ml Blut enthalten sein kann. Beim Ausführen der Atmungsfunktion ändert das Hämoglobinmolekül seine Größe. Das Verhältnis zwischen Hämoglobin und Oxyhämoglobin hängt vom Grad des Partialdrucks im Blut ab. Die Pufferfunktion ist mit der Regulierung des Blut-pH verbunden.

4. Physiologie der Leukozyten

Weiße Blutkörperchen - kernhaltige Blutkörperchen mit einer Größe von 4 bis 20 Mikrometern. Ihre Lebenserwartung ist sehr unterschiedlich und reicht von 4-5 bis 20 Tagen für Granulozyten und bis zu 100 Tagen für Lymphozyten. Die Anzahl der Leukozyten ist bei Männern und Frauen normal und beträgt 4-9 × 10⁹/ l. Der Zellspiegel im Blut ist jedoch nicht konstant und unterliegt tages- und jahreszeitlichen Schwankungen entsprechend der Änderung der Intensität von Stoffwechselvorgängen.

Leukozyten werden in zwei Gruppen eingeteilt: Granulozyten (körnig) und Agranulozyten.

Unter den Granulozyten im peripheren Blut findet man:

1) Neutrophile - 46-76 %;

2) Eosinophile - 1-5 %;

3) Basophile - 0-1%.

In der Gruppe der nichtgranulären Zellen gibt es:

1) Monozyten - 2-10 %;

2) Lymphozyten - 18-40%.

Der Prozentsatz der Leukozyten im peripheren Blut wird als Leukozytenformel bezeichnet, deren Verschiebungen in verschiedene Richtungen auf pathologische Prozesse im Körper hinweisen. Es gibt eine Verschiebung nach rechts – eine Abnahme der Funktion des roten Knochenmarks, begleitet von einer Zunahme der Anzahl alter Formen neutrophiler Leukozyten. Die Verschiebung nach links ist eine Folge erhöhter Funktionen des roten Knochenmarks; die Zahl junger Leukozytenformen im Blut nimmt zu. Normalerweise beträgt das Verhältnis zwischen jungen und alten Leukozytenformen 0,065 und wird als Regenerationsindex bezeichnet. Aufgrund des Vorhandenseins einer Reihe physiologischer Eigenschaften Leukozyten können viele Funktionen erfüllen. Die wichtigsten Eigenschaften sind amöboide Mobilität, Migration (die Fähigkeit, die Wand intakter Gefäße zu durchdringen), Phagozytose.

Leukozyten erfüllen im Körper schützende, destruktive, regenerative und enzymatische Funktionen.

Die Schutzeigenschaft ist mit der bakteriziden und antitoxischen Wirkung von Agranulozyten, der Teilnahme an den Prozessen der Blutgerinnung und Fibrinolyse verbunden.

Die zerstörerische Wirkung besteht in der Phagozytose sterbender Zellen.

Regenerative Aktivität fördert die Wundheilung.

Die enzymatische Rolle ist mit dem Vorhandensein einer Reihe von Enzymen verbunden.

Immunität - die Fähigkeit des Körpers, sich vor genetisch fremden Substanzen und Körpern zu schützen. Je nach Herkunft kann es erblich oder erworben sein. Es basiert auf der Produktion von Antikörpern gegen die Wirkung von Antigenen. Es gibt zelluläre und humorale Komponenten der Immunität. Die zelluläre Immunität wird durch die Aktivität von T-Lymphozyten und die humorale Immunität durch B-Lymphozyten bereitgestellt.

5. Physiologie der Blutplättchen

Thrombozyten - nicht-nukleäre Blutkörperchen mit einem Durchmesser von 1,5 bis 3,5 Mikrometer. Sie haben eine abgeflachte Form und ihre Anzahl bei Männern und Frauen ist gleich und beträgt 180-320 × 10⁹/ l. Diese Zellen werden im roten Knochenmark durch Abschnürung von Megakaryozyten gebildet.

Das Blutplättchen enthält zwei Zonen: das Granula (das Zentrum, in dem sich Glykogen, Blutgerinnungsfaktoren usw. befinden) und das Hyalomer (der periphere Teil, bestehend aus dem endoplasmatischen Retikulum und Ca-Ionen).

Die Membran besteht aus einer Doppelschicht und ist reich an Rezeptoren. Rezeptoren nach Funktion werden in spezifische und integrierte unterteilt. Bestimmte können mit verschiedenen Substanzen interagieren, wodurch Mechanismen ausgelöst werden, die der Wirkung von Hormonen ähneln. Integriert sorgen für eine Wechselwirkung zwischen Blutplättchen und Endotheliozyten.

Blutplättchen zeichnen sich durch folgende Eigenschaften aus:

1) amöboide Mobilität;

2) schnelle Zerstörbarkeit;

3) die Fähigkeit zur Phagozytose;

4) die Fähigkeit zu haften;

5) die Fähigkeit zur Aggregation.

Thrombozyten erfüllen trophische und dynamische Funktionen, regulieren den Gefäßtonus und nehmen an Blutgerinnungsprozessen teil.

Die trophische Funktion besteht darin, die Gefäßwand mit Nährstoffen zu versorgen, wodurch die Gefäße elastischer werden.

Die Regulierung des Gefäßtonus wird durch das Vorhandensein einer biologischen Substanz erreicht – Serotonin, die Kontraktionen glatter Muskelzellen verursacht. Tramboxan A2 (Arachidonsäure-Derivat) sorgt durch die Reduzierung des Gefäßtonus für das Einsetzen einer vasokonstriktorischen Wirkung.

Die Blutplättchen nehmen aufgrund des Gehalts an Blutplättchenfaktoren in den Granula, die entweder in Blutplättchen gebildet oder im Blutplasma adsorbiert werden, aktiv an den Prozessen der Blutgerinnung teil.

Die dynamische Funktion besteht in den Prozessen der Adhäsion und Aggregation von Blutgerinnseln. Haftung - Der Prozess ist passiv und läuft ohne Energieaufwand ab. Der Thrombus beginnt aufgrund von Intergin-Rezeptoren für Kollagen an der Oberfläche der Gefäße zu haften und wird, wenn er beschädigt ist, an die Oberfläche für Fibronektin freigesetzt. Anhäufung erfolgt parallel zur Adhäsion und erfolgt unter Energieaufwand. Daher ist der Hauptfaktor das Vorhandensein von ADP. Wenn ADP mit Rezeptoren interagiert, beginnt die Aktivierung des J-Proteins auf der inneren Membran, was die Aktivierung der Phospholipasen A und C verursacht. Phospholipase a fördert die Bildung von Thromboxan A2 (Aggregant) aus Arachidonsäure. Phospholipase c fördert die Bildung von Inazitoltriphosphat und Diacylglycerin. Dadurch wird die Proteinkinase C aktiviert und die Durchlässigkeit für Ca-Ionen erhöht. Infolgedessen gelangen sie aus dem endoplasmatischen Retikulum in das Zytoplasma, wo Ca Calmodulin aktiviert, das die kalziumabhängige Proteinkinase aktiviert.

VORTRAG Nr. 17. Physiologie des Blutes. Blut Immunologie

1. Immunologische Grundlage zur Bestimmung der Blutgruppe

Karl Landsteiner entdeckte, dass die roten Blutkörperchen mancher Menschen durch das Blutplasma anderer Menschen zusammengeklebt werden. Der Wissenschaftler stellte die Existenz spezieller Antigene – Agglutinogene – in Erythrozyten fest und vermutete das Vorhandensein entsprechender Antikörper – Agglutinine – im Blutserum. Er beschrieb drei Blutgruppen nach dem ABO-System. Die Blutgruppe IV wurde von Jan Janski entdeckt. Die Blutgruppe wird durch Isoantigene bestimmt, beim Menschen gibt es etwa 0 davon. Sie sind zu Gruppenantigensystemen zusammengefasst, ihre Träger sind Erythrozyten. Isoantigene werden vererbt, sind ein Leben lang konstant und verändern sich nicht unter dem Einfluss exo- und endogener Faktoren.

Antigene - hochmolekulare Polymere natürlichen oder künstlichen Ursprungs, die Spuren genetisch fremder Informationen tragen. Der Körper reagiert auf Antigene, indem er spezifische Antikörper produziert.

Antikörper Immunglobuline werden gebildet, wenn ein Antigen in den Körper eingeführt wird. Sie können mit gleichnamigen Antigenen interagieren und eine Reihe von Reaktionen hervorrufen. Es gibt normale (vollständige) und unvollständige Antikörper. Normale Antikörper (α- und β-Agglutinine) werden im Serum von Personen gefunden, die nicht mit Antigenen immunisiert wurden. Als Reaktion auf die Einführung eines Antigens werden unvollständige Antikörper (Anti-Rhesus-Agglutinine) gebildet. Es gibt vier Blutgruppen im AB0-Antigensystem. Antigene (Agglutinogene A, B) sind Polysaccharide, sie befinden sich in der Erythrozytenmembran und sind mit Proteinen und Lipiden assoziiert. Die Erythrozyten können Antigen 0 enthalten, es hat milde antigene Eigenschaften, daher gibt es keine gleichnamigen Agglutinine im Blut.

Antikörper (Agglutinine α und β) werden im Blutplasma gefunden. Agglutinogene und gleichnamige Agglutinine werden nicht im Blut derselben Person gefunden, da es in diesem Fall zu einer Agglutinationsreaktion kommen würde.

Es wird von einer Agglutination und Zerstörung (Hämolyse) der roten Blutkörperchen begleitet.

Die Einteilung in Blutgruppen des AB0-Systems basiert auf Kombinationen von Erythrozyten-Agglutinogenen und Plasma-Agglutininen.

I (0) - es gibt keine Agglutinogene in der Erythrozytenmembran, α- und β-Agglutinine sind im Blutplasma vorhanden.

II (A) - Agglutinogen ist in der Erythrozytenmembran vorhanden.

A, im Blutplasma - α-Agglutinin.

III (B) - Agglutinogen ist in der Erythrozytenmembran vorhanden.

B, im Blutplasma - β-Agglutinin.

IV (AB) - Agglutinogen A und Agglutinogen B sind in der Erythrozytenmembran vorhanden, es gibt keine Agglutinine im Plasma.

Zur Bestimmung der Blutgruppe werden Standard-Hämagglutinationsseren der Gruppen I, II, III, IV aus zwei Serien mit unterschiedlichen Antikörpertitern verwendet.

Beim Mischen von Blut mit Seren tritt eine Agglutinationsreaktion auf oder sie fehlt. Das Vorhandensein einer Agglutination von Erythrozyten zeigt das Vorhandensein eines Agglutinogens mit dem gleichen Namen wie Agglutinin in diesem Serum in Erythrozyten an. Das Fehlen einer Agglutination von Erythrozyten zeigt das Fehlen von Agglutinogen in Erythrozyten an, das den gleichen Namen wie das Agglutinin dieses Serums hat.

Für eine erfolgreiche Bluttransfusion ist eine sorgfältige Bestimmung der Blutgruppen von Spender und Empfänger nach dem AB0-Antigensystem erforderlich.

2. Antigenes System der Erythrozyten, Immunkonflikt

Antigene sind hochmolekulare Polymere natürlichen oder künstlichen Ursprungs, die Hinweise auf genetisch fremde Informationen tragen.

Antikörper sind Immunglobuline, die gebildet werden, wenn ein Antigen in den Körper eingeführt wird.

Isoantigene (intraspezifische Antigene) sind Antigene, die von einer Organismenart stammen, aber jedem Individuum genetisch fremd sind. Die wichtigsten sind Erythrozyten-Antigene, insbesondere Antigene des AB0-Systems und des Rh-hr-Systems.

Ein immunologischer Konflikt im AB0-System tritt auf, wenn Antigene und gleichnamige Antikörper aufeinandertreffen, was zu einer Agglutination der Erythrozyten und deren Hämolyse führt. Immunologischer Konflikt wird beobachtet:

1) bei Transfusion einer Blutgruppe, die in einer Gruppenbeziehung nicht kompatibel ist;

2) bei der Transfusion großer Mengen von Blutgruppen an Menschen mit anderen Blutgruppen.

Berücksichtigen Sie bei Bluttransfusionen die direkte und umgekehrte Ottenbergsche Regel.

Ottenbergs direkte Regel: Achten Sie bei der Transfusion kleiner Blutmengen (1/10 des zirkulierenden Blutvolumens) auf die roten Blutkörperchen des Spenders und das Plasma des Empfängers – eine Person mit Blutgruppe I ist ein Universalspender.

Ottenbergs umgekehrte Regel: Achten Sie bei der Transfusion großer Blutmengen (mehr als 1/10 des zirkulierenden Blutvolumens) auf das Plasma des Spenders und die roten Blutkörperchen des Empfängers. Eine Person mit der Blutgruppe IV ist ein Universalempfänger.

Derzeit wird empfohlen, nur Einzelgruppenblut und nur kleine Mengen zu transfundieren.

Rh-antigenes System entdeckt 1940 von K. Landsteiner und A. Wiener.

Sie fanden im Blutserum von Makaken Rh-Antikörper - Anti-Rhesus-Agglutinin.

Antigene des Rhesus-Systems - Lipoproteine. Erythrozyten von 85 % der Menschen enthalten Rh-Agglutinogen, ihr Blut ist Rh-positiv, 15 % der Menschen haben kein Rh-Antigen, ihr Blut ist Rh-negativ. Sechs Varietäten von Antigenen des Rh-Systems wurden beschrieben. Die wichtigsten sind Rh0 (D), rh`(C), rh"(E). Das Vorhandensein von mindestens einem der drei Antigene zeigt an, dass das Blut Rh-positiv ist.

Die Besonderheit des Rh-Systems besteht darin, dass es keine natürlichen Antikörper besitzt, diese immun sind und nach Sensibilisierung gebildet werden – Kontakt von Rh-Blut mit Rh+.

Während der primären Transfusion von Rh- an eine Person entwickelt Rh + Blut keinen Rh-Konflikt, da im Blut des Empfängers keine natürlichen Anti-Rh-Agglutinine vorhanden sind.

Ein immunologischer Konflikt im antigenen Rh-System tritt bei wiederholter Transfusion von Rh (-)-Blut an eine Person mit Rh + auf, im Falle einer Schwangerschaft, wenn die Frau Rh (-) und der Fötus Rh + ist.

Während der ersten Schwangerschaft einer Rh(-)-Mutter entwickelt ein Rh+-Fötus keinen Rh-Konflikt, da der Antikörpertiter niedrig ist. Immun-Anti-Rhesus-Agglutinine passieren die Plazentaschranke nicht. Sie haben ein großes Proteinmolekül (Klasse-M-Immunglobulin).

Bei wiederholter Schwangerschaft steigt der Antikörpertiter an. Anti-Rh-Agglutinine (Klasse-G-Immunglobuline) haben ein geringes Molekulargewicht und dringen leicht durch die Plazentaschranke in den Fötus ein, wo sie eine Agglutination und Hämolyse von roten Blutkörperchen verursachen.

VORTRAG Nr. 18. Physiologie der Hämostase

1. Strukturelle Komponenten der Hämostase

Blutstillung - ein komplexes biologisches System adaptiver Reaktionen, das die Erhaltung des flüssigen Zustands des Blutes im Gefäßbett gewährleistet und Blutungen aus beschädigten Gefäßen durch Thrombose stoppt. Das Blutstillungssystem umfasst die folgenden Komponenten:

1) Gefäßwand (Endothel);

2) Blutzellen (Blutplättchen, Leukozyten, Erythrozyten);

3) Plasmaenzymsysteme (Blutgerinnungssystem, Fibrinolysesystem, Clecrein-Kinin-System);

4) Regulierungsmechanismen.

Funktionen des Hämostasesystems.

1. Blut im Gefäßbett in einem flüssigen Zustand halten.

2. Stoppen Sie die Blutung.

3. Vermittlung von interproteinischen und interzellulären Wechselwirkungen.

4. Opsonic - Reinigung des Blutkreislaufs von Produkten der Phagozytose nicht bakterieller Natur.

5. Reparativ - Heilung von Verletzungen und Wiederherstellung der Integrität und Lebensfähigkeit von Blutgefäßen und Geweben.

Faktoren, die den flüssigen Zustand des Blutes aufrechterhalten:

1) Thromboresistenz des Endothels der Gefäßwand;

2) inaktiver Zustand der Plasmagerinnungsfaktoren;

3) das Vorhandensein natürlicher Antikoagulanzien im Blut;

4) das Vorhandensein eines Fibrinolysesystems;

5) kontinuierlicher zirkulierender Blutfluss.

Die Thromboresistenz des vaskulären Endothels wird durch gerinnungshemmende, gerinnungshemmende und fibrinolytische Eigenschaften bereitgestellt.

Thrombozytenaggregationshemmer:

1) Synthese von Prostacyclin, das antiaggregatorische und gefäßerweiternde Wirkungen hat;

2) Synthese von Stickoxid, das antiaggregatorische und gefäßerweiternde Wirkungen hat;

3) die Synthese von Endothelinen, die die Blutgefäße verengen und die Blutplättchenaggregation verhindern.

Gerinnungshemmende Eigenschaften:

1) Synthese des natürlichen Antikoagulans Antithrombin III, das Thrombin inaktiviert. Antithrombin III interagiert mit Heparin und bildet an der Grenze zwischen Blut und Gefäßwand ein gerinnungshemmendes Potential;

2) die Synthese von Thrombomodulin, das das aktive Thrombin-Enzym bindet und die Bildung von Fibrin stört, indem es das natürliche gerinnungshemmende Protein C aktiviert.

Fibrinolytische Eigenschaften werden durch die Synthese von Gewebe-Plasminogen-Aktivator bereitgestellt, der ein starker Aktivator des Fibrinolysesystems ist. Es gibt zwei Mechanismen der Hämostase:

1) Gefäßplättchen (mikrozirkulär);

2) Gerinnung (Blutgerinnung).

Eine vollwertige hämostatische Funktion des Körpers ist unter der Bedingung eines engen Zusammenspiels dieser beiden Mechanismen möglich.

2. Mechanismen der Blutplättchen- und Gerinnungsthrombusbildung

Der Gefäß-Blutplättchen-Mechanismus der Blutstillung sorgt dafür, dass die Blutung in den kleinsten Gefäßen, bei niedrigem Blutdruck und einem kleinen Lumen der Gefäße, stoppt. Blutungsstillstand kann auftreten aufgrund von:

1) Gefäßkontraktionen;

2) Blutplättchenpfropfenbildung;

3) Kombinationen aus beidem.

Der Gefäß-Blutplättchen-Mechanismus gewährleistet die Blutstillung aufgrund der Fähigkeit des Endothels, biologisch aktive Substanzen zu synthetisieren und ins Blut freizusetzen, die das Lumen der Blutgefäße verändern, sowie durch die adhäsive Aggregationsfunktion der Blutplättchen. Veränderungen im Lumen von Blutgefäßen entstehen durch die Kontraktion der glatten Muskelelemente der Gefäßwände, sowohl reflexartig als auch humoral. Blutplättchen besitzen die Fähigkeit zur Adhäsion (die Fähigkeit, an einer fremden Oberfläche zu haften) und zur Aggregation (die Fähigkeit, zusammenzukleben). Dadurch wird die Bildung eines Blutplättchenpfropfens gefördert und der Blutgerinnungsprozess in Gang gesetzt. Die Blutstillung aufgrund des Gefäß-Blutplättchen-Mechanismus der Blutstillung erfolgt wie folgt: Im Falle einer Verletzung kommt es zu einem Gefäßkrampf aufgrund einer Reflexkontraktion (kurzfristiger primärer Krampf) und der Einwirkung biologisch aktiver Substanzen auf die Gefäßwand (Serotonin, Adrenalin, Noradrenalin), die aus Blutplättchen und geschädigtem Gewebe freigesetzt werden. Dieser Krampf ist sekundär und hält länger an. Parallel dazu bildet sich ein Blutplättchenpfropfen, der das Lumen des beschädigten Gefäßes verschließt. Seine Bildung basiert auf der Fähigkeit der Blutplättchen zur Adhäsion und Aggregation. Blutplättchen werden leicht zerstört und setzen biologisch aktive Substanzen und Blutplättchenfaktoren frei. Sie fördern den Gefäßspasmus und lösen den Blutgerinnungsprozess aus, der zur Bildung des unlöslichen Proteins Fibrin führt. Fibrinfäden umschlingen Blutplättchen und es entsteht eine Fibrin-Blutplättchen-Struktur – ein Blutplättchenpfropfen. Aus Blutplättchen wird ein spezielles Protein freigesetzt – Thrombostein, unter deren Einfluss es zu einer Kontraktion des Thrombozytenpfropfens und zur Bildung eines Thrombozytenthrombus kommt. Der Thrombus verschließt fest das Lumen des Gefäßes und die Blutung hört auf.

Der Gerinnungsmechanismus der Blutstillung sorgt für die Blutstillung in größeren Gefäßen (Muskelgefäßen). Blutungen werden durch Blutgerinnung gestoppt - Hämokoagulation. Der Prozess der Blutgerinnung beinhaltet den Übergang des löslichen Blutplasmaproteins Fibrinogen in das unlösliche Protein Fibrin. Das Blut geht von einem flüssigen Zustand in einen gallertartigen Zustand über, es bildet sich ein Gerinnsel, das das Lumen des Gefäßes verschließt. Das Gerinnsel besteht aus Fibrin und ausgefällten Blutbestandteilen – roten Blutkörperchen. Ein Gerinnsel, das an der Wand eines Gefäßes haftet, wird Thrombus genannt; es unterliegt einer weiteren Retraktion (Kontraktion) und Fibrinolyse (Auflösung). Blutgerinnungsfaktoren sind an der Blutgerinnung beteiligt. Sie kommen im Blutplasma, in geformten Elementen und im Gewebe vor.

3. Blutgerinnungsfaktoren

Am Prozess der Blutgerinnung sind viele Faktoren beteiligt, sie werden Blutgerinnungsfaktoren genannt, sie sind in Blutplasma, Formelementen und Geweben enthalten. Plasmagerinnungsfaktoren sind von größter Bedeutung.

Plasmagerinnungsfaktoren sind Proteine, von denen die meisten Enzyme sind. Sie befinden sich in einem inaktiven Zustand, werden in der Leber synthetisiert und während der Blutgerinnung aktiviert. Existiert fünfzehn Plasmagerinnungsfaktoren, die wichtigsten sind die folgenden.

I - Fibrinogen - ein Protein, das unter dem Einfluss von Thrombin in Fibrin übergeht, an der Thrombozytenaggregation beteiligt ist und für die Gewebereparatur notwendig ist.

II - Prothrombin - ein Glykoprotein, das unter dem Einfluss von Prothrombinase in Thrombin übergeht.

IV - Ca-Ionen sind an der Bildung von Komplexen beteiligt, sind Bestandteil der Prothrombinase, binden Heparin, fördern die Thrombozytenaggregation, sind an der Retraktion des Gerinnsels und des Thrombozytenpfropfens beteiligt und hemmen die Fibrinolyse.

Zusätzliche Faktoren, die den Prozess der Blutgerinnung beschleunigen, sind Beschleuniger (Faktoren V bis XIII).

VII - Proconvertin - ein Glykoprotein, das an der Bildung von Prothrombinase durch einen externen Mechanismus beteiligt ist;

X - Stuart-Prauer-Faktor - ein Glykoprotein, das ein integraler Bestandteil der Prothrombinase ist.

XII - Hageman-Faktor - ein Protein, das durch negativ geladene Oberflächen, Adrenalin, aktiviert wird. Es löst den externen und internen Mechanismus zur Bildung von Prothrombinase sowie den Mechanismus der Fibrinolyse aus.

Zelloberflächenfaktoren:

1) Gewebeaktivator, der die Blutgerinnung induziert;

2) ein prokoagulierendes Phospholipid, das als Lipidkomponente des Gewebefaktors wirkt;

3) Thrombomodulin, das Thrombin auf der Oberfläche von Endothelzellen bindet, aktiviert Protein C.

Blutgerinnungsfaktoren gebildeter Elemente.

Erythrozyten:

1) Phospholipidfaktor;

2) eine große Menge ADP;

3) Fibrinase.

Leukozyten - Apoprotein III, das die Blutgerinnung erheblich beschleunigt und zur Entwicklung einer weit verbreiteten intravaskulären Gerinnung beiträgt.

Der Gewebefaktor ist Thromboplastin, das in der Großhirnrinde, in der Lunge, in der Plazenta und im vaskulären Endothel enthalten ist, trägt zur Entwicklung einer weit verbreiteten intravaskulären Gerinnung bei.

4. Phasen der Blutgerinnung

Blutgerinnung - Dies ist ein komplexer enzymatischer, kettenförmiger (Kaskaden-)Matrixprozess, dessen Kernstück der Übergang des löslichen Fibrinogenproteins zum unlöslichen Fibrinprotein ist. Der Vorgang wird als Kaskade bezeichnet, da es im Verlauf der Gerinnung zu einer sequentiellen Kettenaktivierung von Blutgerinnungsfaktoren kommt. Der Prozess ist Matrix, da die Aktivierung von Hämokoagulationsfaktoren auf der Matrix erfolgt. Die Matrix sind die Phospholipide der Membranen zerstörter Blutplättchen und Fragmente von Gewebezellen.

Der Prozess der Blutgerinnung erfolgt in drei Phasen.

Die Essenz der ersten Phase ist die Aktivierung des X-Faktors der Blutgerinnung und die Bildung von Prothrombinase. Prothrombinase ist ein komplexer Komplex, der aus dem aktiven X-Faktor des Blutplasmas, dem aktiven V-Faktor des Blutplasmas und dem dritten Thrombozytenfaktor besteht. Die Aktivierung des X-Faktors erfolgt auf zwei Arten. Die Einteilung basiert auf der Quelle der Matrizes, auf denen die Kaskade von enzymatischen Prozessen stattfindet. Bei extern Aktivierungsmechanismus, die Quelle von Matrizen ist Gewebethromboplastin (Phospholipidfragmente von Zellmembranen beschädigter Gewebe), mit inländisch - freiliegende Kollagenfasern, Phospholipidfragmente von Zellmembranen von Blutzellen.

Das Wesen der zweiten Phase ist die Bildung des aktiven proteolytischen Enzyms Thrombin aus einer inaktiven Vorstufe von Prothrombin unter dem Einfluss von Prothrombinase. Diese Phase benötigt Ca-Ionen.

Die Essenz der dritten Phase ist der Übergang des löslichen Plasmaproteins Fibrinogen in unlösliches Fibrin. Diese Phase wird in drei 3 Stufen durchgeführt.

1. Proteolytisch. Thrombin hat Esteraseaktivität und spaltet Fibrinogen, um Fibrinmonomere zu bilden. Der Katalysator für dieses Stadium sind Ca-Ionen, Prothrombinfaktoren II und IX.

2. Physikalisch-chemische oder Polymerisationsstufe. Es basiert auf einem spontanen Selbstorganisationsprozess, der zur Aggregation von Fibrinmonomeren führt, der nach dem „Seite-an-Seite“- oder „Ende-an-Ende“-Prinzip abläuft. Die Selbstorganisation erfolgt durch Bildung von Längs- und Querbindungen zwischen Fibrinmonomeren unter Bildung eines Fibrinpolymers (Fibrin-S).Fibrin-S-Fasern werden nicht nur unter dem Einfluss von Plasmin leicht lysiert, sondern auch komplexe Verbindungen, die dies nicht tun haben eine fibrinolytische Aktivität.

3. Enzymatisch. Fibrin wird in Gegenwart von aktivem Plasmafaktor XIII stabilisiert. Fibrin-S wird zu Fibrin-I (unlösliches Fibrin). Fibrin-I heftet sich an die Gefäßwand, bildet ein Netzwerk, in dem sich Blutzellen (rote Blutkörperchen) verschränken und ein rotes Blutgerinnsel entsteht, das das Lumen des beschädigten Gefäßes verschließt. Anschließend wird ein Rückzug des Blutgerinnsels beobachtet – die Fibrinfäden ziehen sich zusammen, das Gerinnsel wird dichter, verkleinert sich und Serum, das reich an dem Enzym Thrombin ist, wird herausgedrückt. Unter dem Einfluss von Thrombin verwandelt sich Fibrinogen wieder in Fibrin, wodurch das Gerinnsel größer wird, was dazu beiträgt, Blutungen besser zu stoppen. Der Prozess der Thrombusretraktion wird durch Thrombostenin erleichtert – ein kontraktives Protein der Blutplättchen und Fibrinogen im Blutplasma. Im Laufe der Zeit unterliegt das Gerinnsel einer Fibrinolyse (oder Auflösung). Die Beschleunigung der Blutgerinnungsprozesse wird als Hyperkoagulation bezeichnet, die Verlangsamung als Hypokoagulation.

5. Physiologie der Fibrinolyse

Fibrinolyse-System - ein enzymatisches System, das Fibrinstränge, die bei der Blutgerinnung entstanden sind, in lösliche Komplexe zerlegt. Das Fibrinolysesystem ist dem Blutgerinnungssystem völlig entgegengesetzt. Die Fibrinolyse begrenzt die Ausbreitung der Blutgerinnung durch die Gefäße, reguliert die Gefäßpermeabilität, stellt ihre Durchgängigkeit wieder her und sorgt für den flüssigen Zustand des Blutes im Gefäßbett. Das Fibrinolysesystem umfasst die folgenden Komponenten:

1) Fibrinolysin (Plasmin). Es kommt im Blut in inaktiver Form als Profibrinolysin (Plasminogen) vor. Es baut Fibrin, Fibrinogen und einige Plasmagerinnungsfaktoren ab;

2) Plasminogenaktivatoren (Profibrinolysin). Sie gehören zur Globulinfraktion der Proteine. Es gibt zwei Gruppen von Aktivatoren: direkte und indirekte Wirkung. Direkt wirkende Aktivatoren wandeln Plasminogen direkt in seine aktive Form – Plasmin – um. Direkt wirkende Aktivatoren – Trypsin, Urokinase, saure und alkalische Phosphatase. Indirekt wirkende Aktivatoren liegen im Blutplasma in inaktivem Zustand in Form eines Proaktivators vor. Um es zu aktivieren, ist Gewebe- und Plasma-Lysokinase erforderlich. Einige Bakterien haben Lysokinase-Eigenschaften. Es gibt Gewebeaktivatoren im Gewebe, besonders viele davon kommen in der Gebärmutter, der Lunge, der Schilddrüse und der Prostata vor;

3) Inhibitoren der Fibrinolyse (Antiplasmine) - Albumine. Antiplasmine hemmen die Wirkung des Enzyms Fibrinolysin und die Umwandlung von Profibrinolysin zu Fibrinolysin.

Der Prozess der Fibrinolyse findet in drei Phasen statt.

Während Phase I bringt Lysokinase, die in den Blutkreislauf gelangt, den Plasminogen-Proaktivator in einen aktiven Zustand. Diese Reaktion erfolgt durch Abspaltung einer Reihe von Aminosäuren vom Proaktivator.

Phase II - die Umwandlung von Plasminogen in Plasmin aufgrund der Spaltung eines Lipidinhibitors unter der Wirkung eines Aktivators.

In Phase III wird unter dem Einfluss von Plasmin Fibrin in Polypeptide und Aminosäuren gespalten. Diese Enzyme werden als Fibrinogen/Fibrinabbauprodukte bezeichnet, sie haben eine ausgeprägte gerinnungshemmende Wirkung. Sie hemmen Thrombin und hemmen die Bildung von Prothrombinase, hemmen den Prozess der Fibrinpolymerisation, Blutplättchenadhäsion und -aggregation, verstärken die Wirkung von Bradykinin, Histamin, Angiotensin auf die Gefäßwand, was zur Freisetzung von Fibrinolyseaktivatoren aus dem Gefäßendothel beiträgt.

Unterscheiden zwei Arten von Fibrinolyse - enzymatisch und nicht-enzymatisch.

Enzymatische Fibrinolyse unter Beteiligung des proteolytischen Enzyms Plasmin durchgeführt. Fibrin wird zu Abbauprodukten gespalten.

Nicht-enzymatische Fibrinolyse Durch Komplexverbindungen von Heparin mit thrombogenen Proteinen, biogenen Aminen, Hormonen werden Konformationsänderungen im Fibrin-S-Molekül vorgenommen.

Der Prozess der Fibrinolyse durchläuft zwei Mechanismen - extern und intern.

Die Aktivierung der Fibrinolyse entlang des externen Wegs erfolgt aufgrund von Gewebe-Lysokinasen, Gewebe-Plasminogen-Aktivatoren.

Proaktivatoren und Fibrinolyseaktivatoren sind am internen Aktivierungsweg beteiligt und können Proaktivatoren in Plasminogenaktivatoren umwandeln oder direkt auf das Proenzym einwirken und es in Plasmin umwandeln.

Leukozyten spielen aufgrund ihrer phagozytischen Aktivität eine bedeutende Rolle im Prozess der Fibringerinnselauflösung. Leukozyten fangen Fibrin ein, lysieren es und geben seine Abbauprodukte an die Umwelt ab.

Der Prozess der Fibrinolyse wird in engem Zusammenhang mit dem Prozess der Blutgerinnung betrachtet. Ihre Verbindungen erfolgen auf der Ebene gemeinsamer Aktivierungswege in der Reaktion der Enzymkaskade sowie aufgrund neurohumoraler Regulationsmechanismen.

VORTRAG Nr. 19. Physiologie der Nieren

1. Funktionen, Bedeutung des Harnsystems

Der Ausscheidungsprozess ist wichtig, um die Konstanz des inneren Milieus des Körpers sicherzustellen und aufrechtzuerhalten. Die Nieren sind an diesem Prozess aktiv beteiligt und entfernen überschüssiges Wasser, anorganische und organische Substanzen, Stoffwechselendprodukte und Fremdstoffe. Nieren sind ein paariges Organ; eine gesunde Niere sorgt erfolgreich für die Stabilität der inneren Umgebung des Körpers.

Die Nieren erfüllen eine Reihe von Funktionen im Körper.

1. Sie regulieren das Volumen von Blut und extrazellulärer Flüssigkeit (Volumenregulation), bei einer Zunahme des Blutvolumens werden Volomorezeptoren des linken Vorhofs aktiviert: Die Sekretion des antidiuretischen Hormons (ADH) wird gehemmt, die Harnausscheidung nimmt zu, die Ausscheidung von Wasser und Na-Ionen erhöht, was zur Wiederherstellung des Blutvolumens und der extrazellulären Flüssigkeit führt.

2. Osmoregulation wird durchgeführt - Regulierung der Konzentration osmotisch aktiver Substanzen. Bei einem Wasserüberschuss im Körper nimmt die Konzentration osmotisch aktiver Substanzen im Blut ab, was die Aktivität der Osmorezeptoren des Nucleus supraopticus des Hypothalamus verringert und zu einer Abnahme der ADH-Sekretion und einer Zunahme der Freisetzung führt aus Wasser. Bei Dehydration werden Osmorezeptoren angeregt, die ADH-Sekretion steigt, die Wasseraufnahme in den Tubuli steigt und die Urinausscheidung nimmt ab.

3. Die Regulierung des Ionenaustausches erfolgt durch Rückresorption von Ionen in den Nierentubuli mit Hilfe von Hormonen. Aldosteron erhöht die Rückresorption von Na-Ionen, natriuretisches Hormon – reduziert sie. Die K-Sekretion wird durch Aldosteron verstärkt und durch Insulin verringert.

4. Stabilisieren Sie das Säure-Basen-Gleichgewicht. Der normale Blut-pH-Wert beträgt 7,36 und wird durch eine konstante Konzentration von H-Ionen aufrechterhalten.

5. Führen Sie eine Stoffwechselfunktion aus: Beteiligen Sie sich am Stoffwechsel von Proteinen, Fetten und Kohlenhydraten. Die Reabsorption von Aminosäuren liefert Material für die Proteinsynthese. Bei längerem Fasten können die Nieren bis zu 50 % der im Körper produzierten Glukose synthetisieren.

Fettsäuren in der Nierenzelle sind in der Zusammensetzung von Phospholipiden und Triglyceriden enthalten.

6. Eine Ausscheidungsfunktion ausüben – die Freisetzung der Endprodukte des Stickstoffstoffwechsels, Fremdstoffe, überschüssige organische Stoffe, die aus der Nahrung aufgenommen oder während des Stoffwechselprozesses gebildet werden. Die Produkte des Eiweißstoffwechsels (Harnstoff, Harnsäure, Kreatinin etc.) werden in den Glomeruli gefiltert und anschließend in den Nierentubuli resorbiert. Das gesamte gebildete Kreatinin wird mit dem Urin ausgeschieden, Harnsäure wird stark resorbiert und Harnstoff wird teilweise resorbiert.

7. Führen Sie eine endokrine Funktion aus - regulieren Sie Erythropoese, Blutgerinnung und Blutdruck aufgrund der Produktion biologisch aktiver Substanzen. Die Nieren scheiden biologisch aktive Substanzen aus: Renin spaltet ein inaktives Peptid von Angiotensinogen ab, wandelt es in Angiotensin I um, das unter der Wirkung des Enzyms in den aktiven Vasokonstriktor Angiotensin II übergeht. Der Plasminogen-Aktivator (Urokinase) erhöht die Na-Ausscheidung im Urin. Erythropoietin stimuliert die Erythropoese im Knochenmark, Bradykinin ist ein starker Vasodilatator.

Die Niere ist ein homöostatisches Organ, das an der Aufrechterhaltung der Hauptindikatoren der inneren Umgebung des Körpers beteiligt ist.

2. Die Struktur des Nephrons

Nephron Die funktionelle Einheit der Niere, in der Urin gebildet wird. Die Zusammensetzung des Nephrons umfasst:

1) Nierenkörperchen (doppelwandige Kapsel des Glomerulus, darin befindet sich ein Glomerulus von Kapillaren);

2) proximaler gewundener Tubulus (darin befindet sich eine große Anzahl von Zotten);

3) die Henley-Schleife (absteigender und aufsteigender Teil), der absteigende Teil ist dünn, steigt tief in die Medulla ab, wo sich der Tubulus um 180 biegt und in die kortikale Substanz der Niere eindringt und den aufsteigenden Teil der Nephronschleife bildet. Der aufsteigende Teil umfasst die dünnen und dicken Teile. Es steigt auf die Ebene des Glomerulus seines eigenen Nephrons, wo es in die nächste Abteilung übergeht;

4) distaler gewundener Tubulus. Dieser Abschnitt des Tubulus steht zwischen den afferenten und efferenten Arteriolen in Kontakt mit dem Glomerulus;

5) der letzte Abschnitt des Nephrons (kurzes Verbindungsröhrchen, mündet in den Sammelkanal);

6) Sammelrohr (geht durch die Medulla und mündet in den Hohlraum des Nierenbeckens).

Es gibt die folgenden Segmente des Nephrons:

1) proximal (gewundener Teil des proximalen Tubulus);

2) dünn (absteigende und dünn aufsteigende Teile der Henley-Schleife);

3) distal (dicker aufsteigender Abschnitt, distaler gewundener Tubulus und Verbindungstubulus).

In der Niere gibt es mehrere Arten von Nephronen:

1) oberflächlich;

2) intrakortikal;

3) juxtamedullär.

Die Unterschiede zwischen ihnen liegen in ihrer Lokalisation in der Niere.

Von großer funktioneller Bedeutung ist die Zone der Niere, in der sich der Tubulus befindet. In der kortikalen Substanz befinden sich Nierenglomeruli, proximale und distale Tubuli, Verbindungsabschnitte. Im äußeren Medullastreifen befinden sich die absteigenden und dick aufsteigenden Abschnitte der Nephronschleifen, die Sammelrohre. Das innere Mark enthält dünne Abschnitte von Nephronschleifen und Sammelrohren. Die Position der einzelnen Teile des Nephrons in der Niere bestimmt ihre Beteiligung an der Aktivität der Niere beim Urinieren.

Der Prozess der Urinbildung besteht aus drei Teilen:

1) glomeruläre Filtration, Ultrafiltration von proteinfreier Flüssigkeit aus Blutplasma in die Kapsel des Nierenglomerulus, was zur Bildung von Primärharn führt;

2) tubuläre Reabsorption - der Prozess der Reabsorption von gefilterten Substanzen und Wasser aus Primärharn;

3) Zellsekrete. Die Zellen einiger Abteilungen des Tubulus werden aus der nicht zellulären Flüssigkeit in das Lumen des Nephrons übertragen (sekretieren) eine Reihe organischer und anorganischer Substanzen, die in der Tubuluszelle synthetisierten Moleküle werden in das Lumen des Tubulus freigesetzt.

Die Häufigkeit des Wasserlassens hängt vom Allgemeinzustand des Körpers, dem Vorhandensein von Hormonen, abführenden Nerven oder lokal gebildeten biologisch aktiven Substanzen (Gewebshormonen) ab.

3. Mechanismus der tubulären Reabsorption

Rückresorption - der Prozess der Rückresorption von für den Körper wertvollen Substanzen aus dem Primärharn. Verschiedene Substanzen werden in verschiedenen Teilen der Tubuli des Nephrons absorbiert. Im proximalen Abschnitt werden Aminosäuren, Glukose, Vitamine, Proteine, Spurenelemente und eine erhebliche Menge an Na- und Cl-Ionen vollständig resorbiert. In den nachfolgenden Abteilungen werden vor allem Elektrolyte und Wasser resorbiert.

Die Reabsorption in den Tubuli erfolgt durch aktiven und passiven Transport.

Der aktive Transport – Reabsorption – erfolgt gegen einen elektrochemischen und Konzentrationsgradienten. Es gibt zwei Arten von aktivem Transport:

1) primär aktiv;

2) sekundär-aktiv.

Primärer aktiver Transport wird durchgeführt, wenn eine Substanz aufgrund der Energie des Zellstoffwechsels gegen einen elektrochemischen Gradienten übertragen wird. Der Transport von Na-Ionen erfolgt unter Beteiligung der Enzyme Natrium-, Kalium-ATPase, wobei die Energie von ATP genutzt wird.

Sekundärer aktiver Transport transportiert eine Substanz ohne Energieaufwand gegen einen Konzentrationsgradienten, sodass Glukose und Aminosäuren resorbiert werden. Vom Lumen des Tubulus gelangen sie mit Hilfe eines Trägers, der das Na-Ion anlagern muss, in die Zellen des proximalen Tubulus. Dieser Komplex fördert die Bewegung einer Substanz durch die Zellmembran und ihren Eintritt in die Zelle. Die treibende Kraft des Trägers ist die geringere Konzentration an Na-Ionen im Zytoplasma der Zelle im Vergleich zum Lumen des Tubulus. Der Konzentrationsgradient von Na ist auf die aktive Ausscheidung von Na aus der Zelle mit Hilfe von Natrium-, Kalium-ATP-ase zurückzuführen.

Die Rückresorption von Wasser, Chlor, einigen Ionen und Harnstoff erfolgt durch passiven Transport – entlang eines elektrochemischen, Konzentrations- oder osmotischen Gradienten. Durch den passiven Transport im distalen gewundenen Tubulus werden Cl-Ionen entlang eines elektrochemischen Gradienten absorbiert, der durch den aktiven Transport von Na-Ionen entsteht.

Um die Aufnahme verschiedener Substanzen in die Nierentubuli zu charakterisieren, ist die Ausscheidungsschwelle von großer Bedeutung. Stoffe ohne Schwellenwert werden in jeder Konzentration im Blutplasma freigesetzt. Die Ausscheidungsschwelle für physiologisch wichtige Substanzen des Körpers ist unterschiedlich, die Ausscheidung von Glukose im Urin erfolgt, wenn ihre Konzentration im Blutplasma und im glomerulären Filtrat 10 mmol / l übersteigt.

VORTRAG Nr. 20. Physiologie des Verdauungssystems

1. Das Konzept des Verdauungssystems. Seine Funktionen

Verdauungssystem - ein komplexes physiologisches System, das die Verdauung von Nahrung, die Aufnahme von Nährstoffen und die Anpassung dieses Prozesses an die Lebensbedingungen gewährleistet.

Das Verdauungssystem umfasst:

1) der gesamte Gastrointestinaltrakt;

2) alle Verdauungsdrüsen;

3) Regulierungsmechanismen.

Der Magen-Darm-Trakt beginnt mit der Mundhöhle, setzt sich fort mit der Speiseröhre, dem Magen und endet mit dem Darm. Die Drüsen befinden sich im gesamten Verdauungstrakt und geben Geheimnisse in das Lumen der Organe ab.

Alle Funktionen sind in verdauungsfördernde und nicht verdauungsfördernde unterteilt. Zu den Verdauungsmitteln gehören:

1) sekretorische Aktivität der Verdauungsdrüsen;

2) motorische Aktivität des Gastrointestinaltrakts (aufgrund des Vorhandenseins glatter Muskelzellen und Skelettmuskeln, die für die mechanische Verarbeitung und Förderung von Nahrung sorgen);

3) Absorptionsfunktion (Eintritt von Endprodukten in Blut und Lymphe).

Nicht-Verdauungsfunktionen:

1) endokrin;

2) Ausscheidung;

3) schützend;

4) Aktivität der Mikroflora.

Die endokrine Funktion wird durch das Vorhandensein einzelner Zellen im Magen-Darm-Trakt ausgeübt, die Hormone produzieren.

Die Ausscheidungsfunktion besteht darin, unverdaute Nahrungsprodukte auszuscheiden, die während Stoffwechselprozessen entstehen.

Die Schutzwirkung beruht auf dem Vorhandensein einer unspezifischen Resistenz des Körpers, die durch das Vorhandensein von Makrophagen und Lysozym-Sekreten sowie durch die erworbene Immunität bereitgestellt wird. Eine wichtige Rolle spielt auch lymphatisches Gewebe (Mandeln des Pirogov-Rachenrings, Peyer-Plaques oder einzelne Follikel des Dünndarms, Blinddarm, einzelne Plasmazellen des Magens), das Lymphozyten und Immunglobuline in das Lumen des Magen-Darm-Trakts freisetzt. Lymphozyten sorgen für Gewebeimmunität. Immunglobuline, insbesondere Gruppe A, sind der Aktivität proteolytischer Enzyme des Verdauungssaftes nicht ausgesetzt, verhindern die Fixierung von Nahrungsantigenen auf der Schleimhaut und tragen zu ihrer Erkennung bei, wodurch eine bestimmte Reaktion des Körpers entsteht.

Die Aktivität der Mikroflora ist mit dem Vorhandensein von aeroben Bakterien (10%) und anaeroben (90%) in der Zusammensetzung verbunden. Sie bauen Pflanzenfasern (Zellulose, Hemizellulose etc.) zu Fettsäuren ab, sind an der Synthese der Vitamine K und B beteiligt, hemmen die Fäulnis- und Fermentationsprozesse im Dünndarm und stimulieren das körpereigene Immunsystem. Negativ ist die Bildung von Indol, Skatol und Phenol bei der Milchsäuregärung.

So sorgt das Verdauungssystem für die mechanische und chemische Verarbeitung von Nahrung, absorbiert Endprodukte des Zerfalls in Blut und Lymphe, transportiert Nährstoffe zu Zellen und Geweben und führt Energie- und Plastikfunktionen aus.

2. Arten der Verdauung

Es gibt drei Arten der Verdauung:

1) extrazellulär;

2) intrazellulär;

3) Membran.

Die extrazelluläre Verdauung findet außerhalb der Zelle statt, die Enzyme synthetisiert. Es wird wiederum in kavitäre und extrakavitäre unterteilt. Bei der Hohlraumverdauung wirken Enzyme aus der Ferne, aber in einem bestimmten Hohlraum (zum Beispiel ist dies die Sekretion von Speicheldrüsen in die Mundhöhle). Extrakavitär wird außerhalb des Körpers durchgeführt, in dem Enzyme gebildet werden (zum Beispiel scheidet eine mikrobielle Zelle ein Geheimnis in die Umgebung aus).

Die Membranverdauung (Parietalverdauung) wurde in den 30er Jahren beschrieben. XVIII Jahrhundert A. M. Ugolev. Es findet an der Grenze zwischen extrazellulärer und intrazellulärer Verdauung statt, also auf der Membran. Beim Menschen kommt es im Dünndarm vor, da dort ein Bürstensaum vorhanden ist. Es wird von Mikrovilli gebildet – das sind Mikrowucherungen der Enterozytenmembran mit einer Länge von etwa 1–1,5 Mikrometern und einer Breite von bis zu 0,1 Mikrometern. Auf der Membran einer Zelle können sich bis zu mehrere tausend Mikrovilli bilden. Dank dieser Struktur vergrößert sich die Kontaktfläche (mehr als das 1-fache) des Darms mit seinem Inhalt. Merkmale des Membranaufschlusses:

1) durchgeführt durch Enzyme doppelten Ursprungs (von Zellen synthetisiert und vom Darminhalt absorbiert);

2) Enzyme werden so auf der Zellmembran fixiert, dass das aktive Zentrum in den Hohlraum gerichtet ist;

3) tritt nur unter sterilen Bedingungen auf;

4) ist die letzte Stufe der Lebensmittelverarbeitung;

5) fasst den Prozess der Spaltung und Absorption zusammen, da die Endprodukte auf Transportproteinen transportiert werden.

Im menschlichen Körper sorgt die Hohlraumverdauung für den Abbau von 20–50 % der Nahrung und die Membranverdauung für 50–80 %.

3. Sekretorische Funktion des Verdauungssystems

Die sekretorische Funktion der Verdauungsdrüsen besteht darin, Sekrete in das Lumen des Magen-Darm-Trakts freizusetzen, die an der Nahrungsverarbeitung beteiligt sind. Für ihre Bildung müssen Zellen bestimmte Mengen Blut erhalten, das alle notwendigen Stoffe trägt. Die Sekrete des Magen-Darm-Trakts sind Verdauungssäfte. Jeder Saft besteht zu 90-95 % aus Wasser und Trockenmasse. Der Trockenrückstand umfasst organische und anorganische Stoffe. Unter den anorganischen Stoffen nehmen Anionen und Kationen sowie Salzsäure das größte Volumen ein. Bio präsentiert:

1) Enzyme (der Hauptbestandteil sind proteolytische Enzyme, die Proteine ​​in Aminosäuren, Polypeptide und einzelne Aminosäuren zerlegen, glukolytische Enzyme wandeln Kohlenhydrate in Di- und Monosaccharide um, lipolytische Enzyme wandeln Fette in Glycerin und Fettsäuren um);

2) Lysin. Der Hauptbestandteil des Schleims, der Viskosität verleiht und die Bildung eines Nahrungsbreis (Boleos) fördert, interagiert im Magen und Darm mit Bikarbonaten des Magensaftes und bildet einen Schleimhaut-Bikarbonat-Komplex, der die Schleimhaut auskleidet und vor Selbstentzündung schützt. Verdauung;

3) Substanzen mit bakterizider Wirkung (z. B. Muropeptidase);

4) Substanzen, die aus dem Körper entfernt werden müssen (z. B. stickstoffhaltige Substanzen – Harnstoff, Harnsäure, Kreatinin usw.);

5) spezifische Komponenten (dies sind Gallensäuren und Pigmente, der innere Faktor von Castle usw.).

Die Zusammensetzung und Menge der Verdauungssäfte wird durch die Ernährung beeinflusst.

Die Regulierung der sekretorischen Funktion erfolgt auf drei Arten - nervös, humoral, lokal.

Reflexmechanismen sind die Trennung von Verdauungssäften nach dem Prinzip von bedingten und unbedingten Reflexen.

Humorale Mechanismen umfassen drei Gruppen von Substanzen:

1) Hormone des Gastrointestinaltrakts;

2) Hormone der endokrinen Drüsen;

3) biologisch aktive Substanzen.

Gastrointestinale Hormone sind einfache Peptide, die von den Zellen des APUD-Systems produziert werden. Die meisten wirken auf endokrine Weise, aber einige von ihnen wirken auf paraendokrine Weise. Sie treten in die Interzellularräume ein und wirken auf benachbarte Zellen. Das Hormon Gastrin wird beispielsweise im Pylorus, im Zwölffingerdarm und im oberen Drittel des Dünndarms produziert. Es stimuliert die Sekretion von Magensaft, insbesondere von Salzsäure und Pankreasenzymen. Bambezin wird an derselben Stelle gebildet und ist ein Aktivator für die Synthese von Gastrin. Sekretin stimuliert die Sekretion von Pankreassaft, Wasser und anorganischen Substanzen, hemmt die Sekretion von Salzsäure und hat wenig Wirkung auf andere Drüsen. Cholecystokinin-Pancreosinin bewirkt die Trennung der Galle und deren Eintritt in den Zwölffingerdarm. Die hemmende Wirkung wird durch Hormone ausgeübt:

1) Lebensmittelgeschäft;

2) ein magenhemmendes Polypeptid;

3) Pankreas-Polypeptid;

4) vasoaktives intestinales Polypeptid;

5) Enteroglucagon;

6) Somatostatin.

Unter den biologisch aktiven Substanzen wirken verstärkend Serotonin, Histamin, Kinine usw. Humorale Mechanismen treten im Magen auf und sind am stärksten im Zwölffingerdarm und im oberen Teil des Dünndarms ausgeprägt.

Lokale Regulierung wird durchgeführt:

1) durch das metsympathische Nervensystem;

2) durch die direkte Wirkung von Nahrungsbrei auf sekretorische Zellen.

Anregend wirken auch Kaffee, scharfe Substanzen, Alkohol, flüssige Nahrung etc. Lokale Mechanismen sind in den unteren Abschnitten des Dünndarms und im Dickdarm am stärksten ausgeprägt.

4. Motorische Aktivität des Magen-Darm-Trakts

Die motorische Aktivität ist eine koordinierte Arbeit der glatten Muskulatur des Magen-Darm-Trakts und spezieller Skelettmuskeln. Sie liegen in drei Schichten und bestehen aus kreisförmig angeordneten Muskelfasern, die allmählich in Längsmuskelfasern übergehen und in der Submukosaschicht enden. Zu den Skelettmuskeln gehören Kau- und andere Gesichtsmuskeln.

Der Wert der Motorik:

1) führt zum mechanischen Abbau von Lebensmitteln;

2) fördert die Förderung des Inhalts durch den Gastrointestinaltrakt;

3) sorgt für das Öffnen und Schließen der Schließmuskeln;

4) beeinflusst die Evakuierung von verdauten Nährstoffen.

Es gibt verschiedene Arten von Abkürzungen:

1) Peristaltik;

2) nicht peristaltisch;

3) antiperistaltisch;

4) hungrig.

Peristaltik bezieht sich auf streng koordinierte Kontraktionen der kreisförmigen und längsgerichteten Muskelschichten.

Kreismuskeln kontrahieren hinter dem Inhalt und Längsmuskeln davor. Diese Art der Kontraktion ist typisch für Speiseröhre, Magen, Dünn- und Dickdarm. Massenperistaltik und Entleerung sind auch im dicken Abschnitt vorhanden. Massenperistaltik entsteht durch die gleichzeitige Kontraktion aller glatten Muskelfasern.

Nicht-peristaltische Kontraktionen sind die koordinierte Arbeit der Skelettmuskulatur und der glatten Muskulatur. Es gibt fünf Arten von Bewegungen:

1) Saugen, Kauen, Schlucken in der Mundhöhle;

2) tonische Bewegungen;

3) systolische Bewegungen;

4) rhythmische Bewegungen;

5) Pendelbewegungen.

Tonische Kontraktionen sind ein Zustand mäßiger Spannung in der glatten Muskulatur des Gastrointestinaltrakts. Der Wert liegt in der Tonusänderung im Verdauungsprozess. Beim Essen kommt es beispielsweise zu einer reflektorischen Entspannung der glatten Muskulatur des Magens, damit dieser an Größe zunimmt. Sie tragen auch zur Anpassung an unterschiedliche Volumina ankommender Nahrung bei und führen durch zunehmenden Druck zur Evakuierung des Inhalts.

Systolische Bewegungen treten im Antrum des Magens mit der Kontraktion aller Muskelschichten auf. Dadurch wird Nahrung in den Zwölffingerdarm evakuiert. Der größte Teil des Inhalts wird in die entgegengesetzte Richtung herausgedrückt, was zu einer besseren Durchmischung beiträgt.

Die rhythmische Segmentierung ist charakteristisch für den Dünndarm und tritt auf, wenn sich die Ringmuskeln alle 1,5-2 cm um 15-20 cm zusammenziehen, d. h. der Dünndarm in einzelne Segmente unterteilt wird, die nach einigen Minuten an einer anderen Stelle erscheinen. Diese Art der Bewegung sorgt für die Vermischung des Inhalts mit den Darmsäften.

Pendelkontraktionen treten auf, wenn die kreisförmigen und longitudinalen Muskelfasern gedehnt werden. Solche Kontraktionen sind charakteristisch für den Dünndarm und führen zu einer Vermischung der Nahrung.

Nicht peristaltische Kontraktionen sorgen für Mahlen, Mischen, Fördern und Evakuieren von Nahrungsmitteln.

Antiperistaltische Bewegungen treten auf, wenn sich die Ringmuskeln vor und die Längsmuskeln hinter dem Nahrungsbolus zusammenziehen. Sie sind von distal nach proximal, also von unten nach oben, gerichtet und führen zum Erbrechen. Beim Erbrechen handelt es sich um die Entfernung des Inhalts durch den Mund. Es tritt auf, wenn das komplexe Nahrungszentrum der Medulla oblongata erregt wird, was auf Reflex- und humorale Mechanismen zurückzuführen ist. Die Bedeutung liegt in der Bewegung der Nahrung aufgrund von Schutzreflexen.

Hungerkontraktionen treten alle 45-50 Minuten bei längerem Fehlen von Nahrung auf. Ihre Aktivität führt zur Entstehung von Essverhalten.

5. Regulierung der motorischen Aktivität des Magen-Darm-Traktes

Ein Merkmal der motorischen Aktivität ist die Fähigkeit einiger Zellen des Magen-Darm-Trakts, eine rhythmische spontane Depolarisation durchzuführen. Dadurch können sie rhythmisch angeregt werden. Das Ergebnis sind schwache Verschiebungen des Membranpotentials – langsame elektrische Wellen. Da sie kein kritisches Niveau erreichen, findet keine Kontraktion der glatten Muskulatur statt, sondern es öffnen sich schnell spannungsgesteuerte Kalziumkanäle. Ca-Ionen dringen in die Zelle ein und erzeugen ein Aktionspotential, das zur Kontraktion führt. Nach Beendigung des Aktionspotentials entspannen sich die Muskeln nicht, sondern befinden sich in einem Zustand tonischer Kontraktion. Dies erklärt sich dadurch, dass nach dem Aktionspotential die langsamen spannungsgesteuerten Na- und Ca-Kanäle offen bleiben.

Es gibt auch chemosensitive Kanäle in glatten Muskelzellen, die abgerissen werden, wenn Rezeptoren mit biologisch aktiven Substanzen (z. B. Mediatoren) interagieren.

Dieser Prozess wird durch drei Mechanismen reguliert:

1) Reflex;

2) humoral;

3) lokal.

Die Reflexkomponente bewirkt eine Hemmung oder Aktivierung der motorischen Aktivität, wenn Rezeptoren erregt werden. Der Parasympathikus erhöht die motorische Funktion: für den oberen Teil – die Vagusnerven, für den unteren Teil – die Beckennerven. Die hemmende Wirkung wird durch den Plexus coeliacus des sympathischen Nervensystems ausgeübt. Wenn der darunter liegende Teil des Magen-Darm-Trakts aktiviert wird, wird der höher gelegene Teil gehemmt. Es gibt drei Reflexe in der Reflexregulation:

1) gastroenterisch (wenn die Rezeptoren des Magens erregt sind, werden andere Abteilungen aktiviert);

2) entero-enteral (haben sowohl hemmende als auch erregende Wirkungen auf die zugrunde liegenden Abteilungen);

3) recto-enteral (wenn das Rektum gefüllt ist, tritt eine Hemmung auf).

Humorale Mechanismen überwiegen hauptsächlich im Zwölffingerdarm und im oberen Drittel des Dünndarms.

Die anregende Wirkung wird ausgeübt durch:

1) Motilin (produziert von Zellen des Magens und Zwölffingerdarms, hat eine aktivierende Wirkung auf den gesamten Magen-Darm-Trakt);

2) Gastrin (stimuliert die Magenmotilität);

3) Bambezin (verursacht die Abspaltung von Gastrin);

4) Cholecystokinin-Pancreosinin (liefert allgemeine Erregung);

5) Sekretin (aktiviert den Motor, hemmt aber Kontraktionen im Magen).

Bremswirkung wird ausgeübt durch:

1) vasoaktives intestinales Polypeptid;

2) ein magenhemmendes Polypeptid;

3) Somatostatin;

4) Enteroglucagon.

Endokrine Drüsenhormone beeinflussen auch die Motorik. So stimuliert zum Beispiel Insulin ihn und Adrenalin verlangsamt ihn.

örtliche Regelungen werden aufgrund des Vorhandenseins des metsympathischen Nervensystems durchgeführt und überwiegen im Dünn- und Dickdarm. Die anregende Wirkung ist:

1) grobe unverdaute Lebensmittel (Ballaststoffe);

2) Salzsäure;

3) Speichel;

4) die Endprodukte des Abbaus von Proteinen und Kohlenhydraten.

Hemmwirkung tritt in Gegenwart von Lipiden auf.

Die Grundlage der motorischen Aktivität ist also die Fähigkeit, langsame elektrische Wellen zu erzeugen.

6. Der Mechanismus der Schließmuskeln

Schließmuskel - Verdickung der glatten Muskelschichten, wodurch der gesamte Magen-Darm-Trakt in bestimmte Abteilungen unterteilt wird. Es gibt folgende Schließmuskeln:

1) Herz;

2) Pylorus;

3) iliozyklisch;

4) innerer und äußerer Schließmuskel des Mastdarms.

Das Öffnen und Schließen der Schließmuskeln basiert auf einem Reflexmechanismus, bei dem der Parasympathikus den Schließmuskel öffnet und der Sympathikus ihn schließt.

Der Herzschließmuskel befindet sich am Übergang der Speiseröhre zum Magen. Wenn ein Nahrungsbolus in die unteren Teile der Speiseröhre gelangt, werden Mechanorezeptoren erregt. Sie senden Impulse entlang der afferenten Fasern der Vagusnerven zum komplexen Nahrungszentrum der Medulla oblongata und kehren entlang der efferenten Bahnen zu den Rezeptoren zurück, wodurch die Schließmuskeln geöffnet werden. Infolgedessen gelangt der Nahrungsbolus in den Magen, was zur Aktivierung von Magen-Mechanorezeptoren führt, die Impulse entlang der Fasern der Vagusnerven an das komplexe Nahrungszentrum der Medulla oblongata senden. Sie haben eine hemmende Wirkung auf die Kerne der Vagusnerven und unter dem Einfluss der sympathischen Abteilung (Fasern des Zöliakiestamms) schließt sich der Schließmuskel.

Der Pylorussphinkter befindet sich an der Grenze zwischen Magen und Zwölffingerdarm. Seine Arbeit beinhaltet eine weitere Komponente, die eine aufregende Wirkung hat - Salzsäure. Es wirkt auf das Antrum des Magens. Wenn der Inhalt in den Magen gelangt, werden Chemorezeptoren angeregt. Impulse werden an das komplexe Nahrungszentrum in der Medulla oblongata gesendet und der Schließmuskel öffnet sich. Da der Darm alkalisch ist, werden Chemorezeptoren angeregt, wenn angesäuerte Nahrung in den Zwölffingerdarm gelangt. Dies führt zur Aktivierung des Sympathikus und Schließung des Schließmuskels.

Der Funktionsmechanismus der verbleibenden Schließmuskeln ähnelt dem Prinzip des Herzens.

Die Hauptfunktion der Schließmuskeln ist die Evakuierung des Inhalts, was nicht nur das Öffnen und Schließen fördert, sondern auch zu einer Erhöhung des Tonus der glatten Muskulatur des Gastrointestinaltrakts, systolischen Kontraktionen des Antrums des Magens und einer Erhöhung führt im Druck.

Somit trägt die motorische Aktivität zu einer besseren Verdauung, Förderung und Entfernung von Produkten aus dem Körper bei.

7. Physiologie der Absorption

Absaugung - der Prozess der Übertragung von Nährstoffen aus der Höhle des Magen-Darm-Trakts in die innere Umgebung des Körpers - Blut und Lymphe. Die Absorption erfolgt im gesamten Magen-Darm-Trakt, ihre Intensität ist jedoch unterschiedlich und hängt von drei Gründen ab:

1) die Struktur der Schleimhaut;

2) Verfügbarkeit von Endprodukten;

3) die Zeit, die der Inhalt im Hohlraum verbringt.

Die Schleimhaut des unteren Teils der Zunge und des Bodens der Mundhöhle ist verdünnt, kann jedoch Wasser und Mineralien aufnehmen. Aufgrund der kurzen Verweildauer der Nahrung in der Speiseröhre (ca. 5-8 s) findet keine Resorption statt. Im Magen und Zwölffingerdarm werden eine kleine Menge Wasser, Mineralien, Monosaccharide, Peptone und Polypeptide, medizinische Komponenten und Alkohol absorbiert.

Die Hauptmenge an Wasser, Mineralien, Endprodukten des Proteinabbaus, Fetten, Kohlenhydraten und medizinischen Bestandteilen wird im Dünndarm aufgenommen. Dies ist auf eine Reihe morphologischer Merkmale der Schleimhautstruktur zurückzuführen, wodurch die Kontaktfläche mit Falten, Zotten und Mikrovilli erheblich zunimmt). Jede Zotte ist mit einem einschichtigen zylindrischen Epithel bedeckt, das eine hohe Durchlässigkeit aufweist.

In der Mitte befindet sich ein Netzwerk von Lymph- und Blutkapillaren, die zur Klasse der gefensterten gehören. Sie haben Poren, durch die Nährstoffe passieren. Das Bindegewebe enthält auch glatte Muskelfasern, die den Zotten Bewegung verleihen. Es kann forciert und oszillierend sein. Das metsympathische Nervensystem innerviert die Schleimhaut.

Im Dickdarm wird Stuhl gebildet. Die Schleimhaut dieser Abteilung hat die Fähigkeit, Nährstoffe aufzunehmen, dies geschieht jedoch nicht, da sie normalerweise in den darüber liegenden Strukturen absorbiert werden.

8. Mechanismus der Absorption von Wasser und Mineralien

Die Absorption erfolgt aufgrund physikalisch-chemischer Mechanismen und physiologischer Muster. Dieser Prozess basiert auf aktiven und passiven Verkehrsträgern. Von großer Bedeutung ist die Struktur der Enterozyten, da die Absorption durch die apikalen, basalen und lateralen Membranen unterschiedlich erfolgt.

Studien haben gezeigt, dass die Absorption ein aktiver Prozess der Enterozytenaktivität ist. Im Experiment wurde Monoiodessigsäure in das Lumen des Magen-Darm-Trakts eingeführt, was zum Absterben von Darmzellen führt. Dies führte zu einer starken Abnahme der Absorptionsintensität. Dieser Prozess ist durch den Transport von Nährstoffen in zwei Richtungen und Selektivität gekennzeichnet.

Die Wasseraufnahme erfolgt im gesamten Magen-Darm-Trakt, am intensivsten jedoch im Dünndarm. Der Prozess verläuft aufgrund des Vorhandenseins eines osmotischen Gradienten, der während der Bewegung von Na, Cl und Glucose entsteht, passiv in zwei Richtungen. Während einer Mahlzeit, die viel Wasser enthält, dringt Wasser aus dem Darmlumen in das innere Milieu des Körpers ein. Umgekehrt wird beim Verzehr von hyperosmotischer Nahrung Wasser aus dem Blutplasma in die Darmhöhle abgegeben. Pro Tag werden etwa 8-9 Liter Wasser aufgenommen, davon stammen etwa 2,5 Liter aus der Nahrung, der Rest ist Teil der Verdauungssäfte.

Die Aufnahme von Na sowie von Wasser erfolgt in allen Abschnitten, am intensivsten jedoch im Dickdarm. Na dringt durch die apikale Membran des Bürstensaums ein, die ein Transportprotein enthält – den passiven Transport. Und durch die Basalmembran findet ein aktiver Transport statt – eine Bewegung entlang eines elektrochemischen Konzentrationsgradienten.

Der Transport von Cl ist mit Na verbunden und verläuft auch entlang des elektrochemischen Konzentrationsgradienten von Na, das in der inneren Umgebung enthalten ist.

Die Resorption von Bicarbonaten beruht auf der Aufnahme von H-Ionen aus der inneren Umgebung während des Transports von Na. H-Ionen reagieren mit Bicarbonaten und bilden Kohlensäure. Unter dem Einfluss von Carboanhydrase zerfällt die Säure in Wasser und Kohlendioxid. Darüber hinaus setzt sich die Absorption in die innere Umgebung passiv fort, die Freisetzung der gebildeten Produkte erfolgt durch die Lunge während des Atmens.

Die Aufnahme von zweiwertigen Kationen ist viel schwieriger. Die am leichtesten zu transportierende Ca. Bei niedrigen Konzentrationen gelangen Kationen mit Hilfe von Calcium-bindendem Protein durch erleichterte Diffusion in Enterozyten. Aus den Darmzellen gelangt es mit Hilfe des aktiven Transports in die innere Umgebung. Bei hohen Konzentrationen werden Kationen durch einfache Diffusion absorbiert.

Eisen gelangt durch aktiven Transport in die Enterozyte, wobei ein Komplex aus Eisen und Ferritinprotein gebildet wird.

9. Mechanismen der Aufnahme von Kohlenhydraten, Fetten und Proteinen

Die Aufnahme von Kohlenhydraten erfolgt in Form von Stoffwechselendprodukten (Mono- und Disaccharide) im oberen Drittel des Dünndarms. Glukose und Galaktose werden durch aktiven Transport absorbiert, und die Absorption von Glukose ist mit Na-Ionen verbunden – Symport. Mannose und Pentose treten passiv entlang des Glukosekonzentrationsgradienten ein. Fruktose wird durch erleichterte Diffusion zugeführt. Die Aufnahme von Glukose ins Blut erfolgt am intensivsten.

Die Proteinaufnahme erfolgt am intensivsten im oberen Teil des Dünndarms, wobei Proteine ​​tierischen Ursprungs 90–95 % und Proteine ​​pflanzlichen Ursprungs 60–70 % ausmachen. Die wichtigsten Abbauprodukte, die im Stoffwechsel entstehen, sind Aminosäuren, Polypeptide und Peptone. Der Transport von Aminosäuren erfordert die Anwesenheit von Trägermolekülen. Es wurden vier Gruppen von Transportproteinen identifiziert, die für einen aktiven Absorptionsprozess sorgen. Die Absorption von Polypeptiden erfolgt passiv entlang eines Konzentrationsgradienten. Die Produkte gelangen direkt in die innere Umgebung und werden über den Blutkreislauf durch den Körper transportiert.

Die Resorptionsrate von Fetten ist viel langsamer; die Resorption ist in den oberen Teilen des Dünndarms am aktivsten. Der Transport von Fetten erfolgt in Form von zwei Formen – Glycerin und Fettsäuren, die aus langen Ketten bestehen (Ölsäure, Stearinsäure, Palmitinsäure usw.). Glycerin gelangt passiv in die Enterozyten. Fettsäuren bilden mit Gallensäuren Mizellen und werden nur in dieser Form an die Membran der Darmzellen weitergeleitet. Dabei zerfällt der Komplex: Fettsäuren lösen sich in den Lipiden der Zellmembran und gelangen in die Zelle, Gallensäuren verbleiben in der Darmhöhle. Die aktive Synthese von Lipoproteinen (Chylomikron) und Lipoproteinen sehr geringer Dichte beginnt in den Enterozyten. Diese Stoffe gelangen dann durch passiven Transport in die Lymphgefäße. Der Gehalt an Lipiden mit kurzen und mittleren Ketten ist niedrig. Daher werden sie durch einfache Diffusion nahezu unverändert in Enterozyten aufgenommen, wo sie unter der Wirkung von Esterasen in Endprodukte zerlegt werden und an der Synthese von Lipoproteinen beteiligt sind. Diese Transportmethode erfordert weniger Kosten, daher wird diese Art der Absorption in einigen Fällen aktiviert, wenn der Magen-Darm-Trakt überlastet ist.

Der Absorptionsprozess verläuft also nach dem Mechanismus des aktiven und passiven Transports.

10. Regulationsmechanismen von Absorptionsprozessen

Die normale Funktion der Zellen der Schleimhaut des Gastrointestinaltrakts wird durch neurohumorale und lokale Mechanismen reguliert.

Im Dünndarm spielt die lokale Methode die Hauptrolle, da intramurale Plexusse einen großen Einfluss auf die Aktivität von Organen haben. Sie innervieren die Zotten. Dadurch vergrößert sich die Wechselwirkungsfläche des Nahrungsbreis mit der Schleimhaut, was die Intensität des Absorptionsprozesses erhöht. Die lokale Wirkung wird in Anwesenheit von Endprodukten des Stoffabbaus und Salzsäure sowie in Anwesenheit von Flüssigkeiten (Kaffee, Tee, Suppe) aktiviert.

Die humorale Regulation erfolgt durch das Hormon des Gastrointestinaltrakts Villikinin. Es wird im Zwölffingerdarm produziert und regt die Bewegung der Zotten an. Die Absorptionsintensität wird auch durch Sekretin, Gastrin, Cholecystokinin-Pancreosinin beeinflusst. Nicht die letzte Rolle spielen die Hormone der endokrinen Drüsen. So stimuliert Insulin und Adrenalin hemmt die Transportaktivität. Unter den biologisch aktiven Substanzen sorgen Serotonin und Histamin für die Absorption.

Der Reflexmechanismus basiert auf den Prinzipien eines unbedingten Reflexes, d.h. die Stimulation und Hemmung von Prozessen erfolgt mit Hilfe der parasympathischen und sympathischen Abteilungen des vegetativen Nervensystems.

Die Regulation von Absorptionsprozessen erfolgt also über Reflex-, humorale und lokale Mechanismen.

11. Physiologie des Verdauungszentrums

Die ersten Ideen über die Struktur und Funktionen des Nahrungszentrums wurden 1911 von I. P. Pavlov zusammengefasst. Nach modernen Vorstellungen handelt es sich beim Nahrungszentrum um eine Reihe von Neuronen, die sich auf verschiedenen Ebenen des Zentralnervensystems befinden und deren Hauptfunktion darin besteht regulieren die Aktivität des Verdauungssystems und sorgen für die Anpassung an die Bedürfnisse des Körpers. Derzeit sind folgende Stufen vergeben:

1) Wirbelsäule;

2) Bulbär;

3) Hypothalamus;

4) kortikal.

Die Wirbelsäulenkomponente wird von den Nervenzellen der Seitenhörner des Rückenmarks gebildet, die den gesamten Magen-Darm-Trakt und die Verdauungsdrüsen innervieren. Sie hat keine eigenständige Bedeutung und unterliegt Impulsen aus übergeordneten Ressorts. Die Bulbarebene wird durch Neuronen der Formatio reticularis der Medulla oblongata dargestellt, die Teil der Kerne der Trigeminus-, Gesichts-, Glossopharynx-, Vagus- und Hypoglossusnerven sind. Die Kombination dieser Kerne bildet ein komplexes Nahrungszentrum der Medulla oblongata, das die Sekretions-, Motor- und Resorptionsfunktion des gesamten Magen-Darm-Traktes reguliert.

Die Kerne des Hypothalamus sorgen für bestimmte Formen des Essverhaltens. Beispielsweise bilden die Seitenkerne das Zentrum für Hunger oder Ernährung. Wenn Neuronen gereizt sind, kommt es zu Bulimie – Völlerei, und wenn sie zerstört werden, stirbt das Tier an Nährstoffmangel. Die ventromedialen Kerne bilden das Sättigungszentrum. Wenn sie aktiviert werden, verweigert das Tier die Nahrungsaufnahme und umgekehrt. Die perifornischen Kerne gehören zum Durstzentrum; bei Reizung benötigt das Tier ständig Wasser. Die Bedeutung dieser Abteilung besteht darin, verschiedene Formen des Essverhaltens sicherzustellen.

Die kortikale Ebene wird durch Neuronen repräsentiert, die Teil der Gehirnabteilung des gustatorischen und olfaktorischen sensorischen Systems sind. Darüber hinaus wurden in den Frontallappen der Großhirnrinde separate Punktherde gefunden, die an der Regulation von Verdauungsprozessen beteiligt sind. Nach dem Prinzip des bedingten Reflexes wird eine vollkommenere Anpassung des Organismus an die Existenzbedingungen erreicht.

12. Physiologie von Hunger, Appetit, Durst, Sättigung

Hunger - ein Zustand des Körpers, der während einer langen Abwesenheit von Nahrung als Folge der Erregung der lateralen Kerne des Hypothalamus auftritt. Das Hungergefühl ist durch zwei Erscheinungsformen gekennzeichnet:

1) Ziel (Auftreten von Hungerkontraktionen des Magens, die zu Nahrungsbeschaffungsverhalten führen);

2) subjektiv (Beschwerden in der Magengegend, Schwäche, Schwindel, Übelkeit).

Derzeit gibt es zwei Theorien, die die Mechanismen der Erregung von Hypothalamus-Neuronen erklären:

1) die Theorie des "hungrigen Blutes";

2) „Peripherie“-Theorie.

Die Theorie des "hungrigen Blutes" wurde von IP Chukichev entwickelt. Sein Wesen liegt darin, dass, wenn das Blut eines hungrigen Tieres in ein wohlgenährtes Tier übertragen wird, dieses ein Nahrungsbeschaffungsverhalten entwickelt (und umgekehrt). "Hungriges Blut" aktiviert die Neuronen des Hypothalamus aufgrund niedriger Konzentrationen von Glukose, Aminosäuren, Lipiden usw.

Es gibt zwei Möglichkeiten der Beeinflussung:

1) Reflex (durch Chemorezeptoren der reflexogenen Zonen des Herz-Kreislauf-Systems);

2) humoral (nährstoffarmes Blut fließt zu den Neuronen des Hypothalamus und bewirkt deren Erregung).

Nach der "peripheren" Theorie werden Hungerkontraktionen des Magens auf die lateralen Kerne übertragen und führen zu deren Aktivierung.

Appetit - Verlangen nach Essen, emotionale Empfindungen im Zusammenhang mit dem Essen. Es tritt auf der Ebene der Großhirnrinde nach dem Prinzip eines konditionierten Reflexes auf und nicht immer als Reaktion auf einen Hungerzustand und manchmal auf eine Abnahme des Nährstoffgehalts im Blut (hauptsächlich Glukose). Das Auftreten eines Appetitgefühls ist mit der Freisetzung einer großen Menge an Verdauungssäften verbunden, die einen hohen Gehalt an Enzymen enthalten.

Sättigung tritt auf, wenn das Hungergefühl gestillt ist, begleitet von einer Erregung der ventromedialen Kerne des Hypothalamus nach dem Prinzip eines unbedingten Reflexes. Es gibt zwei Arten von Manifestationen:

1) Ziel (Aufhören des nahrungserzeugenden Verhaltens und Hungerkontraktionen des Magens);

2) subjektiv (das Vorhandensein angenehmer Empfindungen).

Derzeit wurden zwei Sättigungstheorien entwickelt:

1) primär sensorisch;

2) sekundär oder wahr.

Die primäre Theorie basiert auf der Stimulation der Magen-Mechanorezeptoren. Beweis: Wenn ein Kanister in den Magen eines Tieres eingeführt wird, tritt in Experimenten innerhalb von 15-20 Minuten eine Sättigung auf, begleitet von einer Erhöhung des Nährstoffgehalts, der den absetzenden Organen entnommen wird.

Nach der sekundären (oder metabolischen) Theorie tritt eine wahre Sättigung erst 1,5-2 Stunden nach einer Mahlzeit ein. Infolgedessen steigt der Nährstoffgehalt im Blut an, was zur Erregung der ventromedialen Kerne des Hypothalamus führt. Aufgrund des Vorhandenseins reziproker Beziehungen in der Großhirnrinde wird eine Hemmung der lateralen Kerne des Hypothalamus beobachtet.

Durst - der Zustand des Körpers, der in Abwesenheit von Wasser auftritt. Es passiert:

1) bei Erregung der perifornischen Kerne während einer Flüssigkeitsabnahme aufgrund der Aktivierung von Volomorezeptoren;

2) mit einer Abnahme des Flüssigkeitsvolumens (es gibt einen Anstieg des osmotischen Drucks, auf den osmotische und natriumabhängige Rezeptoren reagieren);

3) wenn die Schleimhäute der Mundhöhle austrocknen;

4) mit lokaler Erwärmung hypothalamischer Neuronen.

Unterscheiden Sie zwischen wahrem und falschem Verlangen. Wahrer Durst tritt auf, wenn der Flüssigkeitsspiegel im Körper abnimmt und von einem Verlangen nach Trinken begleitet wird. Falscher Durst geht mit Austrocknung der Mundschleimhaut einher.

Somit reguliert das Nahrungszentrum die Aktivität des Verdauungssystems und sorgt für verschiedene Formen des Nahrungsbeschaffungsverhaltens für menschliche und tierische Organismen.

Autoren: Kuzina S.I., Firsova S.S.

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