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Herz und Kreislauf

  • Arterie: führt vom Herzen weg
  • Vene: führt zum Herzen hin
  • Architektur von Kreislaufsystemen
    1. Offenes Kreislaufsystem: offen über Hämolymphe?
      • Leibeshöhle (Hämocoel) dient zum Transport der Nährstoffe
      • Versorgung des Gewebes mit Stoffen erfolgt langsamer und weniger gezielt
        • Bsp. Insekten:
          • Atemgase werden über Tracheen ausgetauscht
          • Kreislaufsystem dient haupts. zum Nährstofftransport, schnelle Versorgung daher keine Priorität
      • Anpassung an Veränderungen nicht so schnell möglich
    2. Geschlossenes Kreislaufsystem: geschlossen durch Kapillarsystem
      1. Ein Kreislauf: Aneinanderreihung von Lungen- und Körperkreislauf
      2. Zwei Kreisläufe: Trennung von Lungen- und Körperkreislauf
        • Ermöglicht niedrigeren Blutdruck in der Lunge: dünnere Gefäße, bessere Diffusion
        • Ermöglicht höheren Blutdruck im Körperkreislauf: bessere Versorgung
  • Architektur von Herzen als Pumpe
    1. Peristaltische Pumpe
      • Schlauch, der entlang seiner Länge in eine Richtung "gequetscht" wird durch umgebende Muskeln (z. B. bei Anneliden)
    2. Muskelpumpe
      • Schlauch mit Ventilklappen, der kontrahieren kann (z. B. bei Arthropoden)
      • Verringerung des Rückstroms gegenüber peristaltischer Pumpe
    3. Kammerpumpe
      • Spezialisierter Hohlmuskel mit Ventilklappen
      • I. d. R. zweistufig: Vorhof/Kammer
      • Bei Säugetieren zweimal Vorhof/Kammer (Doppelkammerpumpe)
      • Diastole: Füllphase der Kammer
      • Systole: Auswurfphase der Kammer
      • Ventilebenenmechanismus
        • Vorhof und Kammer können kontrahieren
        • Kontraktion zieht jeweils die Ventilklappen Richtung Kammer (Systole) bzw. Richtung Vorhof (Diastole)
    => Zusätzliche Volumenveränderung
  • Das Herz als Muskel
    • Elektro-mechanische Kopplung
      1. Skelettmuskel:
        • Kurzes AP erregt Muskel (10 bis 20ms)
        • Kontraktion beginnt mit 50 bis 200ms Verzögerung
      2. Herzmuskel:
        • Aktionspotential dauert fast so lange an wie Kontraktion (200 bis 300ms) -> Plateauphase
        • Refraktärzeit weit nach hinten geschoben
          1. Durch AP öffnen sich Na+-Kanäle, Na+ strömt in Muskelzelle (schnelle Depolarisation)
          2. Durch Na+-Einstrom werden Ca++-Kanäle geöffnet (langanhaltende Depolarisation, Plateauphase)
            • Im Gegensatz dazu lagern bein Skelettmuskelzellen die Ca++-Ionen intrazellulär, ihre Freisetzung verändert also nicht das Membranpotential
          3. Schnelle Natrium-Kanäle werden erst wieder aktivierbar, wenn Zelle repolarisiert wurde
      => Verhindert Tetanisierbarkeit der Herzmuskelzellen
      => Sichert koordinierte und rythmische Kontraktion des Herzens
  • Schrittmacher
    1. Neurogene Schrittmacher (z. B. Dekapoden (Hummer, Krabben, ...))
      • "Echte" Nervenzellen, die Rhythmisch das Herz anregen
      • Depolarisation durch Na+-Kanäle
      • Durch ZNS beeinflusst
    2. Myogene Schrittmacher (u. a. Vertebraten, Mollusken)
      • Spezialisierte Muskelzellen
      • Depolarisation durch Ca++-Kanäle
      • Durch ZNS über vegetatives Nervensystem beeinflusst
      • Lokalisiert im Sinusknoten, der sich rhythmisch entläd
        1. Na+-Einstrom in Zelle über "Funny-Channels"
        2. Ca++-Einstrom über spannungsgesteuerte Ca++-Kanäle, Depolarisation
        3. K+-Ausstrom aus Zelle, Repolarisation
        4. Reploarisation triggert wieder Öffnung der Funny-Channels
  • Erregungsleitung im Herzmuskel
    • Erregung geht vom Sinusknoten aus
    • Muskelzellen geben Erregung über Gap-Junctions an benachbarte Zellen weiter
      • Erregung zwischen Vorhof und Kammer wird nicht über Gap-Junktions weitergegeben, sondern über den AV-Knoten
        • Kontraktion der Kammer wird dadurch von unten aus initiiert
        • Dient als Frequenzfilter (z. B. bei Kammerflimmern)
    • Durch die lange Refraktärzeit läuft die Erreung nur in eine Richtung
    • EKG zeichnet Erregungsverlauf auf, je nachdem, wo am Körper die Elektroden angebracht werden

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Zuletzt geändert am 19 September 2006 18:33 Uhr von chrschn