Physiologie
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Stuttgart
Thieme
[2017]
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| Ausgabe: | 3., vollständig überarbeitete Auflage |
| Schriftenreihe: | Duale Reihe
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| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
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| adam_text | Inhaltsverzeichnis
1 Grundlagen der Zellphysiologie..............
Markus Hoth, Jens Rettig
1.1 Einführung..................................
1.2 Stoffmenge und Konzentration.................
1.3 Osmose......................................
1.4 Stofftransport..............................
1.4.1 Passiver Transport...........................
1.4.2 Aktiver Transport.............................
1.4.3 Transport über Zellverbände...................
1.5 Zellorganisation, Zytoskelett, Zellbeweglichkeit
und intrazellulärer Transport...............
1.5.1 Zellorganisation............................
1.5.2 Zytoskelett und Zellbeweglichkeit............
1.5.3 Intrazellulärer Transport....................
1.6 Elektrische Vorgänge an Zellen...............
1.6.1 Das Ruhemembranpotenzial (RP)................
1.6.2 Abweichungen vom Ruhemembranpotenzial...
1.7 Signalübertragung zwischen Zellen............
2 Grundlagen der Neurophysiologie.............
Markus Hoth Jens Rettig
2.1 Zellen des Nervensystems....................
2.1.1 Neuronen....................................
2.1.2 Gliazellen..................................
2.2 Die Blut-Hirn-Schranke......................
2.3 Erregungsvorgänge an Nervenzellen...........
2.3.1 Spannungsgesteuerte Ionenkanäle.............
2.3.2 Das Aktionspotenzial (AP)...................
2.3.3 Erregungsfortleitung in Nervenzellen........
2.4 Synaptische Übertragung.....................
2.4.1 Elektrische Synapsen........................
2.4.2 Chemische Synapsen..........................
2.5 Signalverarbeitung im Nervensystem..........
2.5.1 Konvergenz und Divergenz....................
2.5.2 Postsynaptische Hemmung.....................
2.5.3 Präsynaptische Hemmung......................
2.5.4 Räumliche und zeitliche Summation...........
2.6 Funktionsprinzipien sensorischer Systeme....
3 Grundlagen der Muskelphysiologie
Jens Rettig
3.1 Einführung..................................
3.2 Quergestreifte Skelettmuskulatur............
3.2.1 Aufbau der Skelettmuskulatur................
3.2.2 Erregungs-Kontraktions-Koppelung der Skelett-
muskulatur.........................................
3.2.3 Molekulare Mechanismen der Muskelkontraktion
(Gleitfilamenttheorie).....................
3.2.4 Mechanik der Muskelkontraktion..............
3.2.5 Kontraktionsformen..........................
3.2.6 Faserarten der Skelettmuskulatur............
3.3 Herzmuskulatur.................................. 74
3.4 Glatte Muskulatur............................... 74
3.4.1 Aufbau der glatten Muskulatur................... 74
3.4.2 Erregungs-Kontraktions-Koppelung der glatten
Muskulatur..................................... 75
3.4.3 Kontraktion der glatten Muskulatur.............. 76
3.4.4 Relaxation der glatten Muskulatur............... 76
► Klinischer Fall: Junge mit Muskelschwäche.... 78
4 Herz............................................ 81
Markus Hoth, Erhard Wischmeyer
4.1 Morphologie und Funktion........................ 81
4.2 Elektrophysiologie des Herzens.................. 82
4.2.1 Differenzierung der Herzmuskulatur.............. 82
4.2.2 Ruhemembranpotenzial (RP)....................... 84
4.2.3 Erregungsbildung und Fortleitung................ 85
4.2.4 Aktionspotenziale (AP).......................... 86
4.2.5 Elektromechanische Koppelung.................... 90
4.2.6 Elektrokardiogramm (EKG)........................ 91
4.3 Mechanik der Herzaktion........................ 102
4.3.1 Phasen des Herzzyklus.......................... 102
4.3.2 Herztöne und Herzgeräusche..................... 104
4.3.3 Druck-Volumen-Veränderungen während des
Herzzyklus.................................... 105
4.4 Steuerung der Herztätigkeit.................... 108
4.4.1 Frank-Starling-Mechanismus..................... 108
4.4.2 Einfluss des vegetativen Nervensystems auf die
Herztätigkeit................................. 109
4.5 Durchblutung und Stoffwechsel des Herzens.... 112
4.5.1 Sauerstoffbedarf des Herzens und Koronardurch-
blutung.............................................. 112
4.5.2 Energetik und Stoffwechsel des Herzens......... 113
4.6 Das Herz als endokrines Organ.................. 114
► Klinischer Fall: Plötzliche Schmerzen „auf der
Brust44....................................... 115
5 Blutkreislauf...................................119
Stephan Grissmer
5.1 Grundlagen..................................... 119
5.1.1 Aufbau und Funktion............................ 119
5.1.2 Hämodynamik.................................... 121
5.2 Das Hochdrucksystem............................ 130
5.2.1 Hämodynamische Charakteristika................. 131
5.2.2 Der arterielle Blutdruck....................... 134
5.3 Das Niederdrucksystem.......................... 139
5.3.1 Grundlagen..................................... 139
5.3.2 Druckverhältnisse im Niederdrucksystem......... 140
5.4 Einfluss des hydrostatischen Drucks auf den
arteriellen und venösen Blutdruck............. 142
5.5 Mikrozirkulation............................... 145
5.5.1 Die terminale Strombahn........................ 145
5.5.2 StofFaustausch................................. 146
5.5.3 Lymphgefäßsystem............................... 149
13
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71
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6
Inhaltsverzeichnis
5.6 Kreislaufregulation............................ 150
5.6.1 Regulation des Blutdrucks...................... 150
5.6.2 Regulation der Organdurchblutung............... 154
5.7 Spezifische Merkmale der verschiedenen
Organkreisläufe............................... 160
5.7.1 Lunge.......................................... 160
5.7.2 Gehirn......................................... 161
5.7.3 Haut........................................... 162
5.7.4 Herz........................................... 163
5.7.5 Niere.......................................... 163
5.7.6 Skelettmuskulatur.............................. 163
5.7.7 Splanchnikuskreislauf.......................... 164
5.8 Kreislaufversagen - Schock..................... 165
5.8.1 Ursachen und Entstehungsmechanismus............ 165
5.8.2 Symptome bei Schock............................ 166
5.8.3 Formen des Schocks............................. 166
5.9 Fetaler Blutkreislauf.......................... 166
5.9.1 Merkmale des fetalen Blutkreislaufs............ 166
5.9.2 Umstellung des Kreislaufs mit/nach der Geburt ... 167
► Klinischer Fall: Kaffeesatzerbrechen........... 169
6 Blut............................................173
Markus Hoth, Erhard Wischmeyer
6.1 Aufgaben des Blutes............................ 173
6.2 Blutvolumen.................................... 173
6.3 Blutbestandteile............................... 174
6.3.1 Zelluläre Bestandteile......................... 175
6.3.2 Blutplasma..................................... 186
6.4 Hämostase...................................... 189
6.4.1 Primäre Hämostase.............................. 189
6.4.2 Sekundäre Hämostase............................ 192
6.5 Fibrinolyse.................................... 197
7 Immunsystem.....................................201
Markus Hoth, Erhard Wischmeyer
7.1 Einführung..................................... 201
7.1.1 Aufgaben des Immunsystems...................... 201
7.1.2 Aufbau......................................... 202
7.1.3 Steuerung der Immunreaktion - Zytokine......... 203
7.2 Unspezifisches Immunsystem..................... 205
7.2.1 Unspezifisches zelluläres Immunsystem...........205
7.2.2 Unspezifisches humorales Immunsystem........... 210
7.3 Spezifisches Immunsystem....................... 213
7.3.1 Spezifisches zelluläres Immunsystem............ 213
7.3.2 Spezifisches humorales Immunsystem............. 222
7.4 Blutgruppen.................................... 227
7.4.1 Das ABO-System................................. 227
7.4.2 Das Rhesus-System.............................. 229
8 Atmung.........................................233
Heimo Ehmke
8.1 Einführung.................................... 233
8.2 Funktionen der Lunge.......................... 234
8.3 Belüftung der Lunge........................... 234
8.3.1 Funktionelle Anatomie des Bronchialbaums.... 234
8.3.2 Atemmechanik.................................. 236
8.3.3 Lungenvolumina und Lungenkapazitäten.......... 240
8.3.4 Bestimmung der Lungenvolumina und
-kapazitäten.................................. 242
8.3.5 Ventilationsstörungen......................... 246
8.4 Alveolärer Gasaustausch....................... 247
8.4.1 Grundlagen der Diffusion...................... 247
8.4.2 Physik der Gase............................... 247
8.4.3 Typische Partialdruckwerte.................... 248
8.4.4 Gasaustausch über die Alveolarmembran......... 249
8.4.5 Ventilations-Perfusions-Verhältnis............ 250
8.4.6 Hypoxische Vasokonstriktion................... 253
8.4.7 Störung des Gasaustauschs..................... 253
8.5 Atemgastransport im Blut und Gewebeatmung... 254
8.5.1 Sauerstofftransport im Blut................... 254
8.5.2 Molekulare Physiologie des Hämoglobins........ 255
8.5.3 Gasaustausch im peripheren Gewebe............. 260
8.5.4 C02-Transport im Blut......................... 261
8.5.5 02- und C02-Transport im Vergleich............ 261
8.6 Atmungsregulation............................. 262
8.6.1 Rhythmogenese und Atemantriebe................ 262
8.6.2 Zelluläre Mechanismen der Chemorezeption.... 262
8.6.3 Integrative Antworten auf Änderungen der
chemischen Atemantriebe....................... 263
8.6.4 Nichtchemische Atemantriebe................... 264
8.6.5 Der Rhythmusgenerator der Atmung.............. 265
8.6.6 Rolle des arteriellen pC02 bei der Atmungs-
regulation ................................... 266
8.6.7 Pathologische Atmungsformen................... 267
8.7 Adaptation der Atmung......................... 268
8.7.1 Anpassung an mittlere und große Höhen......... 268
8.7.2 Tauchen....................................... 270
► Klinischer Fall: Akute Atemnot................ 272
9 Säure-Basen-Haushalt.......................... 275
Heimo Ehmke
9.1 Einführung.................................... 275
9.2 Chemische Grundlagen.......................... 275
9.2.1 Säure-Basen-Gleichgewicht..................... 275
9.2.2 pH-Wert....................................... 276
9.2.3 Zentrale Gleichung des Säure-Basen-Haushalts... 276
9.3 Regulation des Säure-Basen-Haushalts.......... 276
9.3.1 Puffersysteme................................. 276
9.3.2 Regulation des Säure-Basen-Haushalts durch die
Atmung........................................ 280
9.3.3 Regulation des Säure-Basen-Haushalts durch die
Niere......................................... 282
9.3.4 Regulation des Säure-Basen-Haushalts durch die
Leber......................................... 284
9.3.5 Intrazelluläre pH-Regulation.................. 284
Inhaltsverzeichnis
7
9.4 Störungen des Säure-Basen-Haushalts............
9.4.1 Einteilung.....................................
9.4.2 Kompensationsmechanismen.......................
9.4.3 Diagnostik von Störungen des Säure-Basen-
Haushalts ....................................
► Klinischer Fall: Luftnot bei bekannter Lungen-
erkrankung............................................
10 Niere und Salz-/Wasserhaushalt.................
Armin Kurtz, Charlotte Wagner
10.1 Funktionen der Niere...........................
10.2 Anatomische Grundlagen.........................
10.3 Durchblutung der Niere.........................
10.3.1 Nierengefäße...................................
10.3.2 Aufgaben der Nierendurchblutung................
10.3.3 Intrarenale Verteilung des Blutflusses.........
10.3.4 Determinanten der Nierendurchblutung...........
10.3.5 Regulationsfaktoren des Nierengefäßwiderstands.
10.3.6 Messung des renalen Blutflusses................
10.4 Plasmafiltration...............................
10.4.1 Der Glomerulusfilter...........................
10.4.2 Regulation der glomerulären Filtration.........
10.4.3 Konstanthaltung des Filtrationsdrucks
(Autoregulation der Niere)...................
10.5 Resorption und Sekretion von Stoffen durch die
Tubuluszellen................................
10.5.1 Das Tubulussystem..............................
10.5.2 Kompartimentierung des Niereninterstitiums —
10.5.3 Funktionsspezifität der Nephronabschnitte......
10.5.4 Ausscheidung harnpflichtiger Substanzen........
10.5.5 Natriumresorption..............................
10.5.6 Chloridresorption..............................
10.5.7 Kaliumresorption und -Sekretion................
10.5.8 Kalzium- und Magnesiumresorption...............
10.5.9 Protonensekretion und Bikarbonatresorption —
10.5.10 Resorption und Sekretion von Säureanionen und
Basenkationen................................
10.5.11 Resorption von Zuckern.....................
10.5.12 Resorption von Proteinen und Aminosäuren...
10.5.13 Resorption von Wasser (Harnkonzentrierung) —
10.6 Energiestoffwechsel der Niere................
10.6.1 Determinanten des renalen Energieverbrauchs ...
10.6.2 Sauerstoffversorgung der Niere..............
10.6.3 Substrate der Energiegewinnung..............
10.7 Nierenhormone................................
10.7.1 Renin.......................................
10.7.2 Erythropoietin (EPO)........................
10.7.3 1,25-Dihydroxycholecalciferol (Kalzitriol)..
10.7.4 Prostaglandine..............................
10.7.5 Klotho......................................
10.8 Wasser-und Elektrolythaushalt................
10.8.1 Wasserräume des Körpers.....................
10.8.2 Wasserzufuhr und -abgabe....................
10.8.3 Regulation des Wasser- und Elektrolythaushalts..
10.8.4 Störungen des Wasserhaushalts...............
10.8.5 Natrium: Bilanz und Funktion................
10.8.6 Störungen des Natriumhaushalts..............
10.8.7 Kalium: Bilanz und Funktion.................
10.8.8 Störungen des Kaliumhaushalts................. 329
10.8.9 Kalzium- und Phosphathaushalt................. 329
10.8.10 Magnesiumhaushalt............................ 331
10.9 Der Endharn (Urin)............................ 332
10.10 Funktion der ableitenden Harnwege............. 333
10.10.1 Nierenbecken und Harnleiter.................. 333
10.10.2 Harnblase.................................... 333
► Klinischer Fall: Akute Verwirrtheit................ 334
11 Hormonelle Regulation..........................337
Rainer Deutzmann
11.1 Grundlagen.................................... 337
11.1.1 Prinzipien der Signalübertragung zwischen Zellen. 337
11.1.2 Extrazelluläre Signalmoleküle: Hormone und
Zytokine...................................... 339
11.2 Hypothalamisch-hypophysäres System: Integration
von ZNS und endokrinem System................. 349
11.2.1 Hypothalamus.................................. 350
11.2.2 Hypophyse..................................... 354
11.2.3 Rückkoppelungsmechanismen..................... 355
11.3 Wachstumshormon............................... 357
11.3.1 Regulation der Biosynthese.................... 357
11.3.2 Molekulare Wirkungen.......................... 358
11.3.3 Zelluläre Wirkungen........................... 360
11.4 Prolaktin (PRL)............................... 362
11.4.1 Regulation der Biosynthese.................... 362
11.4.2 Molekulare und zelluläre Wirkungen............ 363
11.5 Schilddrüsenhormone (Thyroxin und
Triiodthyronin)............................... 365
11.5.1 Biosynthese, Transport, Aktivierung und Abbau... 365
11.5.2 Molekulare Wirkungen.......................... 369
11.5.3 Zelluläre Wirkungen........................... 370
11.6 Hormone der Nebennierenrinde.................. 374
11.6.1 Überblick..................................... 374
11.6.2 Mineralokortikoide............................ 377
11.6.3 Glukokortikoide............................... 380
11.6.4 Androgene.................................... 389
11.7 Hormone des Nebennierenmarks: Adrenalin und
Noradrenalin.................................. 390
11.7.1 Biosynthese, Sekretion, Inaktivierung und Abbau.. 390
11.7.2 Molekulare Wirkungen.......................... 393
11.7.3 Zelluläre Wirkungen........................... 394
11.8 Pankreashormone............................... 398
11.8.1 Insulin....................................... 398
11.8.2 Glukagon...................................... 410
11.9 Gastrointestinale Hormone..................... 412
11.10 Hormone mit Wirkung auf den Wasser- und
Elektrolythaushalt............................ 412
11.10.1 Regulator des Wasserhaushalts: Antidiuretisches
Hormon (ADH).................................. 412
11.10.2 Regulatoren des Natriumhaushalts............. 412
11.10.3 Regulatoren des Kaliumhaushalts.............. 412
11.10.4 Regulatoren des Kalzium- und Phosphathaushalts. 412
► Klinischer Fall: Gewichtszunahme und Erschöpfung 413
285
285
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. 321
. 321
, 326
, 327
. 327
. 328
8
Inhaltsverzeichnis
12 Sexualentwicklung und
Reproduktionsphysiologie................417
Claudia Pedain
12.1 Hypothalamisch-hypophysär-gonadale Steuerung
der Sexualfunktion............................ 417
12.1.1 Hormone des Hypothalamus...................... 417
12.1.2 Hormone der Hypophyse......................... 419
12.1.3 Hormone der Gonaden........................... 420
12.2 Menstruationszyklus.......................... 427
12.2.1 Zyklische Veränderungen im Ovar............... 427
12.2.2 Zyklische Veränderungen des Endometriums..... 430
12.3 Gametogenese.................................. 431
12.3.1 Oogenese..................................... 432
12.3.2 Spermatogenese............................... 433
12.4 Kohabitation................................. 434
12.4.1 Sexuelle Erregung und Orgasmus............... 434
12.5 Befruchtung und Implantation.................. 438
12.5.1 Ejakulat...................................... 438
12.5.2 Spermatozoenaszension und Kapazitation........ 439
12.5.3 Befruchtung................................... 441
12.5.4 Implantation der befruchteten Eizelle......... 442
12.6 Fetoplazentare Einheit........................ 445
12.6.1 Plazentation.................................. 445
12.6.2 Uteroplazentarer Kreislauf.................... 446
12.6.3 Aufgaben der Plazenta......................... 446
12.6.4 Fetaler Kreislauf............................. 448
12.7 Schwangerschaftsbedingte Veränderungen des
mütterlichen Organismus....................... 448
12.8 Geburt........................................ 451
12.8.1 Normaler Geburtsverlauf....................... 451
12.8.2 Geburtsmechanik bei vorderer Hinterhauptslage .. 451
12.8.3 Hormonale Regulation der Wehentätigkeit...... 453
12.9 Laktation..................................... 454
12.9.1 Laktogenese................................... 455
12.9.2 Galaktogenese................................. 455
12.9.3 Galaktopoese.................................. 455
12.10 Ceschlechtsfestlegung und Pubertät............ 456
12.10.1 Geschlechtsfestlegung........................ 456
12.10.2 Pubertät..................................... 458
12.11 Klimakterium................................. 462
12.11.1 Organische Ursachen des Klimakteriums........ 462
12.11.2 Somatische und vegetative Veränderungen und
deren Symptome................................ 462
13 Ernährung, Verdauung und
Absorption, Leber..............................467
Jens Leipziger
13.1 Ernährung..................................... 467
13.1.1 Energiebedarf................................. 467
13.1.2 Nahrungsbestandteile.......................... 467
13.1.3 Inadäquate Ernährung.......................... 473
13.1.4 Regulation von Nahrungsaufnahme und Energiere-
serven ....................................... 475
13.1.5 Regulation der Flüssigkeitsaufnahme........... 477
13.2 Verdauung.................................... 477
13.2.1 Gastrointestinale Motilität.................. 477
13.2.2 Gastrointestinale Sekretion.................. 488
13.2.3 Aufschluss der Nahrungsbestandteile.......... 504
13.3 Absorption................................... 506
13.3.1 Kohlenhydratabsorption....................... 506
13.3.2 Proteinabsorption............................ 507
13.3.3 Lipidabsorption.............................. 508
13.3.4 Absorption von Mineralstoffen................ 509
13.3.5 Absorption von Wasser........................ 510
13.3.6 Absorption sonstiger Nahrungsbestandteile... 511
13.4 Leber........................................ 511
► Klinischer Fall: Bluthochdruck und „flush“.. 512
14 Energie* und Wärmehaushalt....................515
Stephan Grissmer
14.1 Energiehaushalt.............................. 515
14.1.1 Grundlagen................................... 515
14.1.2 Energiequellen............................... 515
14.1.3 Energieumsatz................................ 516
14.2 Wärmehaushalt und Temperaturregulation...... 522
14.2.1 Körpertemperatur............................. 522
14.2.2 Wärmebildung................................. 523
14.2.3 Wärmeabgabe und -aufnahme.................... 524
14.2.4 Temperaturregulation......................... 526
14.2.5 Akklimatisation.............................. 531
► Klinischer Fall: Gewichtsabnahme und Nervosität. 533
15 Arbeits-, Sport- und Leistungs-
physiologie ....................................537
Stephan Grissmer
15.1 Einführung.................................... 537
15.2 Grundlagen.................................... 537
15.2.1 Arbeit........................................ 537
15.2.2 Leistung...................................... 538
15.3 Energiegewinnung.............................. 539
15.3.1 Energiegewinnung ohne Sauerstoff (anaerob) — 539
15.3.2 Energiegewinnung mit Sauerstoff (aerob)...... 540
15.4 Anpassung physiologischer Parameter unter
körperlicher Belastung....................... 540
15.4.1 Veränderungen im Laktatstoffwechsel........... 540
15.4.2 Anpassungsreaktionen des Herz-Kreislauf-Systems 542
15.4.3 Anpassungsreaktionen des respiratorischen
Systems...................................... 544
15.5 Leistungsmessung und -beurteilung............. 546
15.5.1 Anaerobe Tests................................ 546
15.5.2 Aerobe Tests.................................. 548
15.5.3 Timetrial..................................... 550
15.6 Training...................................... 551
15.6.1 Belastung..................................... 551
15.6.2 Kraft......................................... 552
15.6.3 Schnelligkeit................................. 553
15.6.4 Ausdauer...................................... 553
15.6.5 Ermüdung...................................... 554
15.7 Doping........................................ 555
Inhaltsverzeichnis
9
16 Vegetatives Nervensystem.....................
Jan C. Behrends
16.1 Einführung...................................
16.2 Definition und Terminologie..................
16.3 Organisation des vegetativen Nervensystems___
16.3.1 Efferenzen (pVNS im engeren Sinne)...........
16.3.2 Viszerale (oder vegetative) Afferenzen.......
16.3.3 Organisation des enterischen Nervensystems___
16.4 Mechanismen der Signalübertragung im pVNS . ..
16.4.1 Ganglionäre synaptische Transmission.........
16.4.2 Postganglionäre Signalübertragung............
16.4.3 Nichtklassische Signalübertragung, Kotransmitter
und Neuromodulation.........................
16.4.4 Präsynaptische Kontrolle der Transmitter-
freisetzung .......................................
16.4.5 Kontrolle des enterischen Nervensystems durch
Sympathikus und Parasympathikus.............
16.5 Zentrale vegetative Reflexbahnen.............
16.5.1 Miktion und Defäkation.......................
16.5.2 Pressorezeptorenreflex und Orthostase........
16.6 Zentrale Kontrolle des VNS im Verhaltens-
kontext............................................
16.7 Der Hypothalamus als vegetatives Koordinations-
zentrum ...........................................
17 Sinnesphysiologie:
Funktionsprinzipien und
somatoviszerale Sensibilität................
Jan C. Behrends
17.1 Funktionsprinzipien von Sinnessystemen
(Allgemeine Sinnesphysiotogie)..............
17.1.1 Einführung...................................
17.1.2 Sinneskanäle als Basis der Unterscheidung von
Modalitäten und Qualitäten..................
17.1.3 Mechanismen der Reizaufnahme und
-Umwandlung.................................
17.1.4 Prinzipielle Organisation von Sinneskanälen..
17.1.5 Subjektive Sinnesphysiologie (Psychophysik)..
17.2 Periphere Organisation der somatoviszeralen
Sensibilität und Sensormechanismen..........
17.2.1 Grundlagen der peripheren Organisation.......
17.2.2 Kutane Mechanorezeption......................
17.2.3 Propriozeption...............................
17.2.4 Thermorezeption..............................
17.2.5 Nozizeption..................................
17.2.6 Viszerale Sensibilität.......................
17.3 Zentrale Organisation der somatoviszeralen
Sensibilität................................
17.3.1 Verschaltungen im Rückenmark und im Hirn-
stamm..............................................
17.3.2 Thalamokortikale somatoviszerosensible
Systeme.....................................
18 Visuelles System................................623
Stephan Frings, Frank Müller
18.1 Einführung..................................... 623
18.2 Auge........................................... 623
18.2.1 Aufbau des Auges............................... 623
18.2.2 Dioptrischer Apparat........................... 623
18.2.3 Pupille........................................ 632
18.2.4 Augeninnendruck................................ 635
18.2.5 Tränensekretion................................ 638
18.2.6 Augenbewegungen................................ 638
18.2.7 Netzhaut und primäre sensorische Prozesse..... 639
18.3 Zentrale Sehbahn und kortikale Repräsentation... 656
18.3.1 Verlauf und Funktion der Sehbahn............... 656
18.3.2 Informationsverarbeitung innerhalb der einzelnen
Stationen der Sehbahn.......................... 659
18.3.3 Räumliches Sehen (Tiefenwahrnehmung)........... 666
► Klinischer Fall: Leistungsabfall und Polyurie. 668
19 Auditorisches System, Stimme und
Sprache.........................................671
Stephan Frings, Frank Müller
19.1 Einführung..................................... 671
19.2 Grundbegriffe der physiologischen Akustik..... 671
19.2.1 Schall......................................... 671
19.2.2 Schalldruckpegel und Lautstärkepegel........... 672
19.2.3 Hörbereich und Unterschiedsschwellen........... 673
19.3 Schallübertragung zum Innenohr................. 674
19.3.1 Formen der Schallleitung....................... 674
19.3.2 Impedanzanpassung und Schallschutz im Mittelohr 675
19.4 Schallverarbeitung im Innenohr................. 677
19.4.1 Anatomische Voraussetzungen für die
Schallanalyse.................................. 677
19.4.2 Mechanismen der Schallanalyse.................. 678
19.5 Zentrale Hörbahn und kortikale Repräsentation... 683
19.5.1 Kodierung auditorischer Signale................ 683
19.5.2 Stationen der Hörbahn.......................... 684
19.5.3 Richtungshören................................. 687
19.6 Lautbildung und -ausformung durch den
peripheren Sprechapparat....................... 688
19.6.1 Phonation...................................... 688
19.6.2 Artikulation................................... 689
20 Vestibuläres System.............................693
Stephan Frings, Frank Müller
20.1 Einführung..................................... 693
20.2 Vestibularapparat.............................. 693
20.2.1 Anatomischer Aufbau............................ 693
20.2.2 Beschleunigungsmessung mit Haarzellen.......... 694
20.2.3 Makulaorgane - Registrierung von
Linearbeschleunigung........................... 695
20.2.4 Bogengangsorgane - Registrierung von
Drehbeschleunigung............................. 697
559
559
559
560
560
564
565
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595
597
601
602
603
607
608
608
616
Inhaltsverzeichnis
10
20.3 Zentrale Verschaltung des vestibulären Systems... 698
20.3.1 Anatomischer Aufbau.......................... 698
20.3.2 Vestibuiookulärer Reflex und weitere
Nystagmusformen.............................. 699
203.3 Vestibulospinale Reflexe................... 703
20.3.4 Bewusste Lagewahrnehmung................... 703
21 Gustatorisches und olfaktorisches
System ..................................... 707
Stephan Frings, Frank Müller
21.1 Einführung................................... 707
21.2 Der Geschmackssinn........................... 707
21.2.1 Geschmackszellen............................. 708
21.2.2 Reizübermittlung (gustatorische Transduktion) ... 709
2 ] .2.3 Geschmacksbahn............................. 709
213 Der Geruchssinn.............................. 711
21.3.1 Riechschleimhaut und Riechzellen............. 712
21.3.2 Reizübermittlung (olfaktorische Transduktion).... 713
21.3.3 Riechbahn.................................... 713
21.4 Vergleich zwischen gustatorischem und olfaktori-
schem System........................................ 715
22 Sensomotorik..................................719
Jens Rettig
22.1 Einleitung................................... 719
22.2 Spinale Motorik.............................. 720
22.2.1 Aufbau des Rückenmarks....................... 720
22.2.2 Funktionen des Rückenmarks................... 724
22.2.3 Supraspinale Kontrolle über absteigende Bahnen.. 729
22.3 Hirnstamm und Motorik........................ 730
22.3.1 Aufbau des Hirnstamms........................ 730
22.3.2 Funktionen des Hirnstamms.................... 731
22.4 Planung und Ausführung von Willkürbewegungen. 733
22.4.1 Kortex....................................... 734
22.4.2 Basalganglien.............................. 737
22.4.3 Kleinhirn.................................. 740
22.5 Zusammenfassendes Beispiel sensomotorischer
Abläufe...................................... 742
Klinischer Fall: Älterer Mann mit Bewegungs-
störung ..................................... 744
23 Integrative Leistungen des zentralen
N e rve n systems.............................747
Josef Bischofberger
23.1 Einführung................................... 747
23.2 Anatomische und funktionelle Organisation der
Großhirnrinde................................ 747
23.2.1 Makroskopischer Aufbau....................... 747
23.2.2 Funktionelle Gliederung...................... 748
23.2.3 Mikroskopische Struktur und Verschaltung..... 750
23.3 Neurophysiologische Untersuchung zerebraler
Aktivität.................................... 755
23.3.1 Elektroenzephalogramm (EEG)................... 755
23.3.2 Ereigniskorrelierte Potenziale (EKP).......... 759
23.3.3 Magnetenzephalogramm (MEG).................... 759
23.3.4 Funktionelle Analyse durch Bildgebung......... 759
23.4 Schlafen, Wachen, Aufmerksamkeit.............. 761
23.4.1 Der zirkadiane Rhythmus....................... 761
23.4.2 Wachheit und Schlaf im EEG.................... 761
23.4.3 Neuronale Steuerung von Wachheit und
Schlafphasen................................. 763
23.4.4 Altersabhängigkeit des Schlaf-Wach-Rhythmus... 763
23.4.5 y^Wellen bei Wachheit und REM-Schlaf.......... 764
23.4.6 Synchronisationsmechanismus der y-Wellen..... 764
23.5 Sprache und Bewusstsein....................... 765
23.5.1 Sprache....................................... 765
23.5.2 Bewusstsein................................... 768
23.6 Lernen und Gedächtnis......................... 771
23.6.1 Sensorisches Gedächtnis....................... 771
23.6.2 Arbeits-oder Kurzzeitgedächtnis............... 772
23.6.3 Langzeitgedächtnis............................ 773
23.6.4 Molekulare Mechanismen der synaptischen
Plastizität.................................. 777
23.7 Triebverhalten, Motivation und Emotion........ 779
23.7.1 Motivation durch Triebe....................... 780
23.7.2 Zielgerichtetes Verhalten durch Emotionen.... 780
23.7.3 Zentrale Repräsentation von Emotionen......... 780
23.7.4 Hunger und Durst.............................. 782
23.7.5 Angst und Furcht.............................. 783
23.7.6 Freude und Sucht.............................. 785
► Klinischer Fall: Akut aufgetretene Lähmung und
Sprachstörung................................ 788
24 Antwortkommentare klinische
Fallbeispiele.................................791
24.1 Muskeldystrophie Typ Duchenne................. 791
24.2 Myokardinfarkt................................ 792
24.3 Ösophagusvarizenblutung bei Leberzirrhose.... 792
24.4 Lungenembolie................................. 793
24.5 Infektexazerbierte COPD....................... 794
24.6 Akutes prärenales Nierenversagen.............. 795
24.7 Morbus Cushing................................ 796
24.8 Metastasierendes Karzinoid.................... 797
24.9 Hyperthyreose bei Struma...................... 797
24.10 Diabetes mellitus............................. 798
24.11 Parkinson Syndrom............................. 799
24.12 Schlaganfall.................................. 799
Sachverzeichnis...............................801
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