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Physio

Modell zur Veranschaulichung der Vorgänge bei der Aufnahme eines I/t-Diagrammes

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Im schraffierten Bereich des Reizzeit-Intensitäts-diagrammes kann kein AP ausgelöst werden. Es kann aber sehr wohl eine elektrotonische Depolarisation an der Membran erreicht werden. Aus dem Gesagten geht hervor, daß die Mechanismen, welche der Depolarisation entgegenwirken (siehe Leitfähigkeit der Ionenkanäle bei verschiedenen Membranpotentialen, NaK-Pumpe und elektrotonisches Potential bzw. mein „current-sink – current-source-Modell“) überspielt werden müssen, um ein AP auslösen zu können. Ich möchte hier ein weiteres einfaches Modell vorstellen, welches meiner Meinung nach gute Vergleichsmöglichkeiten bietet:

Bei dem Druck, der bei dem Niveau EM entsteht, fließt über E in Ruhe genau soviel ab, wie über NKP zufließt.

Ein Wasserbecken mit geschlossener Abflußklappe (APK), ein Überlauf-Abflußrohr (E), ein Überlauf (f.l.), ein Zuflußrohr (NKP), ein Wasserhahn (g), und ein Abflußrohr (AR) genügen zur Illustration. Als Grundzustand nehme ich an, daß über NKP (Vergleiche die Wirkung der NaK-Pumpe auf das EM) ein konstanter geringer Zustrom erfolgt, so daß sich das Becken bis zum level EM füllt und dann das Wasser auf diesem Niveau gehalten wird. Das Wasser kann ja über E abfließen, und wenn das EM erreicht ist, herrscht genügend Druck, um gleichviel über E abfließen zu lassen, wie über NKP zufließt (dieser geringe Abfluß über E soll denjenigen Ionenstrom im Ruhezustand darstellen, der durch die NaK-Pumpe kompensiert wird).

Wird nun über NKP durch Öffnen von g (soll die Leitfähigkeit von Ionenkanälen symbolisieren, bzw. den Intensitätsregler am Reizgerät) ein kurzer starker Strom hergestellt (g wird kurz aufgedreht, wobei die Zeit sozusagen kürzer sein muß als die Nutzzeit), dann wird das Niveau steigen (elektrotonisches Potential) und anschließend wieder auf das EM absinken, weil über den Überlauf E eben bei größerem Druck etwas mehr abfließt (je höher der Spiegel über E liegt, um so mehr wird über E abfließen – vergleiche dazu die jeweiligen Leitfähigkeiten von Ionenkanälen bei verschiedenen Memranpotentialen bzw. Gradienten).

Wenn der Zufluß über NK nur um soviel erhöht wird, daß der gesamte Zustrom über E abfließen kann, so kann dies unendlich lang geschehen, aber das Niveau wird nicht steigen. Der Wert liegt sozusagen unter dem Rheobasewert (Stromstärke). Der Rheobasewert wird dann erreicht, wenn der Zustrom größer ist als der Strom, der über E abfließen kann. Das Niveau wird in diesem Fall langsam steigen und irgendwann wird der Überlauf f.l. erreicht.

Fließt nun Wasser über f.l. (Hinweis auf firing level), so wird dadurch die Klappe APK geöffnet, was die Auslösung eines AP darstellen soll. (Es wäre interessant, dieses AP des Modells am nächsten Becken über ein Verbindungsstück in das Zuflußrohr einfließen zu lassen. Dabei würde ersichtlich, daß der „overshoot“ zur Fortleitung gebraucht wird, bzw. zumindest eine Reserve darstellt, und daß die elektrotonische Ausbreitung (hier als Fluß im Rohr zu finden) nicht verlustfrei ist, doch das beträfe ja alles die Fortleitung eines AP und gehört folglich nicht zu dieser Frage). Ich habe dieses Modell gewählt, um darzustellen, daß man sich bei mA-Werten unterhalb der Rheobase und bei Zeiten kleiner der Nutzzeit im elektrotonischen Bereich befindet. Im elektrotonischen Bereich gilt = EC*ER

und durch das passive Verhalten der Membran verläuft eine kleine Depolarisation spiegelbildlich zu einer kleinen Hyperpolarisation (abgesehen vom Bereich, in dem es zu einer lokalen Erregung kommt). Die Hyperpolarisation ist im Modell darstellbar durch Verringerung des Ruhe-NKP-Zuflusses, dadurch sinkt EM nämlich bis zu E ab.

Fließt nun über NK z.B. 0, 1 l/cm² (unendlich lang) zu, und wird f.l. nie erreicht, so muß über E ebenfalls 0,1 l/cm² abfließen können. Läßt man nun 0,15 l/cm² zufließen und nach langer Zeit wird ein AP ausgelöst (Rheobase), so kann über E zwar 0,1; aber nicht 0,15 l/cm² abfließen, d.h. die maximale Abflußstromstärke ist 0,1 l/cm² (je kleiner die Intervalle der Erhöhung, um so genauer kann die maximale Abflußstromstärke bestimmt werden). Findet man also z.B. 0,1 l/cm² als max. Abflußstromstärke, so benötigt man eine gewisse Zeit (Nutzzeit), um bei einer Stromstärke von 0,15 l/cm² ein AP auslösen zu können.

Unter Verwendung der doppelten Stromstärke, also 0,3 l/cm², wird die Zeit, welche verstreicht bis f.l. erreicht ist, natürlich kürzer sein (Nutzzeit der doppelten Rheobase bzw. Chronaxie).

Nutzzeit der Rheobase minus Chronaxie:

Nach meinem Modell möchte ich noch einen Gedanken zur Rheobase und Chronaxie ausführen. Beträgt bei obigen Beispiel die Zeit bei 0,15 l/cm² Zufluß bis zur AP-Auslösung z.B. 10 min, und bei einem Zustrom von 0,3 l/cm² 6 min, dann weiß man, daß das „level“ unter diesem Umstand vom EM in 4 min zum f.l. angehoben wurde. Ob nach dem Regler g unbekannte Widerstände sind, ist gleichgültig, solange sie konstant bleiben. Bei einem x-beliebigen R wird sowohl die Nutzzeit der Rheobase, als auch die der doppelten Rheobase verlängert. D.h., man bekäme dann eben z.B. 12 min und 8 min als Nutzzeiten und so mit wieder 4 min als Wert für die Nutzzeitendifferenz. Wird im obigen Beispiel mehr Zeit benötigt als 4 min, so kann das EM zu tief liegen, oder f.l. zu hoch, bzw. über E zuviel abfließen; es könnte aber auch die Zusammensetzung der Flüssigkeit verändert sein, und somit die Fließeigenschaft; außerdem kommen noch unzählige andere Ursachen in Betracht, Temperaturänderung, APK könnte undicht sein…, f.l. wird in jedem dieser Fälle nicht so schnell erreicht. Übertragen bedeutet das, wenn die Zeitdifferenz Nutzzeit der Rheobase minus Chronaxie verlängert ist, so ist die Erregbarkeit vermindert. Da beide Reizungen unter gleichen Bedingungen durchgeführt werden (zur Ermittlung der Rheobase und der Chronaxie beläßt man die Elektroden an der gleichen Stelle), spielt der unbekannte R wenig Rolle, da er sich bei der von mir angegebenen Methode wegkürzt.

Die Betonung im vorigen Satz möchte ich auf „wenig“ legen, denn es ist so, daß jeder R (auch der beste, welcher in der Technik zu finden ist, und sogar dann, wenn er konstant auf Extremtemperaturen gehalten werden kann) einen gewissen (wenn auch oft vernachlässigbar kleinen) Toleranzbereich aufweist, und seinen Wert unter Belastung ändert. Bei einem biologischen R, im gegebenen Fall kann man sich den R aus vielen verschiedenen Teil-R, welche einerseits parallel und andererseits seriell verschaltet sind, zusammengesetzt vorstellen, ist natürlich eine spezielle Toleranz zu erwarten. Z.B. durch veränderte Durchblutung nach der 1. Reizung usw. sind besondere Umstände gegeben. Biologische Reaktionen beanspruchen aber eine gewisse Zeit (vergleiche NLG vegetativer Nervenfasern), wodurch ein Fehlerbereich ausgeschaltet werden kann, wenn beide durchzuführende Reizungen sehr schnell, aber natürlich nicht in der Refraktärphase, hintereinander vorgenommen werden. D.h., es müßte zuerst die Nutzzeit der Rheobase bestimmt werden, dann die Chronaxie und nach längerer Pause müßten beide Werte in möglichst kurzem Zeitabschnitt hintereinander überprüft werden – Übereinstimmung zeigt dann, ob D R? vernachlässigt werden kann. Wenn R?, der sich aus R- Gewebe und R- Membran in Serie geschaltet, zusammensetzt, nun annähernd konstant bleibt zwischen zwei Reizungen, dann wird sich die Spannung an der Axonmembran annähernd proportional zur applizierten Stromstärke verhalten, und daher Aufschluß über die Erregbarkeit der Membran, bzw. über die Steigung des Präpotentials liefern. Die absoluten Werte für den Gewebewiderstand und für den Membranwiderstand sind so natürlich nicht zu ermitteln, wodurch eine

Schwellwertbestimmung mittels Oberflächenelektroden ausgeschlossen ist. Um den Schwellwert zu bestimmen, genügt die Kenntnis der Steilheit des Präpotentials nicht. Dazu müßte zumindest auch das EM bekannt sein, welches ebenfalls unmöglich mit Oberflächenelektroden zu ermitteln ist. Auch durch Blockierung eines AP durch Hyperpolarisation könnte höchstens der Wert „Amplitudenmaximum minus Präpotential „ ermittelt werden. Eine Bestimmung des firing level mit Oberflächenelektroden ist also ebensowenig möglich, wie eine Bestimmung des EM.

Übrigens müssen zur Verlaufskontrolle von Muskellähmungen, z.B. bei totaler Facialisparese, schon Fibrillationen gemessen werden, und es genügt nicht, einfach Zuckungen zu beurteilen. Obwohl die Art der Zuckung – doch das kann ich nicht beurteilen, und wird wahrscheinlich auch so manche Physiologen überfordern – für Spezialisten vielleicht schon aufschlußreich sein mag.

Bei einer Prüfung hörte ich jedenfalls von jemandem, der es eigentlich wissen sollte, daß die Rheobase ein völlig ungenauer Wert sei, und, daß man über die Chronaxie keine Aussagen bezüglich Erregbarkeit machen könne, sondern daß diese lediglich zur Prüfung der Kontinuität dient.

Eigentlich hatte ich vor, Ihnen noch ein paar außergewöhnliche Begebenheiten aus den Physiologischen Übungen des Wiener Institutes für Physiologie zu erzählen, doch ein seltsames Phänomen macht es mir unmöglich. Kaum will ich einen Satz zu Papier bringen, überfällt mich eine furchtbare Sprachlosigkeit. Deshalb habe ich mich entschlossen, anstatt dessen ein kurzes Drama „La Hodda, Prinz von Practica“ zum besten zu geben, bevor diese Frage mit Bemerkungen zum allgemeinen Einsatz von elektrischen Strom in der Medizin abgeschlossen wird.

Physio

La Hodda, Prinz von Practica

Ein Kommentar

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Als Motto möchte ich Shakespeare zitieren:

Ich habe gehört, daß schuldige Geschöpfe,
Bei einem Schauspiel sitzend, durch die Kunst
Der Bühne so getroffen worden sind
Im innersten Gemüt,
daß sie sogleich
Zu ihren Missetaten
sich bekannt“.

Ort der Handlung: Practica
Zeit: 1993
Personen:
La Hodda, Prinz von Practica
Willkü, Kaiserlich-Königlicher Oberstromdichtenbegutachter
Volta, K&K Voltmessermeister
Erster Student
Zweiter Student
Dritter Student
Elko, Staatlich geprüfter Elektrodenträger
Ihre Majestät, der Kaiser
und andere

Erster und zweiter Student sitzen ratlos an einem Tisch, auf welchem ein seltsames Gerät mit der Aufschrift „RG“ steht.
Erster Student: In der Übungsanleitung steht, man soll vor dem Einschalten des Gerätes einen beaufsichtigenden Vorzeiger holen.
Zweiter Student: Du hast das Gerät abgeschaltet, Elko persönlich hat dir die Elektroden angelegt, die Regler stehen alle auf 0, es kann nichts passieren. Wohl an, so schalt‘ schon ein, es soll gelingen,
denn wir müssen dringen
in der Übung vor
sonst hören wir den Chor,
Trigger, Trigger Körent Sink!
Erster Student: Nun denn, so …ah, ah, Hilfe!
Der erste Student wird von einem fürchterlichen Stromstoß
durch die Luft geschleudert, worauf Elko sofort herbeieilt.
Elko: Was geht hier vor?
Seid Ihr verrückt?
Zweiter Student: Wir haben nur, einfach on-geschaltet haben wir.
Elko: On-geschaltet? Das Gerät? Es hätte in Betrieb sein müssen,
ich hab‘ es vor Beginn der Übung, sollt ihr wissen,
ongestellt ,bereits!
Zweiter Student: Ja, aber weil hier geschrieben, ja hier steht‘s,
vor dem Einschalten des Gerätes,
sei ein Vorzeiger zu holen stets,
so habe ich gedacht…
Elko: Das war‘s. Das war der Fehler! Denken! Immer versucht ihr es mit Denken,
ihr Falotten,
obwohl dies deutlich wir verboten.
Ständig erlassen wir Semesterfristen, erhöhen wir den Umfang uns‘res Wissens
wir mühen und plagen uns, um euch zu schützen vor dem Denken , aber ihr, ihr könnt‘s nicht lassen. Ich warne euch! Werdet ihr erwischt von dem Großen La Hodda , so bleibt euch im mildesten Fall der Ausschluß, da ihr ja immerhin, dies muß bedacht‘, Neffen seid des Fürsten Macht.
Erster Student: Achtung, der Prinz naht!
La Hodda: Meine Herren, es freut mich, sie eifrig am Werke zu sehen.
Ich erinnere sie erneut,
und verkünd‘ wie gestern nun auch heut‘,
die oberste Maxime an unserem Hof:
Prüfung der Kontinuität! Liebe Leut! Prüfung der Kontinuität, liebe Leut‘!
Erster Student (inzwischen etwas erholt) flüsternd zum zweiten Studenten:
Wovon spricht er?
Zweiter Student: Von der Kontinuität.
Erster Student: Aha. Weißt du, welche?
Zweiter Student: Sei still, sonst höre ich nichts und er merkt noch, daß wir tratschen. Von den Nerven natürlich!
La Hodda verläßt den Saal.
Erster Student zu Elko: Ich hätte mich beinahe umgebracht vor Zeiten, sag‘ drum nur,
wie hoch ist die maximale Ausgangsleistung der Selbstmordapper‘tur?
Elko: Streng geheim!
Erster Student: Sage es, oder ich berichte meinem Vater.
Elko: Ich darf‘s nicht wissen, aber wenn du Mut kennst und nicht verzagst,
so wär‘s denkbar, daß du den K & K Oberstromdichtenbegrenzer, Willkü fragst.
Erster Student forsch zu Willkü:
Wie hoch ist die maximale Ausgangsleistung des Reizgerätes?
Willkü: Eine verwegene Frage wahrlich, ist dir klar, daß ich beharrlich, dein Verhalten dem Prinzen melden muß?
Erster Student: Meinetwegen frage ich ihn persönlich.
Was kann mir Schlimmeres geschehen?
Ich kam beinah ums Leben – Ach was, wir werden‘s sehen.
La Hodda war durch seine Spione bereits von dem aufsässigen Studenten, welcher es wagte, Fragen zu stellen, informiert worden, und erschien mit grimmigen Blicke im Saal.
Erster Student zu La Hodda: Großer Prinz, ich hab es gesehen,
daß der dritte Student die Kathode proximal angelegt,
ich hab es gesehen, daß Studenten fanden munter,
Werte um 70 m/s und darunter,
für A-Fasern man bedenke; ich vermute daher mitunter,
auch wenn ich Sie kränke, daß man die Zeit des H-Reflexes sah.
Als NLG, das ist wohl klar, kann niemals sie sein wahr, fürwahr.
Haben Sie die Großzügigkeit, oh La Hodda, mir die maximale Ausgangsleistung der Reizgeräte, bzw. die Spannung, mit der gereizt wird, zu verraten?
La Hodda: (zu sich selbst: Satansbraten, Teufelsbub!) laut:
Sohn des Fürsten Macht, ich warne dich, gib acht!
Du sollst die Kontinuität feststellen!
Du sollst ein I/t-Diagramm aufnehmen, hat es geheißen. Du aber kümmerst dich um NLG und stellst Fragen, wie ich seh‘!
Bewußt nehme ich an! Mann sollte dich in den Hungerturm werfen, verruchter Geselle, und zwar auf der Stelle!
Doch geschehe Gnade vor Recht, so ergeh‘s dir nicht schlecht , ich erklär dir das Gestell. Die maximale Ausgangsleistung des Gerätes, du Gesell, ist….
Er begutachtet das Gerät von allen Seiten, sieht sogar am Gehäuseboden nach und meint schließlich mit ach:
Ach, ja, ich habe die Geräte umbauen lassen und wir gaben dann,
sie schaffen nur Verwirrung, Skalen und Beschriftungen nicht mehr dran!
In der Fisiologie zählt ohnehin die elektrische Spannung nicht,
hat keinen Sinn und kein Gewicht.
Es zählt nur die Stromdichte einzig und allein;
nur die Stromdichte, die muß sein.
Wegen des unbekannten Widerstand‘s spielt die Spannung, mit der man reizen solle,
in keines Landes eine Rolle!
Erster Student: Wie kann man aber über Stromdichte auf die maximale Ausgangsleistung des Gerätes kommen?
Und ist Stromdichte nicht ersonnen,
um den spezifischen Leitwert bzw. den spezifischen Widerstand in VmA-1 zu bestimmen? Ist dieser spezifische Widerstand bei einem lebendem und inhomogenen Gewebe etwa gar, durch Willküs Stromdichte bestimmbar?
La Hodda: Die motorischen Fasern werden auf jeden Fall gereizt! Ich habe supramaximale Reizung angeordnet. Außerdem gibt es an unserem Hof keinen H-Reflex, und was an anderen Höfen verkündet wird, hat Sie nicht zu interessieren, verstanden!
Erster Student: Haben Sie dem Strom auch befohlen, daß er sich schön gleichmäßig muß auf vorgeschriebenem Querschnitt passen,
und sich von Willkü gut gehegt, kontrollieren lassen?
Und beherbergt das Gerät, ich kann‘s nicht fassen,
Stromdichtenbegrenzer ist es wahr,
statt Spannungsbegrenzer gar?
La Hodda: Still, ihr dummen Affen!
Ihr sollt in unser Osci gaffen.
Seid nix, lernt nix, könnt nix!
aber maulen wie die Helden, wie die losen,
bringt mich nicht zum Tosen,
trigger
Ihr wollt fragen, ihr wollt sagen,
nie und nimmer, denn in diesem Zimmer
und auch am Flur, bin ich der Herr hier nur.
Fragt die hohe Schülerschaft du Ostarichi,
oder fragt den Michi1
aber lasset mir den Frieden, sonst muß ich euch hienieden
trigger, trigger schmieden,
neue feine Elektroden,
welche euch in Grund und Boden,
trigger…
Elko, man bringe mir Nadelelektroden, wir haben einen Interessenten.
Erster Student schreit: Nein, nein, es ist alles klar, wir lassen es bewenden!
Ihre Majestät, der Kaiser, betritt den Saal und schüttelt jedem die Hände.
Der Kaiser zum dritten Studenten: Was ist es, das Sie hier verrichten?
Dritter Student, einer der wenigen mit rotem Blut: Ich messe die Rheobase, so wie mir aufgetragen wurde.
Kaiser: Wozu?
Dritter Student: Um die Kontinuität zu überprüfen, wie Ihre Majestät es wünscht.
Kaiser: Ich bin stolz auf mein Volk und meine Wissenschaft.
Unsere Fisiologen haben die zwei größten Erkenntnisse der Geschichte gewonnen. Erstens muß alles und jedes entweder ein Eigen- oder ein Fremdreflex sein, und zweitens dient die Rheobase wie die Chronaxie der Überprüfung der Kontinuität. Bravo! Die Erkenntnisse werden durch die kaiserlichen Insignien und durch die Segnung des Papstes geschützt und die ganze Welt hat, weil es der Menschheit nützt, sie zur Kenntnis zu nehmen, Amen!
Ein Kurier überbringt dem Kaiser eine Depesche von dem Tiroler-Herzog.
Kaiser entsetzt: Ich bekam hier Kunde von einem verschwor‘nem Bunde.
Der Kaiser von Würzburg, steht im Bericht,
hält sich an die wissenschaftlichen Konventionen nicht.
Der Wicht, der meint, daß es zur supramaximalen Reizung Spannung bedarf.
Er spricht, und das ist Verrat,
von etwa 60 bis 90 Volt im Draht
Dies bei einigen Milliampére,
dafür schick ich ihm mein Heer!
Das bedeutet Krieg!
Wache! Rittmeister! Marschall!
Donnerwetter, wo bleiben die alten Veteranen der Wiener Schulmilitärakademie?
Wetzt die Säbel, es gibt Krieg!
Bringt mir die Botschaft dem Papst.
Diesem König aus deutschem Lande,
wird samt seiner Bande,
sowahr ich hier stehe,
das Recht und der Anspruch auf Heilig- und Seligsprechung für ewig entzogen, denn er hat die Heilige Kirche betrogen.
Er hat gelogen und des Heiligen Vaters Ehr‘ entzogen.
Unser Haus hat das Recht zur Bestimmung, laut Vertrag…
Willkü: Eure Majestät möge sich beruhigen. Der Papst, er ist unfehlbar, er hat uns bewahre versichert, unser Lehrbuch sei das einzige echte und wahre.
Kaiser: Prinz, man bringe mir unser Lehrbuch der Fisiologie der Schola Vindobona!
Prinz zu Willkü flüsternd: Bist du verrückt, was geb‘ ich ihm hin, du Narr?
Willkü: Hier nimm die Bibel, sie spricht wahr, fürwahr.
Prinz reicht dem Kaiser das Alte Testament.
Kaiser: Kein Verfasser, so ein Schund. Ein anderes, elender Hund!
Prinz: Es ist im Entstehen, Majestät.
Es muß nur noch verfaßt, gedruckt, gebunden, korrigiert und überarbeitet werden, und…
Kaiser: Aufhören, ich habe genug!
Andere Länder, andere Sitten.
Krieg diesen Teutschen, es sei denn, er nimmt es zurück,
und zwar jedes Stück,
seiner wagen Sagen,
in denen es da heißt,
daß Spannung sei vonnöten, ach wie dreist.
Der Kaiser verläßt erbost den Saal.
Willkü:
Erster Elektrisiermeister, sofort bei allen Studiosi die Kontinuität überprüfen!
Aber diesmal mit erhöhter Stromdichte, damit mir nicht wieder Zuckungen vorgetäuscht werden!
An die Arbeit!
Trigger! Trigger! Körent Sink!

Volta sitzt still in einer Ecke, lächelt und denkt sich:
Gut, daß man mich nicht entdeckte.
Und man hörte den Chor:
Trigger! Trigger! Körrent Sink!
Körrent Sink!
Körrent!
Sink!
 

1 Manche versuchen eben ihre besondere Gelehrsamkeit dadurch mitzuteilen, daß sie vom Gesundheitsminister den Vornamen kennen, und sie sprechen von ihm, als wäre er ihr Busenfreund.

Physio

23) Catecholamine

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1. Definition und Vorkommen

Die Bezeichnung „Catecholamine“ stammt vom einfachsten ortho-Diphenol, dem Brenzcatechin (engl. catechol). Dopamin, Adrenalin (A) und Noradrenalin (NA) sind o-Diphenole mit einer Aminogruppe in der Seitenkette.

Adrenalin, Noradrenalin und Dopa (3,4-Dihydroxyphenylalanin) wirken einerseits als Transmittersubstanzen im Nervensystem und andererseits als Hormone die auf dem Blutweg ihre Zielorgane erreichen (teilweise werden sie auch als Gewebehormone bezeichnet). Es handelt sich um biogene Amine, die aus der AS Tyrosin entstehen. Tyrosin ðDopa ð Dopamin ðNA ðA.

Abgesehen vom Vorkommen bei adrenergen und noradrenergen Neuronen im ZNS, ist NA der Transmitter des postganglionären Sympathicus (abgesehen von Ausnahmen). Weiters gibt es dann eben noch das NNM, ein umgewandeltes sympathisches Ganglion, welches präggl. sympathisch versorgt wird und A und NA im Verhältnis 80:20 produziert. In Streßsituationen – z.B. bei Belastungssituationen, Infektionen, Hypoglykämie, Verletzungen usw. – wird die adrenomedulläre sowie die sympathische Ausschüttung von A und NA stark erhöht. Unter Ruhebedingungen stammt das NA im Blut aber großteils von den sympathischen Endigungen.

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2. Streßbedingte Ausschüttung und Wirkung von Catecholaminen

In Streßsituationen bewirkt die verstärkte Catecholaminausschüttung des NNM sowie der in seiner Aktivität gesteigerte Sympathicus eine Erhöhung der Herzaktivität, Constriction von Gefäßen im Magen-Darm-Trakt und der Haut, sowie Dilatation der Muskelgefäße. Die Bronchien werden ebenfalls erweitert; siehe auch Notfallsreaktion. Für eventuelles Kampf- oder Fluchtverhalten muß 02, und Glucose v.a. für die Muskulatur bereitgestellt werden. Daher wird Glykogen abgebaut (Leber und in diesem Fall auch im Muskel). Weiters wird durch Lipolyse (Fettgewebe) und durch Proteolyse (Leber) für Energienachschub gesorgt. Bei Hypoglykämie wirken die Catecholamine auch synergistisch rnit Glucagon, zusätzlich wird die Insulinsekretion gehemmt. Die metabolischen Wirkungen und die Dilatation der Muskelarterien werden über b-Receptoren bewirkt. Auch die Thrombocytenaktivierung wird durcb A gefördert (wichtig bei Verletzungen).

Im Zusammenhang mit der Wirkung der Catecholamine auf die glatte Gefäßmuskulatur muß ich noch einmal auf die wichtige permissive Wirkung von Cortisol hinweisen.

Die wichtigsten Wirkungen von A und NA sind also eine Energie- und O2-Bereitstellung und die Umverteilung des Blutflusses, sodas die in Notsituationen die wichtigen Organe versorgt werden (die Verdauung kann warten bis die größte Gefahr vorüber ist).

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3. Schema: Übersicht zu den wichtigsten Wirkungen der Catecholamine aus dem NNN

Der Leistunganpassung, bzw. den GefäBßreaktionen der einzelnen Organkreisläufe liegen aber nicht nur humorale, sondern auch nervale und nicht zuletzt lokale metabolische Mechanismen zugrunde. Die Muskelgefäße sprechen auch auf Stoffwechselmetabolite an, die eine starke bis maximale Vasodilatation bewirken können. Die metabolische Autoregulation der peripheren Durchblutung kann durch einen P O2 ¯, P CO2 ­, und/oder [H+] ­ bewirkt werden. Im Muskel hat Lactat zwar selbst keine dilatatorische Wirkung, aber es wirkt über die PH-Verschiebung. Pyruvat, AMP und ADP zeigen leichte, ATP stärkere und Adenosin starke vasodilatatorische Wirkung.

NA wirkt am stärksten auf die a-adrenergen Receptoren, daher vermag es den Blutdruck (systolisch und diastolisch) zu heben. Bezüglich der Wirkung von A muß aber gesagt werden, daß man unmöglich Aussagen dazu machen kann, ohne die Konzentrationen anzugeben. Bei geringen und mittleren Konzentrationen z. B. bei Applikationen < 10 µg/min i. v. kommt es wegen der niedrigeren Schwelle der b-Receptoren, auf die A stärker wirkt als auf a-Receptoren, zu einer Vasodilatation (unbedingt wesentlich ist hier auch die Receptorenverteilung und die Ruheausschüttung an A, wegen Sensibilisierungseffekten). Der totale periphere Widerstand (tpW) wird geringer und wegen der positiv dromotropen, chronotropen und inotropen Wirkung werden das Schlagvolumen und die Frequenz des Herzens erhöht (wobei hier auch die Wirkung des A auf die Venen nicht zu vergessen ist, da zu der SV-Erhöhung natürlich ein dementsprechender venöser Rückstrom notwendig ist), d.h. in diesem Fall stimmt es gut damit über-ein, daß A den systolischen BLutdruck hebt und den diastolischen senkt. Bei hoher [A] kommt es aber nicht zu einer peripheren Dilatation von Arterien, da nun a- und b-Receptoren erregt werden, und die a-Receptoren bei gleichzeitiger Aktivierung beider gegenüber den b-Receptoren dominant sind. Der tpW wird erhöht, und es kommt nicht nur zu einem Ansteigen des systolischen, sondern auch des diastolischen Blutdruckes; siehe auch Schockbekämpfung. Es genügen übrigens auch geringere Konzentrationen an A, um den systolischen und den diastolischen BlUtdruck zu heben, bei gleichzeitiger Senkung der Herz-frequenz, wenn die b-Receptoren z. B. mit Propanolol blockiert werden.

Dazu ein Schema nach „Pharmakologie und Toxikologie, hrsg. von Forth/Henschler u.a., 5. Aufl. 1988, s. 141 f.“:

Weitere Hormone, wie z.B. Parathormon, Calcitonin usw. siehe unter den jeweiligen Stoffwechselfragen.

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4. Zwischenfragen

  • Wo werden die Catecholamine gebildet?
  • Was wirkt als Ausschüttungsreiz?
  • Wie wirken die Catecholamine?
  • ¿)Welche metabolischen Wirkungen treten bei starker körperlicher Anstrengung auf?
  • Welche Ursachen hat die Umverteilung des Blutvolumens?

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Physio

Ansichten des Studenten Wirrkopf

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Mehrdeutige Begriffe und ein aaliges Konzept dienen dazu, um sich der Verantwortung zu entziehen. Eine sinnvolle, funktionierende Kommunikation ist aber auf solcher Basis nicht vorstellbar. Ebensowenig vorstellbar ist eine sinnvolle Physiologie, die sich auf eine uneindeutige Terminologie stützt.

Bezüglich der Frage „Gewebehormone“ habe ich mir die Ansichten des Studenten Wirrkopf angehört und möchte sie hier auszugsweise wiedergeben.

Wirkopf zu mir:
Wissen Sie, es ist schon unglaublich welche Fragen man heutzutage als Student beantworten soll. Unlängst sollte ich einem Professor erklären was ich unter „somatisches Nervensystem“ verstehe. Natürlich hatte ich einige Mühe es vom nicht-somatischen zu unterscheiden, doch kaum war mir dies gelungen fragte er mich was ich unter „Receptoren“ verstehe. Nachdem ich ihm einen physiologischen Receptor schmackhaft machen konnte und mich schon gerettet wähnte, wollte er zu meinem Unglück noch von mir erfahren, was denn „Gewebehormone“ seien.
Er verwechselte mich wohl mit des Faustens Helfer dachte ich mir und sprach:….
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Kennzeichen des Lebens – mit HH Quiz Kreuzworträtsel (Bio 1.1)

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Meinungen wie: „Die Unterschiede zwischen Lebewesen und der unbelebten Natur sind so offensichtlich, dass man alleine durch Beobachtungen den Begriff Leben erklären kann. [1]“ teile ich keineswegs, wie man in einigen Artikeln von mir (der aktuellste ist dazu Leben und Intelligenz – künstlich und natürlich) leicht nachvollziehen kann, obwohl ich in dem Artikel nicht auf Viren und zu Mensch gewordene GötterInnen eingegangen bin. Offensichtlich ist für mich nur, dass die Biologen keine Definition für „Leben“ haben und sich daher mit Charakteristika und Beschreibungen von Voraussetzungen für Leben begnügen müssen.
Auf Diskussionen, um Energie, Information, Bewusstsein ect. will ich hir genau so wenig eingehen, wie auf die Entstehung (Miller-Experiment) des „Lebens“ auf der Erde.
Ich kann zwar auch keine Definition geben, aber sage einmal:
Leben ist ein materielles und energetisches, offenes System in einem Fließgleichgewicht, das sich fortpflanzt, sich verändert (eventuell der natürlichen Auslese unterliegt), aus einer oder mehreren Zellen aufgebaut ist und unter bestimmten Bedingungen (-25° C bis >110° C; pH Wert: ~0 bis 10; Vorhandensein von Wasser, Licht, …) auf der Erde vorkommt und typische Kennzeichen aufweist, wobei ich hier 12 aufzähle:

[tabs]
[tab title=“Lebenskennzeichen“]

  1. Struktur: Spezifische chemische und strukturelle Organisation (Zellen)
  2. Metabolismus (Stoffwechsel), Nahrungskette: Rohstoffe der Umgebung werden zur Energiegewinnung und zum Aufbau des Organismus verwendet.
  3. Wachstum und Entwicklung: DNA gesteuert; Kaulquappen zu Fröschen, Raupen zu Schmetterlinge, …
  4. Ausscheidung: Nebenprodukte des Metabolismus werden ausgeschieden.
  5. Regulationsfähigkeit: Homöostase; Regulierung von Temperatur, …
  6. Reproduktion bzw. Fortpflanzung: Fähigkeit, Kopien von sich selbst herzustellen; Biogenese (Leben geht nur aus Leben hervor); DNA enthält Erbgut
  7. Evolutionäre Anpassung; Adaption: Lebewesen passen sich ihrer Umwelt und Veränderungen an
  8. Reizbarkeit, Sensitivität: Reaktion auf Stimuli von außen; Informationsaustausch; Signale werden gesendet und empfangen
  9. Wechselbeziehung: Alle Lebewesen interagieren miteinander auf verschiedene Art und Weise; Symbionten, Parasiten, Tier- und Pflanzenformationen, …
  10. Beweglichkeit: Die Fähigkeit, sich auf irgendeine Art und Weise zu bewegen
  11. Ordnung: Ordnung spielt auf allen Ebenen der Biologie eine wichtige Rolle. Zum Beispiel unterliegt die Anordnung der Samen einer Sonnenblume mathematischen Gesetzen (Fibonaccizahlen); Entropie
  12. Sterben: Alle Lebewesen müssen sterben

[/tab]
[tab title=“Kreuzworträztsel“]

Kleines Kreuzworträtsel

Beim Klick auf die Ziffern im Kreuzworträtsel öffnet sich unten ein Eingabefeld zum Eintragen.

Metabolismus Stoffwechsel, Nahrungskette; Rohstoffe der Umgebung werden zur Energiegewinnung und zum Aufbau des Organismus verwendet.
Entwicklung Wachstum; DNA gesteuert; Kaulquappen zu Fröschen, Raupen zu Schmetterlinge, …
Ausscheidung Nebenprodukte des Metabolismus werden ausgeschieden
Homöostase Regulationsfähigkeit; Regulierung von Temperatur
Fortpflanzung Fähigkeit, Kopien von sich selbst herzustellen; Biogenese (Leben geht nur aus Leben hervor); DNA enthält Erbgut
Adaption Lebewesen passen sich ihrer Umwelt und Veränderungen an
Reizbarkeit Reaktion auf Stimuli von außen; Informationsaustausch; Signale werden gesendet und empfangen
Wechselbeziehung Alle Lebewesen interagieren miteinander auf verschiedene Art und Weise; Symbionten, Parasiten, Tier- und Pflanzenformationen, …
Struktur Spezifische chemische und strukturelle Organisation (Zellen)
Beweglichkeit Die Fähigkeit, sich auf irgendeine Art und Weise zu bewegen
Ordnung Es spielt auf allen Ebenen der Biologie eine wichtige Rolle. Zum Beispiel unterliegt die Anordnung der Samen einer Sonnenblume mathematischen Gesetzen (Fibonaccizahlen); Entropie
Sterben Das Ende aller Lebewesen

[/tab]
[tab title=“Lösung“]
Die Lösung des Kreuzworträtsels, ergibt sich aus dem Text. Die Lösungsworte stehen jeweils vor dem Doppelpunkt.
[/tab]
[/tabs]

[toggle id=“tgl1″ title=“Hinweis zum Kreuzworträtsel!“ css=“custom-class“]Wurde mit HH Quiz erstellt[/toggle]

Quellen und Links:
[1] Lehrbuch der Biologie – Wikibooks
[2] Skriptum – Einführung in die Biologie I; Michael Smesnik