Kreislauf 6 Organdurchblutung [Kompatibilit si m d])BBB in den Kapillaren 2020.11.27. 7 13 Die Blut-Gehirn Schranke Paul Ehrlich und Goldman (1913) 14 Blut Interstitium Na Pumpe Na
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Organdurchblutung
Lungen, Gehirn, Herz, Muskulatur, GI Trakt, Haut
Prof. Gyula Prof. Gyula SárySáry
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der Lungenkreislauf
Aufgabe: Gas-Austausch und nutritive Aufgabe
• das Blutvolumen ist ~ 5 l/min = Herzzeitvolumen
• der Wiederstand ist niedrig (Druck auch…)
• Filtration - Reabsorption
• Ödem ist Tödlich (praktisch kein Interstitium…)
Kapillarendruck muss niedrig und Lymphkreislauf effektiv sein
• Kontrolle muss Gas-Austausch optimalisieren
Hypoxie verursacht Vasokontriktion (Endothelin)
• totale Ventilation : totale Perfusion Verhältnis ~ 1
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Luftdruck
Blutdruck
Ventilation / Perfusion
Verhältnis ~ 1
Ventilation / Perfusion
Verhältnis > 1
Ventilation / Perfusion
Verhältnis < 1
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drei Zonen der Lunge
mittlerer Druck~ 14 mmHg
(bei Arbeit etwas höher!)
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Kontroll im Lungenkreislauf
• körperliche Arbeit (transmuraler Druck steigt)
• sympathische Wirkungen (linke Kammer)
• Hypoxie als Vasokontriktor (Re-Distribution)
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Sport, Kontaktzeit, O2 Aufnahme
~ 0,5 s
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Kapillaren Reservezeit: ~ 0,5 s
• Gasdruckgleichgewicht wird
rasch, in 0,25 s erreicht, es
gibt reserve für Sport usw.
• Normalweise wird
Gastransport durch
Perfusion limitiert (Herz und
Kreislauf)
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Die Gehirndurchblutung
Aufgaben:
• Gehirnmetabolismus zu unterstützen
• ZSF zu produzieren
• das Gehirn zu kühlen (Masse/Oberfläche Verhältnis ungünstig)
• chemische Signale zu transportieren und aufzunehmen
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Arterien im Gehirn:
Circulus Arteriosus Willisi
End-Arterien
Venen im Gehirn:
hydrostatischer Druck
Sinus Venosus mit starrer Wand
keine Venenklappen
Mikrozirkulation:
Innervation in Pia Gefäβe
keine Lymphgefäβe
BBB in den Kapillaren
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Die Blut-Gehirn Schranke
Paul Ehrlich und Goldman (1913)
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InterstitiumBlut
Na Pumpe
Na Kanal
Na-Cl Ko-Transporter
AS Transporter
Endothel
Glukose
AS keine Schranke bei:zirkumventrikulare OrganeArea PostremaEminentia MedianaCorpus PinealePlexus Choroideus
einfache Diffusion: Gase, lipidlösliche Substanzen usw.
erleichterte Diffusion: Glukose, AS, Milchsäure usw.
aktiver Transport: K+ Sekretion!
Endozytose und Transzytose: Eisen, Peptide
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Transzytose als Transport durch die Blut-Gehirn Schranke
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Durchblutungkontrolle im Gehirn
• starke Autoregulation: Perfusionsdruck ist relative konstant,
die Durchblutung bleibt konstant in einem breiten Bereich
• zerebrale Durchblutung steigt bei Hyperkapnie, Hypoxie, Hypoglikämie
• metabolische Aktivität erhöht den Blutstrom (fMRI, PET)
• extrinsische Innervation moduliert den Blutstrom
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Atemgase und Vasomotorik im Gehirn
pCO2
Du
rch
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Metabolische Regulation im Gehirn
lokal erhöhte Aktivität führt zu erhöhte Stoffwechsel und Durchblutung
(aktive Hyperämie („flow-metabolism coupling”))
aktive Hyperämie ist am wichtigsten Mechanismus der Durchblutung Kontrolle im Gehirn
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Strom-Metabolismus Kopplung
Mechanismus unbekannt
• Hypoxie, Hyperkapnie, Hypoglikämie spielen keine Rolle
• metabolische Produkte: K+, Adenosin und Milchsäure, Prostaglandin Derivate
• neuronaler Mechanismus: Botenstoffe? Koppelungs-Neurone? VIP? NO?
Neuro-Vaskuläre Einheit
Strom-Metabolismus Kopplung
Epoxyeicosa trienoic acids (EET)Epoxyeicosa enoic acid (EE)
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Der Liquor Cerebrospinalis
Aufgaben:
schützt, reduziert das Gewicht, versichert konstante Umgebung
grösstes transcelluläres Volumen: bis zum 150 ml
Zusammensetzung: Protein-freies Plasma, Na+ >, K+ < als im Plasma
Produktion: 500 ml/tag, aktiver Transport
das Schädel -Volumen ist mit drei Bestandteilen aufgefüllt:
Gehirn zu ca. 88%, Liquor zu ca. 9% und Blut 3-5%
"Monroe-Kellie-Doktrin”
Jede Zunahme eines dieser Kompartimente kann nur durch
Abnahme eines oder beider anderen Kompartimente
kompensiert werden, ohne dass es dadurch zum Druckanstieg
im Schädelinneren kommt.
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Koronariendurchblutung
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Koronariendurchblutung ist Phasisch!
Systole
Diastole
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• phasische Durchblutung: in der linken Kammer variert der Blutstrom mit demHerzzyklus
• Autoregulation ist sehr stark• kein sympatischer Konstriktor-Tonus (β Dominiert?)• Durchblutung ist durch Metabolismus und NO kontrolliert • O2 Extraktion ist maximal (70-80 %): Durchblutung muss steigen wenn es nötig ist
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Vasodilatationdurch cAMP↑
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Durchblutung der Skelettmuskulatur
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Aufgaben:
• Durchblutung für Ruhe, Arbeit und Sport versichern
(bis zu 80 % des Herzzeitvolumens, von 1l/min � 18 l/min)
• Atmung, Bewegung, Muskelpumpe für den venösen Kreislauf
Kontrolle
• sympatischer vasokonstriktorischer Tonus: für systemische Kontrolle des Blutdruckes
• sympatische Vasodilatation (feed-forward, ACh, antizipatorische Vasodilatation?)
• aktive Hyperämie: Metaboliten (hoche Kapillarendichte (400/mm2))
• Adrenalin: Vasodilatation durch Beta 2 Rezeptoren
Durchblutung der Skelettmuskulatur
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Sport / Arbeit und Kreislauf
+ chronotopische Wirkung
+ inotropische Wirkung
beta 2 Wirkung
symp. Vasokonstriktion
symp. Vasokonstriktion
bessere Pumpenaktivität
höcheres Herzzeitvolumen
Erklärung
symp. Vasodilatation in Muskel
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Gastorintestinaler Kreislauf
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Aufgaben:
• den Magen-Darm Trakt Metabolismus zu unterstützen
• Blutstrom konstant zu halten, um gastrointestinale Sekretion und
Reabsorption zu versichern
• post-prandiale Hyperämie: der Blustrom kann 6x - 8X steigen
• gastrointestinale Venen dienen als Blut-Reserve
Kontrolle:
• niedriger basaler, aber hoher konstriktor (sympatischer) Tonus
• parasympathische und enterale Neurone:
Vasodilatation in den aktiven Drüsen
Transmitter: ACh, VIP, NO
• metabolische Autoregulation während post-prandiale Hyperämie
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Kreislauf in der haut
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Die Haut
mäβige metabolische Aktivität
Ischemie ⇒ reaktive HyperemieLesionen ⇒ Axon Reflex
Durchblutung variert zwischen 5-50 % des HZVs, ist von Thermoregulation abhängig
Hautvenen dienen als Blutreserve
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Akren:
sympatische Fasern, NA, alfa1 Rezeptoren an den Arteriolen und AV Anastomosen
Vasokonstriktion / Hemmung der Vasokonstriktion
Proximale Hautregionen:
sympatische Fasern (NA), alfa1 Rezeptoren an die Arteriolen
sympatische Fasern (ACh) an die Schweisdrüsen (Bradykinin Freisetzung)
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Lernziel 32. Biologie der Atemwege, metabolische und endokrine Funktionen der Lunge
Biologie der Atemwege 1.
Reinigung, Erwärmung, Befeuchtung in den Nasenmuscheln (bis 10 µm)
Schutzreflexe:
Husten: laryngeale, tracheale mech., chemische Reize; aff. N. X.
Niesen: nasale, mech., chemische Reize; aff. N. V. und I.
Hering-Breuer reflex: Inflationsreflex; aff. N. X.
mukozilliäre Clearance (2-10 µm)
Clara Zellen (Keulenzellen): SP-A, SP-D
Mastzellen: bei der Wache
alveoläre Makrophagen (< 2 µm)
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Biologie der Atemwege 2.
Kontrolle der Bronchialweite
sympatische (cAMP ) und parasympatische (cAMP ) Effekte
Mediatoren: Histamin, Leukotrien, Substanz P
Bronchomotorrischer Tonus
Was passiert mit den vasoaktiven Substanzen in der Lunge?
ACE und Lungen-Endothel
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