Herzmuskel, Lymphsystem und Atmung: Physiologie erklärt

Herzmuskel: Kontraktion und Schrittmacherfunktion

Der Herzmuskel besteht aus Sarkomeren mit abwechselnd dicken und dünnen Filamenten. Die Zellen neigen dazu, rhythmisch und spontan zu kontrahieren. Diese Kontraktionen werden durch elektrische Signale synchronisiert, die von spezialisierten Muskelfasern des Sinusknotens erzeugt werden. Herzmuskelfasern sind durch elektrische Verbindungen zwischen den Zellen (Glanzstreifen) miteinander verbunden, was eine koordinierte Kontraktion ermöglicht. Spezialisierte Fasern wirken als Schrittmacher: Aktionspotenziale entstehen im Schrittmacher und verbreiten sich schnell durch das Herz über Bereiche, in denen Glanzstreifen benachbarte Muskelzellmembranen verbinden. Dies erlaubt es dem Potenzial, sich von Zelle zu Zelle auszubreiten und die Kontraktionen zu synchronisieren.

Das lymphatische System bei Durchblutungsstörungen

Das lymphatische System transportiert Antikörper, Lymphozyten und Plasmaproteine zu undichten Stellen in der Blutbahn, um den Körper zu verteidigen. Es spielt eine zentrale Rolle bei der Infektionsabwehr, indem Lymphe durch Lymphknoten gefiltert wird, in denen weiße Blutkörperchen fremde Eindringlinge wie Viren und Bakterien aufnehmen.

Das System besteht aus Lymphgefäßen, Mandeln, Lymphknoten, Thymus und Milz:

• Lymphknoten: Filtern Krankheitserreger.
• Lymphgefäße: Entfernen überschüssige interstitielle Flüssigkeit aus den Wänden der Blutgefäße, um Abfallstoffe zu entsorgen und Elemente zu recyceln, die dann in den Kreislauf zurückkehren.
• Dünndarm: Transport von Fetten in den Blutkreislauf.
• Thymus: Besonders bei Kindern aktiv; produziert Lymphozyten für die Immunantwort.
• Milz: Filtert das Blut durch Makrophagen und Lymphozyten, die Bakterien und beschädigte Blutzellen eliminieren.

Tracheale Atmung bei Insekten

Tracheen sind ein System interner Röhren, die Luft direkt zu den verzweigten Zellen im Körper leiten. Sie unterteilen sich in Tracheolen, feinere Kanäle, die das Körpergewebe durchdringen und den Gasaustausch ermöglichen. Jede Körperzelle befindet sich in der Nähe eines Tracheolen. Luft tritt durch Öffnungen, die sogenannten Stigmen (Atemlöcher), in die Tracheen ein. Diese Ventile können sich öffnen oder schließen. Große Insekten nutzen Muskelbewegungen im Bauchraum, um die Luftzirkulation in den Tracheen zu unterstützen.

Die menschlichen Atemwege

Die menschlichen Atemwege bestehen aus einem leitenden Teil und einem Teil für den Gasaustausch. Die Luft strömt zunächst durch den leitenden Teil, bestehend aus Nase, Mund, Rachen, Kehlkopf, Luftröhre, Bronchien und Bronchiolen, und erreicht dann den Gasaustauschbereich, die Alveolen (Lungenbläschen).

Das Blut in den Kapillaren, die die Alveolen umgeben, gibt Kohlendioxid ab und nimmt Sauerstoff auf. Fast der gesamte Sauerstoff im Blut ist an das Hämoglobin in den roten Blutkörperchen gebunden. Hämoglobin bindet Sauerstoff bei hohen Konzentrationen in den alveolären Kapillaren und gibt ihn bei niedrigeren Konzentrationen an das Gewebe ab. Kohlendioxid diffundiert aus dem Gewebe in das Blut und wird als Bicarbonat, an Hämoglobin gebunden oder gelöst im Plasma transportiert.

Die Atmung erfolgt aktiv durch das Ansaugen von Luft in die Lungen mittels Kontraktion des Zwerchfells und der Zwischenrippenmuskulatur, was den Brustraum erweitert. Die Entspannung führt dazu, dass der Brustkorb kollabiert und die Luft entweicht. Die Atmung wird durch Nervenimpulse aus dem Atemzentrum in der Medulla oblongata gesteuert. Die Atemfrequenz wird durch Rezeptoren in der Medulla reguliert, welche die Kohlendioxid-Konzentration im Blut überwachen.