Lehrbuch der Medizinischen Physiologie: Die Physiologie des Menschen fur Studierende der Medizin und Arzte PDF
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W.F.Ganong Lehrbuch der Medizinischen Physiologie Die Physiologie des Menschen für Studierende der Medizin und Ärzte Übersetzt, bearbeitet und ergänzt von W. Auerswald in Zusammenarbeit mit B. Binder und J. Mlczoch Vierte, überarbeitete Auflage Mit 590 Abbildungen, 158 Tabellen und einem Anhang Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH 1979 WILLIAM F. GANONG Professor of Physiology, University of Califomia, School of Medicine, San Francisco Univ.-Prof. Dr. med. W. AVERSWALD Vorstand des Physiologischen Institutes der Universität Wien, Schwarzspanierstraße 17, A-1090 Wien Univ.-Dozent Dr. med. B. BINDER Oberarzt am Physiologischen Institut der Universität Wien, Schwarzspanierstraße 17, A- 1090 Wien Dr. med. J. MLCZOCH Assistenzarzt an der Kardiologischen Klinik der Universität Wien, A-1090 Wien Titel der amerikanischen Originalausgabe: GANONG, Review ofMedical Physiology. 8th Edition 1977 Lange Medical Publications, Los Altos, Califomia, USA ISBN 978-3-540-08908-7 ISBN 978-3-662-08312-3 (eBook) DOI 10.1007/978-3-662-08312-3 CIP-Kurztitelaufnahme der Deutschen Bibliothek Ganong, William F.: Lehrbuch der medizinischen Physiologie: d. Physiologie d. Menschen für Studierende d. Medizin u. Ärzte; mit Tab. u.e. Anh. I W. F. Ganong. Übers., bearb. u. erg. von W. Auerswald in Zusammenarb. mit B. Binder; 1. Mlczoch.-4., überarb. Aufl. Berlin, Heidelberg, New York: Springer, 1979. Einheitssacht: Review of medical physiology < dt. > NE: Auerswald, Wilhelm [Bearb.] Das Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdruckes, der Entnahme von Abbildungen, der Funksendung, der Wiedergabe auf photomechanischem oder ähnlichem Wege und der Speicherung in Daten verarbeitungsanlagen bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Bei VervieWiltigungen für gewerbliche Zwecke ist gemäߧ 54 UrhG eine Vergütung an den Verlag zu zahlen, deren Höhe mit dem Verlag zu vereinbaren ist. ©Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1971, 1972, 1974, 1979 Ursprünglich erschienen bei Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1979 Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, daß solche Namen im Sinne der Warenzeichen-und Markenschutzgesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. 2124/3140-5 4 3 210 Vorwort zur vierten Auflage Die 4. Auflage der »Medizinischen Physiologie« wurde weitge hend überarbeitet und weist insbesondere in den Abschnitten über hormonale Regulationen und Blut entscheidende Verände rungen auf. Es wurden einerseits alle in der 1977 erschienenen 8. Auflage von GANONGS »Review of Medical Physiology« enthaltenen neuen Tatsachen berücksichtigt und andererseits vor allem die Darstellungen der Abwehrmechanismen und Schutz funktionen des Blutes dem letzten Stand des Wissens entspre chend neu gestaltet. Ferner wurde im einführenden 1-:· Kapitel der Abschnitt »Homöostase« durch eine kurze Abhandlung über Regelvorgänge im Organismus ergänzt. Da seit der 3. Auflage der »Medizinischen Physiologie« die Anwendung des »Systeme International d'Unitees« (SI-Einhei ten) im deutschsprachigen Raum auch für die Medizin zwingend vorgeschrieben wurde, sind in der 4. Auflage alle Mengen in SI-Einheiten angegeben, wobei zur Erleichterung des Übergangs jeweils in Klammem die bisher üblichen Einheiten angeführt werden. Nach Fertigstellung der 4. Auflage soll an dieser Stelle allen gedankt werden, die sich um deren Zustandekommen bemüht haben. Unser Dank gebührt L. WüNDSCH fürwertvolle Anregun gen auf sinnesphysiologischem Gebiet und für die Neugestaltung einschlägiger Abbildungen. A. KAFKA-V. LOTzow hat in dankenswerter Weise die vorher erwähnte Abhandlung über Regelvorgänge beigesteuert und H. BORNSCHEIN t hat uns durch Kritik und in Diskussionen wertvolle Hinweise für die Herstellung der neuen Auflage gegeben. Zu danken haben wir ferner dem Verlag Lange Medical Publications lnc., der uns Korrektur-Manuskripte der 8. Auflage der englischsprachigen Version des Buches frühzeitig zur Verfü gung stellte sowie dem Springer Verlag, der auf unsere Wünsche, insbesondere auch betreffend die Gestaltung neuer Abbildungen und Schemata, stets in zuvorkommender Weise einging. Schließlich ist es uns ein Bedürfnis, A. HAIDENTHALER für seine langjährige Mitarbeit an der »Medizinischen Physiologie« besonders zu danken, da er - nunmehr nicht in Wien tätig - infolge seiner beruflichen Belastung als unser Co-Autor ausschei den mußte. Wien, im April1979 W. AVERSWALD Vorwort zur ersten Auflage Die »Medizinische Physiologie« bringt einen knappen, aber umfassenden Überblick über die Physiologie des Menschen, wobei die normalen Körperfunktionen und die Ansatzpunkte zu pathologischen Abweichungen unter dem Gesichtspunkt der medizigiseben Erfordernisse dargestellt werden. Das Buch wen det sich an einen Leserkreis mit anatomischen und biochemischen Grundkenntnissen, wobei diese jedoch jeweils durch kurze Hinweise aufgefrischt werden. Die Darlegungen geben theoreti schen und methodischen Details nur insoweit Raum, wie dies vom Standpunkt praktischer ärztlicher Tätigkeit relevant erscheint. Trotz des relativ beschränkten Umfanges wird jedoch soviel an Information geboten, daß aufgrund der Literaturhinweise einem vertieften Studium von Teilproblemen der Weg offen steht. Bei der Behandlung des Stoffes wird besonders Gewicht auf regulatorischeZusammenhänge und Wechselbeziehungen gelegt. Beispiele aus der klinischen Medizin werden, wo dies zum Verständnis beiträgt, angeführt; die Interpretation klinischer Syndrome soll dabei die Wichtigkeit physiologischer Überlegun gen für den Arzt verdeutlichen. Die »Medizinische Physiologie« will nicht nur physiologischen Lern- und Prüfungsstoff vermitteln, sondern auch im besonderen den Mediziner zu funktionellem Denken hinführen; dem bereits praktizierenden Arzt aber will das Buch eine Übersicht bieten, die es ihm - ohne übermäßigen Zeitaufwand - ermöglicht, sein funktionell-medizinisches Wissen auf den derzeit gültigen Stand zu bringen. Bei der Bearbeitung des Textes wurde versucht, unter Wahrung der Besonderheiten des Originalwerkes eine - dem angespro chenen Leserkreis vielleicht näherliegende - straffere Gliede rung zu erreichen. Außerdem wurden überall dort, wo eine über das Original hinausgehende Information vorteilhaft erschien, Ergänzungen vorgenommen, die insbesondere in den Abschnitten Gesichtssinn, Zirkulation, Atmung und Niere größeren Umfang erreichten; ebenso wurden zur Verdeutlichung der textlichen Aussage an verschiedenen Stellen zusätzlich Abbildungen und Tabellen eingefügt. Besondere Sorgfalt wurde auf die Neugestaltung des Sachver zeichnisses verwendet, das einerseits dem Arzt ein rasches Auffinden der Information zu Detailfragen ermöglichen und andererseits dem Studenten ---'--- insbesondere irr Hinblick auf die publizierten» Examensfragen Physiologie«-einen brauchbaren Behelf bieten soll. In diesem Zusammenhang verdient die große Mühe der Mitarbeiter des Physiologischen Institutes Wien, vor VIII allem von cand. phil. ELFRIEDE HATIAY und Frl. ULLA HöLD besondere Erwähnung. Unser Dank gebührt dem Verlag Lange Medical Publications, Los Al tos, Californien, für die Genehmigung der deutschsprachi gen Bearbeitung von Ganongs »Review of Medical Physiology«; dem Springer-Verlag danken wir für die Bereitschaft, diese als »Medizinische Physiologie« herauszubringen. Wien, im Januar 1971 W. AVERSWALD Inhaltsveneichnis Einleitung Kapitell Physiologische Grundlagen 3 Celluläre Struktur und Funktion o 4 0 0 0 0 0 Körperflüssigkeit und ihre Compartments 9 0 Einheiten zur Messung von Menge und Konzentration gelösterSubstanzen o 12 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Zusammensetzung der Körperflüssigkeiten 12 0 0 0 0 Kräfte, die zu Substanzverschiebungen zwischen Compartments führen o o o o o o o 12 0 0 0 0 0 Zellmembran und Ruhe-Membranpotentialo 17 0 0 0 Permeabilität der Capillarwand o 22 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Natrium-und Kaliumverteilung, Osmolalität des Gesamtorganismus 22 0 0 0 0 0 pH und Puffer 24 0 0 0 0 0 0 0 0 Homoostase im Organismus 25 0 Literatur o 27 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Teil I Physiologie der Nerven-und MuskelzeHen Kapitel2 Erregbares Gewebe: Nerv 31 0 Bau der funktionellen Einheit des Nervensystems (Neuron) 31 0 Protein-Synthese und axoplasmatischer Transport 32 Erregbarkeit des Nerven 33 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Elektrische Phänomene in Nervenzellen 33 0 0 0 0 Ionale Grundlagen der Erregungsbildung und Erregungsleitung 40 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Eigenschaften gemischter Nerven o 42 0 0 Nervenfasertypen und deren Funktion 43 Glia 45 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Kapitel3 Erregbares Gewebe: Muskel 46 A. Skeletmuskel 47 0 0 0 0 0 0 Elektrische Phänomene und Ionen-Fluxe im Skeletmuskel 49 Kontraktile Reizbeantwortung 49 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Eigenschaften des Muskels im intakten Organismus 56 0 ßo Herzmuskel 58 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Aufbau des Herzmuskels 58 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Elektrische Eigenschaften des Herzmuskels 60 0 X Mechanische Eigenschaften des Herzmuskels . . . . . . . . 61 Stoffwechsel des Herzmuskels . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Schrittmacher-Gewebe im Herzmuskel (Erregungsbildung) . 62 C. Glatte Muskulatur . . . . . . . 62 Aufbau der glatten Muskulatur . . . 62 Visceraleglatte Muskeln . . . . . . 63 »M ulti-unit«-Typ glatter Muskulatur 65 Kapitel4 Synaptische und neuromusculäre Erregungsübertragung 66 A. Synaptische Erregungsübertragung . . . 67 Anatomie der Synapse . . . . . . . . . . . . . . . . 67 Elektrische Erscheinungen an Synapsen . . . . . . . 68 Chemische Übertragung der synaptischen Aktivität . 71 Hemmung und Bahnung an Synapsen . . 73 Post-tetanische Potenzierung . . . . . . . . . 76 B. Neuromusculäre Erregungsübertragung . . . . 7 6 Neuromusculäre Verbindung am Skeletmuskel 76 Nervenendigungen in glatten Muskeln und im Herzmuskel 78 Denervations-Hypersensitivität . . . . . . . . . . . . . . 79 KapitelS Entstehungvon Impulsen in Sinnesorganen 81 Sinnesorgane und Receptoren . . . . . 81 Sinne ................ . 81 Elektrische und ionale Vorgänge in Receptoren . 83 »Codierung« der Sinnesinformation . 86 Literatur ..................... . 87 Teil II Funktionen des Nervensystems Kapitel6 Reflexe . 91 Reflexbogen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 Monosynaptischer Reflex (Muskel-Eigenreflex) 92 Polysynaptische Reflexe . . . . . . . . . 98 Allgemeine Eigenschaften von Reflexen 100 Kapitel? Haut-, Tiefen-und viscerale Sensibilität . 101 Afferente sensorische Leitungssysteme 101 Berührung und Druck . 104 Tiefensensibilität 104 Temperatur . . . . . . 105 Schmerz ....... . 105 Unterschiede zwischen somatischen und visceralen sensorischen Mechanismen . . . . . . . . . . 108 Eingeweide-Schmerz . . . . . . . . . . . . . 109 Fortgeleiteter Schmerz und Schmerzhemmung 109 Jucken und Kitzeln . 111 Andere Sensationen . . . . . . . . . . . . . . 112 XI KapitelS Gesichtssinn . 114 Anatomie des Auges . . . 114 Bild-EntwerfungimAuge . 118 Photoreceptorischer Mechanismus: Entstehung der neutralen Aktivität . . . . . . . . . . . . . . . . 122 Neurale Erregungs-Vorgänge im visuellen System . 126 Farbsehen ............. . 133 Augenbewegungen . . . . . . . . . 135 Kammerwasser, intraoculärer Druck 137 Kapitel 9 Funktion des Ohrs . 138 A. Anatomie des Ohrs . . . . 138 Äußeres Ohr und Mittelohr 138 Innenohr ........ . 139 B. Gehör .......... . 142 Beantwortung akustischer Reize 142 Schall-Übertragung . . . . . . . 144 Elektrische Phänomene beim Hörvorgang . 146 Cerehrale Mechanismen des Hörens . 148 Taubheit ................ . 149 C. Vestibuläre Funktion .......... . 151 Beantwortung von Dreh-und Linearbeschleunigungen 151 Orientierung im Raum . . . . . . . . 152 Auswirkungen von Labyrinthektomie . . . . . . . . . 152 Kapitellü Geruchs-und Geschmackssinn 154 A. Geruch ......... . 154 Receptoren und nervöse Leitungen des olfactorischen Systems . . . . . . . . . . . . . . . . 154 Physiologie der Geruchswahrnehmung 156 B. Geschmack . . . . . . . . . . . . . . 157 Receptoren und Bahnen des Geschmacks-Wahrnehmungs-Systems 157 Physiologie der Geschmackswahrnehmung 158 Kapitel 11 Aktivierendes reticuläres System, Schlaf und elektrische Aktivität des Gehirns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 Formatio reticularis und aktivierendes reticuläres System (ARS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 Thalamus und Cerebra! er Cortex . . . . . . . . . 161 Evocierte corticale Potentiale (»evoked potentials«) 163 Elektroencephalogramm (EEG) ........ . 164 Physiologische Grundlage des EEG, Wachzustand 165 Schlaf ............. . 170 Modulation sensorischer Impulse 172 Kapitel 12 Kontrolle von Körperstellung und -bewegung . 174 A. Corticaler Anteil der Bewegungs-Kontrolle (»Pyramidensystem«) ........... . 175
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