Wie ändern sich die diastolischen und systolischen Blutdruckwerte unter Belastung? Welche Mechanismen sind dafür verantwortlich?
systolischer BD steigt unter Belastung stark an, während der diastolische sich nicht verändert oder nur leicht ansteigt.
liegt daran, dass zwar das Herzminutenvolumen und die Schlagkraft des Herzens steigen, der periphere Widerstand jedoch sinkt.
bei Ermüdung kann es durch Vasodilatation zum Abfall des diastolischen Blutdrucks kommen
Welche Funktion hat das Aufwärmen des Pferdes vor der Arbeit?
Vordehnen Muskelfasern --> verbesserte Durchblutung
Gelenke beginnen vermehrt Synovia zu produzieren
Energie wird mobiliert und aerober Stoffwechsel wird in Gang gebracht
Über welche Mechanismen wird die Umverteilung des Blutvolumens gesteuert?
Während körperlicher Arbeit kommt es zu einer Steigerung des Sympathikustonus mit Ausschüttung von Adrenalin und Noradrenalin. Adrenalin bewirkt über beta2-Rezeptoren in der Muskulatur eine Vasodilatation. Über alpha1-Rezeptoren bewirken sowohl Adrenalin als auch Noradrenalin eine Vasokonstriktion in der Haut und im Magen-Darm-Trakt. Der periphere Widerstand nimmt etwas ab.
Warum führt körperliche Belastung zu einer relativen Minderdurchblutung anderer Organe?
Über Adrenalin und Noradrenalin kommt es zu einer Umverteilung des Blutes in die Skelettmuskulatur. in gegen die Minderdurchblutung unempfindlichen Gebieten wie Haut und Magen-Darm-Trakt, kommt es zur Vasokonstriktion. bei besonders empfindlichen lebenswichtigen Organen, wie Gehirn oder Niere muss die Durchblutung aufrecht gehalten werden.
Was sind die basalen Mechanismen der Wärmeabgabe?
Es gibt einen inneren Wärmestrom (vom Körperkern zur Körperschale) und einen äußeren Wäremstrom (von der Körperschale zur Umgebung).
Dabei unterscheidet man zeischen Kovektion, Konduktion, Radiation und Evaporation.
Konduktion = Wärmeleitung in einem Stoff
Konvektion = Wärmeleitung über bewegte Teilchen (z.B. Luftstrom)
Radiation = Wärmestrahlung
Der innere Wärmestrom erfolgt über Konduktion und Konvektion, der äußere über Konduktion, Konvektion, Radiation und Evaporation
Für welche Prozesse benötigt die Zelle ATP?
ATP wird von den Muskelfilamenten als Energiequelle zur Kontraktion genutzt. Das Myosinköpfchen funktioniert dabei als ATPase. Wenn ATP gebunden ist, kann die ATPase bei Berührung eines Aktinfilaments aktiviert werden. Hierfür müssen auch MG2+-Ionen vorhanden sein. Von ATP wird ein Phosphatrest abgespalten und ADP bleibt an dem nun am Aktin gebundenen Mxosinfilament. Löst sich dann auch ADP ab, kommt es zu einer Konformationsänderung und damit zum abknicken des Myosinkopfes um 45°, diese Ruderbewegung führt zur Kraftentwicklung. Bei erneuter Bindung von ATP an den Myosinkopf, löst sich dieser wieder vom Aktinfilament, dazu ist ebenfalls Mg2+ nötig. Je mehr Querbrücken entstehen, desto größer ist die entfaltete Kraft. Wird die ATP Spaltung gehemmt, wird der Querbrückenzyklus gestoppt und der Muskel erschlafft ("Weichmachrfunktion des ATP's"), fällt stattdessen der der ATP-Spiegel und 5 µmol/g Muskel, kommt es zu einem Rigorzustand (Starre).
Eine weitere ATPase pumpt die freigesetzten ca2+-Ionen aus dem Sarkoplasma zurück ins Sarkoplasmatische Retikulum und beendet damit die Kontraktion. Tropomyosin nimmt wieder seine Sperrfunktion ein.
Was sind Atemzeit- und Herzzeitvolumen und woraus setzen sie sich zusammen?
Das Atemzeitvolumen bezeichnet die pro Zeiteinheit ein- und ausgeatmete Luftmenge, es setzt sich zusammen aus AF x AZV (Auch Atemminutenvolumen gennant).
Das Herzzeitvolumen bezeichnet die pro Minute vom Herzen ausgeworfene Blutmenge, berechnet werden kann es aus Herzschlagvolumen x HF.
Wodurch werden Veränderungen von Atemzeit- und Herzzeitvolumen reguliert?
AZV: Atemzentrum in der Medulla oblongata. Chemische Atemrezeptoren befinden sich im Glomerulus caroticum und in den Glomerula aortica.
Sie registrieren Pa,O2, Pa, CO2, und pH-Wert und melden diese ans Atemzentrum. Die zentralen Rezeptoren in der Medulla oblongata registrieren nur pH und Pa, CO2.
der PCO2 hat den größten Effekt auf die Atemtätigkeit, steigt er von 40mmHg auf 60mmHg wird das AZV um das 10-fache gesteigert. Eine Absenkung des pHauf 7,1 führt dagegen nur zu einer Verdreifachung, ein Abfall von PO2 führt erst unter 50mmHg zu einer erheblichen Steigerung der Atemtätigkeit
Bei körperlicher Arbeit wird das AZV, wie auch das Kreislaufsystem durch die zentrale Aktivierung des sensomotorischen Systems, gesteigert.
Beim Pferd kommt es zu einer Synchronisation von Fußungs- und Atemfrequenz. Im Galopp beträgt das Verhältnis 1:1, im Trab 1:1 bis 1:3. die Sauerstoffaufnahme wird v.a. durch das Atemzugvolumen reguliert.
Das Herzzeitvolumen wird ebenfalls durch die zentrale Steigerung und Ausschüttung der sympathischen Transmitter Adrenalin und Noradrenalin erhöht, sie wirken positiv chronotrop und inotrop.
Wie wird die O2-Bindungskapazität des Hb durch Arbeitsbedingungen beeinflusst? Welche Möglichkeiten für eine höhere O2-Verarbeitung im Muskel sind denkbar?
Die Sauerstoffbindungskapazität des Hb kann über Temperatur, pH-Wert, CO2-Partialdruck des Blutes und die Konzentration an 2,3 BPG beeinflusst werden.
Wie wirkt sich Arbeitsbelastung auf den Kreislauf aus?
beim Pferd kann sich unter Belastung die Herzfrequenz aus bis zu 240 Schläge / min erhöhen, von einem Ruhewert von 30-40 / min. Das entspricht einer mehr als 7-fachen Erhöhung. Zunächst nimmt sie linear mit der Laufgeschwindigkeit zu, ab 650 m/min erreicht sie ein Plateau. Zur erhöhung der Frequenz nimmt v.a. die Dauer der Diastole ab. Das Herzschlagvolumen kann um etwa 40% zunehmen, insgesamt kann das Herzminutenvolumen also um das 9,8-fache erhöht werden.
Durch Vasodilatation in der Skelettmuskulatur über Adrenalin und beta2-Rezeptoren sinkt der Gesamtwiderstand. der systolische Blutdruck steigt stark an, der diastolische nur wenig oder gar nicht.
Aus welchen Quellen bezieht die Muskelzelle ATP?
Der Muskel bezieht seine Energie für die Kontraktion aus der Hydrolyse von ATP.
Die ATP Reserven im Muskel sind relativ gering (reichen für ca. 10 Kontraktionen). Danach wird das ATP zunächst aus Kreatininphosphat gebildet (ca. 10-30sek.).
Danach schneller anaerober Stoffwechsel, ATP aus Glucose hergestellt, jedoch ist die Energieausbeute dabei wesentlich geringer (2mol ATP / mol Glucose) und es kommt zur Akkumulation von Laktat.
In roten Muskelfasern erfolgt nach ca. 1 Minute die ATP Synthese v.a. auf aerobem Weg aus Fettsäuren und Glycogen (Atmungskette: 36mol ATP / mol Glucose).
Warum und über welche Mechanismen werden in der arbeitenden Skelettmuskulatur die Durchblutung erhöht?
über lokale Vasodilatation durch die Anhäufung von Stoffwechselendprodukten und das absinken des pH-Werts verursacht. Durchblutung nimmt um mehr als das 70-fache zu.
Ermöglicht bessere Versorgung des Muskels mit Nährstoffen und Sauerstoff, sowie gleichzeitig einen schnelleren Abtransport von Metaboliten und des CO2.
Welche Unterschiede bestehen in der Schweißsekretion zwischen Mensch und Pferd?
Der Schweiß eines Pferdes unterscheidet sich in der Zusammensetzung deutlich von dem eines Menschen. Die Elektrolytkonzentration ist beim Pferd wesentlich höher (3-4x) als beim Menschen, sodass der Schweiß leicht hyperton und nicht wie beim Menschen hypoton. Außerdem enthält der Pferdeschweiß viele Glycoproteine, diese führen zu Schaumbildung, der Schweiß fließt nicht so schnell ab und reflektiert mehr Sonnenstrahlen.
Was ist die evaporative Wärmeabgabe?
Wärmeabgabe über die Verdunstung von Flüssigkeiten (Schleimhäute oder Haut) - effektivste Form der Wärmeabgabe.
Wie sind anhand von Kreislauf- und Stoffwechselparametern Leistungsgrenzen zu definieren?
IdR wird die Ausdauerleistungsfähigkeit des Tieres beurteilt. die Ausdauerleistungsgrenze ist definiert als Grenze, bis zu der statische oder dynamische Arbeit ohne zunehmende muskuläre Ermüdung, erbracht werden können. Es spielt also die aerobe Kapazität eine Rolle. Eine kurzzeitige Ermüdung wird im Verlauf kompensiert. Parameter zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit sind die HF, die Blutlaktatkonzentration und die O2-Aufnahme.
Wie ändert sich der Energiestoffwechsel im gesamten Organismus unter körperlicher Belastung?
Der Energiestoffwechsel des Organismus steigt im Gegensatz zu Ruhebedingungen an. Die arbeitenden Muskelfasern benötigen mehr Energie, die nach Abbau der Glycogenreserven in den Muskeln durch Glykogenolyse in der Leber und Lipolyse zur Verfügung gestellt werden muss. Um den nötigen Sauerstoff zur Verfügung zu stellen und CO2 abzutransportieren, muss die Atemtätigkeit erhöht werden. Im Vergleich zum Grundumsatz der mit dem Exponenten 0,75 steigt, steigt die Sauerstoffaufnahme mit dem Exponenten 0,95 zum Körpergewicht. Gro0ßen Tieren steht also bei Belastung mehr Sauerstoff zur Verfügung als kleinen.
Welchen Einfluss hat die Zunahme der Atemtiefe auf die Effizienz des Gasaustausches?
Aufgrund der Abhängigkeit der Fußfolge und AF haben Pferde in Arbeit eine relativschnelle AF, welche zu einer flachen Atmung führt. Dabei ist der Anteil an Totraumbelüftung hoch. Eine Erhöhung der Atemtiefe belüftet mehr Raum in den Lungen, lso Gasaustauschfläche und erhöht diesen effektiv. Aufgrund der gebundenen AF ist die Erhöhung der Atemtiefe die einzige Möglichkeit, die Sauerstoffaufnahme zu beeinflussen.
Welche Bedeutung hat die Verteilung der Muskelfasertypen für die Leistung?
Muskelfasern Typ 1: langsam kontrahierend und langsam ermüdend
Typ 2a: schnell kontrahierend und mittelschnell ermüdend
Typ 2b: Schnell kontrahierend und schnell ermüdend
Bei Tieren die Sprinleistungen erbringen sind v.a. Fasern vom Typ 2b vorhanden. Durch Training können Typ2b-Fasern in Typ2a umgewandelt werden, jedoch kaum in Typ1-Fasern.
Glycogenreserven und oxitdative Kapazotät können erhöht werden.
Wie groß ist die ATP Ausbeute bei aerobem und anaerobem Stoffwechsel?
Im aeroben Stoffwechsel produziert die Zelle über die Atmungskette insgesamt 36-38 mol ATP pro mol Glucose. Der anaerobe Stoffwechsel produziert über die Milchsäuregärung nur 2 mol ATP pro mol Glucose, ist also wesentlich uneffektiver.
Wie reagiert der Gesamtkreislauf auf die erhöhte Muskeldurchblutung?
Es kommt zu einer Erhöhung des Herzminutenvolumens. Durch eine erhöhte Atemfrequenz und Atemtiefe nimmt der Körper mehr Sauerstoff auf, er kann jedoch seinen Bedarf nicht decken und geht eine Sauerstoffschuld ein. Durch eine Entspeicherung der Milz kann das Pferd seine Sauerstoffkapazität um 60% steigern. eine Umverteilung des Blutvolumens in die Muskulatur durch Adrenalin und Noradrenalin, sowie eine effektive Ausnutzung des Bohreffektes im Muskel, stellen eine gute Sauerstoffversorgung der Muskulatur sicher.
Welche Beziehung bestehen zwischen anaerobem Stoffwechsel, Sprintleistung und Ermüdung?
Beim Sprint wird v.a. der anaerobe Stoffwechsel genutzt. Im Muskel sind dafür viele schnell kontrahierende Muskelfasern vorhanden, diese besitzen auch eine hohe Laktat-Dehydrogenase Aktivität, ermüden jedoch schnell. Kann der Muskel bei länger andauernder Arbeit nicht mehr genügend ATP aus dem aeroben Stoffwechsel ziehen, so steigt durch den anaeroben Stoffwechsel die Laktatkonzentration.
Die Höhe der Blutlaktatkonzentration ist ein Zeichen für den Grad der Ermüdung.
Welchen Einfluss hat Training auf die Veränderung der Kreislaufparameter während Belastung?
Training erhöht beim Pferd die Fähigkeit der Milz unter besonderen Belastungen Erythrozyten auszuschütten. Außerdem führt es zur Hypertrophie des Herzmuskels mit Zunahme des Schlagvolumens um 20-25%. Die HF des trainierte Pferdes sinkt im Gegensatz dazu ab. Die maximale Sauerstoffaufnahme wird erhöht.
Welche Funktion hat die Milz in Zusammenhang mit Leistung?
Milz dient als Erythrozytenspeicher. Unter Arbeitsbelastung werden diese freigesetzt, und die Hb-Konzentration und damit auch das Sauerstofftransportvermögen des Blutes können um bis zu 60% steigen.
Welche Faktoren spiele bei der Regulation der lokalen Durchblutung eine Rolle?
Welche Bedeutung hat die Laktatschwelle?
Beschreibt den Wert, bei dem das vom Muskel gebildete Laktat die Metabolisierungskapazität des Körpers überschreitet. Damit kommt es zur Anhäufung von Laktat im Körper.
Die Laktatschwelle ist individuell, liegt beim menschen jedoch meist um 4mmol/l im Kapillarblut. bei verbessertem Trainingszustand wird mehr aerobe ATP-Synthese genutzt, die Laktatschwelle nicht, oder erst später erreicht.
Erklären Sie den Haldane-Effekt.
besagt, dass desoxygeniertes Blut mehr CO2 aufnehmen kann als ir O2 beladenes Blut.
Im Gewebe wird deshalb durch die O2 Abgabe des Hb gleichzeitig die Aufnahme von Co2 erleichtert.
In der Lunge erleichtert die CO2 Abgabe gleichzeitig die Co2 Aufnahme
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