Tier- und Humanphysiologie: eine Einführung ; mit 358 meist zweifarbigen Abbildungen und 14 Tabellen
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| Language: | German |
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Berlin ; Heidelberg ; New York
Springer
2007
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| Edition: | 3., überarbeitete und aktualisierte Auflage |
| Series: | Springer-Lehrbuch
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| adam_text | Inhaltsverzeichnis
1 Energie und Leben
1.1 Energie, von der Sonne gespendet, speist alles Leben...... 1
1.2 Stoffrecycling und Energieflüsse...................... 4
1.3 Energienutzung in lebenden Systemen................. 5
Box
1.4 Entropie und Leben ............................... 11
Box
von unabhängigen Teilchen in einem geschlossenen Raum . 14
1.5 Die „freie Energie G .............................. 15
1.6 Lebewesen als offene Systeme und mit der Fähigkeit
zur Selbstorganisation ............................. 17
1.7 Wirkungsgrade und ihre ökonomischen und ökologischen
Konsequenzen ................................... 22
Zusammenfassung des Kapitels 1 .............................. 26
2 Energieumsetzung und Energiehaushalt
2.1 Grundlegende Prozesse des zentralen Energiestoffwechsels
der Zelle........................................ 27
2.2 Start im Cytosol: die Glykolyse ...................... 33
2.3 Citratcyclus, Atmungskette und ATP-Großproduktion ..... 37
2.4 Die verschiedenen Energiespeicher und ihr
besonderer Nutzen................................ 40
2.5 Energieumsätze .................................. 41
Zusammenfassung des Kapitels 2 .............................. 49
3 Molekulare Motoren, Pumpen und Transportsysteme
3.1 Molekulare Motoren und intrazellulärer Transport........ 51
3.2 Passage und Transport von Substanzen durch Membranen . 57
Zusammenfassung des Kapitels 3 .............................. 66
VIII Inhaltsverzeichnis
4 Die Grundversorgung: Gehalt und Aufbereitung der Nahrung
4.1 Was die Nahrung enthalten sollte .................... 67
4.2 Wozu Vitamine notwendig sind ..................... 69
4.3 Tierische kontra pflanzliche Kost: Was ist Wissenschaft,
was außerwissenschaftliche Einstellung? ............... 76
4.4 Die Körpergrundarchitektur eines Lebewesens spiegelt
seine Strategie wider, sich die lebensnotwendige Nahrung
zu beschaffen.................................... 79
4.5 Das Einschleusen und der Transport der Nahrung ....... 79
4.6 Der Verdauungstrakt als Fließbandstraße mit funktioneller
Gliederung: ein kurzer Überblick .................... 83
4.7 Die Salzsäure des Magens.......................... 85
4.8 Schutz vor Selbstverdau, Regelung der Verdauungsprozesse
und Arbeitsabläufe ............................... 86
4.9 Enzyme und sonstige Hilfsmittel zur Erschließung
der Nahrung.................................... 88
4.10 Resorption und Abtransport........................ 95
4.11 Regelung der Nahrungsaufnahme .................... 99
Zusammenfassung des Kapitels 4.............................. 101
5 Die Leber und die zentrale interne Grundversorgung
5.1 Die Leber als Versorgungs-, Handels- und
Entsorgungszentrale des Körpers .................... 103
5.2 Erste Hauptfunktion der Leber ist die Bereitstellung
des Blutzuckers.................................. 105
5.3 Blutfette und andere
5.4 Regelung der Abgabe und Aufnahme von Blutzucker
und Blutfetten über die Hormone Insulin und Glucagon ... 110
5.5 Blutproteine und Hormone als Produkte der Leber....... 114
5.6 Cholesterin, seine Abkömmlinge und der enterohepatische
Kreislauf....................................... 114
5.7 Exkretorische und Entgiftungsfunktionen der Leber...... 117
Zusammenfassung des Kapitels 5.............................. 120
6 Entsorgung und Wasserhaushalt: die Niere
6.1 Stickstoffentsorgung und
6.2 Die expliziten Exkretionsorgane der Lehrbücher......... 129
6.3 Die Niere des Menschen ........................... 130
Box K6
6.4 Die Regelung der Nierenfunktion .................... 152
Zusammenfassung des Kapitels 6.............................. 156
Inhaltsverzeichnis
7 Immunologie und die Entsorgung großer Abfallprodukte
7.1 Entsorgung gealteter Zellen ......................... 159
7.2 Angeborene Abwehrsysteme auf der Basis eines in
der Evolution erworbenen Wissens ................... 159
7.3 Das lernfähige Immunsystem der Vertebraten ........... 164
7.4 Das Generieren von Vielfalt bei der Erzeugung
der antigenerkennenden Rezeptoren und der Antikörper ... 166
7.5 Funktionen der Antikörper ......................... 170
7.6 T-Zellen, MHC und Antigenpräsentation ............... 171
7.7 Verstärkereffekte und langanhaltende Immunität......... 180
7.8 Lernen von „Selbst oder Fremd und Immuntoleranz ..... 180
7.9 Entzündungen, Allergien und hemmender Einfluss
von Stresshormonen............................... 184
7.10 Aus der Praxis des Labors: monoklonale Antikörper
und Immunfluoreszenz............................. 185
7.11 Vielfalt und Evolution der Abwehrsysteme im Tierreich .... 186
Zusammenfassung des Kapitels 7 .............................. 189
8 Physiologie der Erythrocyten und Atemorgane
nebst einer Tauch- und Bergexkursion
8.1 Was „Atmung meinen kann ........................ 191
8.2 Diffusion und Konvektion der Atemgase ............... 191
Box K8.1 Zur Physik der Atemgase........................... 192
8.3 Hämoglobin, Myoglobin und andere Sauerstoffspeicher .... 198
8.4 Funktion der Erythrocyten bei der Beseitigung
des Kohlendioxids ................................ 203
8.5 Atemorgane und ihre Ventilation..................... 205
8.6 Atem- und sonstige Probleme beim Tauchen ............ 209
8.7 Atemnöte und Höhenkrankheit im Gebirge ............. 214
Zusammenfassung des Kapitels 8 .............................. 216
9 Der Kreislauf
9.1 Verteilerflüssigkeiten vermitteln zwischen Außenwelt
und Innenwelt und dienen als Spediteure im Körper...... 219
Box K9 Ein wenig Strömungsphysik......................... 220
9.2 Einkreissystem der Fische versus Zweikreissystem
der Säuger ...................................... 221
9.3 Im Zentrum steht das Herz ......................... 223
9.4 Die Steuerung der Blutströme ....................... 225
9.5 „Blutdruck und der weite Weg durch den Körper........ 227
Inhaltsverzeichnis
9.6 Blutgerinnung - oder wie man Blutgefäße abdichtet...... 231
9.7 Wasserkreislauf zwischen Blutkapillaren und Gewebe
und das Lymphdrainagesystem...................... 233
Zusammenfassung des Kapitels 9.............................. 234
10 Das vegetative Nervensystem
10.1 Regelkreis-Automaten und ihre Kontrolle durch das
autonome, vegetative Nervensystem .................. 237
10.2 Das autonome, vegetative Nervensystem als Regel- und
Steuerzentrale ................................... 242
10.3 Regelkreise für Atmung, Kreislauf, Blutdruck........... 247
10.4
Parasympathicus sorgen für sinnvolle Gesamtreaktionen . . 249
10.5
Zusammenfassung des Kapitels 10............................. 260
11 Hormonale Steuerung
11.1 Hormonale versus neuronale Signalübermittlung -
Eigentümlichkeiten, Definitionen .................... 263
11.2 Koppelung von Zentralnervensystem und Hormonsystem . . 269
11.3 Das Hormonsystem des Menschen
Hypophysensystem ............................... 270
11.4 Das Hormonsystem des Menschen
Hormonquellen (ohne Gonaden)..................... 278
11.5 Das Hormonsystem des Menschen
der Sexualentwicklung, des Menstruationszyklus und
der Schwangerschaft .............................. 287
11.6 Hormonsystem der Metamorphose ................... 295
11.7 Genregulatorische und andere Funktionen
der Steroidhormone und von Thyroxin................ 300
Zusammenfassung des Kapitels 11 ............................. 303
12 Signaltransduktion und Signalpropagation
12.1 Signaltransduktion: Die Umcodierung einer externen
Botschaft in zellinterne Signale...................... 308
12.2 Wichtige Transduktionssysteme...................... 309
12.3 Signalpropagation................................ 316
Zusammenfassung des Kapitels 12 ............................. 319
13 Biorhythmik
13.1 Circadiane Rhythmik ............................. 321
13.2 Die molekulare Grundkonstruktion der circadianen Uhr . . 324
Inhaltsverzeichnis
13.3 Zentraluhren .................................... 328
13.4 Schlafen und Wachen.............................. 333
13.5 Stoppuhren und Taktgeber.......................... 334
Zusammenfassung des Kapitels 13 ............................. 335
14 Bioelektrische Signale
14.1 Wie eine elektrische Membranspannung entsteht......... 337
Box
aus der Sicht des Physiologen....................... 338
Box
14.2 Ionenkanäle zur Veränderung einer Membranspannung .... 351
14.3 Fernleitung von Information über Aktionspotentiale ...... 356
Zusammenfassung des Kapitels 14 ............................. 364
15 Synapsen: Transmission und Verarbeitung von Information
15.1
15.2 Chemische Synapsen: Informationsübertragung
mittels
15.3 Konkrete
15.4 Auffangen des
Membran und Reaktion der Empfängerzelle............. 371
15.5 Die
und der Integration verschiedener Stimuli.............. 374
Zusammenfassung des Kapitels 15 ............................. 380
16 Muskelmotoren, EKG und elektrische Organe
16.1 Die Arbeitsweise einer Muskelfaser ................... 381
16.2 Der Muskel als Organ: Kooperative Leistungen .......... 390
16.3 Steuerung der Motorik über Dehnungssensoren.......... 392
16.4 Funktionelle Spezialisierung und Energiequelle.......... 396
Box K16.1
16.5 Das Herz: sein Schrittmacher und sein EKG ............ 405
Box K16.2
16.6 Die elektrischen Organe der elektrischen Fische ......... 409
Zusammenfassung des Kapitels 16 ............................. 411
XII Inhaltsverzeichnis
17 Allgemeine Sinnesphysiologie, gefühlte Welt
und Körperwahrnehmung
17.1 Von der Physik bis zur Psyche: Reiz, Erregung,
Wahrnehmung................................... 413
17.2 Prinzipien der Codierung.......................... 418
17.3 Psychophysische Korrelate.......................... 424
Box
17.4 Die Somatosensorik: die durch
Nozirezeptoren der Haut vermittelte Sensibilität unseres
Körpers........................................ 426
17.5 Mentale Perzeption: konstruierte Welt und Erfahrung unseres
eigenen Körpers ................................. 428
Zusammenfassung des Kapitels 17............................. 430
18 Mechanische Sinne
Strömungs-, Bewegungs-, Gleichgewichtssinne -
und manche mehr
18.1 Vielfalt der mechanischen Sinne..................... 431
18.2 Mechanische Sinne zur Kontrolle des Körpers und zur
Detektion von Objekten in Dunkelheit und Stille ........ 432
18.3 Vielfalt mechanosensorischer Messgeräte am Beispiel
der Sensillen der Insekten und anderer wirbelloser Tiere . . 433
18.4 Schwerkraftmesser und Gleichgewichtssinn ............ 436
18.5 Die erstaunliche Nesselzelle......................... 439
18.6 „Haa^ -Sinneszellen und Neuromasten der Wirbeltiere .... 440
18.7 Das Labyrinth des Innenohrs: Dreh- und Schwerkraft-
und Gleichgewichtssinn............................ 444
18.8 Einfluss der Dreh- und Gleichgewichtssinne auf das Sehen . 448
Zusammenfassung des Kapitels 18............................. 451
19 Das Gehör
Box
19.1 Unser Gehör: seine Bedeutung
und unglaubliche Empfindlichkeit.................... 459
19.2 Schwierige Untersuchungen, Modelle ................. 460
19.3 Die Übertragung des Schalls ins Innenohr ............. 461
19.4 Tonhöhen-Unterscheidung (Frequenzanalyse) ........... 467
19.5 Zur Perzeption: Tonotopie und Lokalisation einer Schallquelle 473
19.6 Hören und Ultraschallortung bei Tieren............... 475
Zusammenfassung des Kapitels 19............................. 481
Inhaltsverzeichnis XIII
20 Chemische Sinne
20.1 Bedeutung und erste Übersicht ...................... 485
20.2 Der Geruchssinn des Riechepithels ................... 487
20.3 Das Vomeronasale Organ (Jacobson-Organ)............. 491
20.4 Der Geschmackssinn .............................. 493
20.5 Geruchs- und Geschmackssinn bei Tieren .............. 498
Box K20
Zusammenfassung des Kapitels 20 ............................. 503
21 Wahrnehmung elektrischer und magnetischer Felder;
Infrarotortung
21.1 Elektrorezeption.................................. 505
21.2 Orientierung im Magnetfeld der Erde ................. 508
21.3 Infrarotortung ................................... 511
Zusammenfassung des Kapitels 21 ............................. 513
22 Der Sehsinn
Box K22.1 Zur Physik des Lichtes............................. 515
22.1 Der Primärvorgang: vom Licht bis zum Rezeptorpotential . . 517
22.2 Abbildung: Vorbedingung für Muster- und Bewegungssehen 522
22.3 Farbensehen und erste Verarbeitung optischer Information
in der Retina .................................... 530
Box K22.2
22.4 Datenverarbeitung in der Retina ..................... 540
22.5 Die Welt mit anderen Augen sehen: das Insektenauge ..... 543
Box K22.3 Polarisiertes Licht ................................ 547
Zusammenfassung des Kapitels 22 ............................. 551
23 Zu Funktionen des Gehirns: die Sehwelt
23.1 Vom Auge zur gesehenen Welt....................... 555
Box
und neueren Neurobiologie......................... 558
23.2 Wahrnehmungspsychologie:
von den Daten bis zum Bewusstsein................... 567
XIV Inhaltsverzeichnis
Box
Zusammenfassung des Kapitels 23 ............................. 575
24 Lernen, Gedächtnis, prägende Erfahrung
24.1 Gedächtnisformen, Erinnerung...................... 577
24.2 Lernen und weitere Einteilungsweisen von Gedächtnis .... 578
Box
24.3 Mechanismen von Lernen und Gedächtnisbildung ....... 583
24.4 Entwicklungsprägende Erfahrung .................... 587
Zusammenfassung des Kapitels 24............................. 589
25 Verhalten: Kommunikation, Orientierung, Navigation
25.1 Selbsterzeugte Lichtsignale ......................... 591
25.2 Chemische Signale: Pheromone...................... 594
25.3 Im Staat der Bienen............................... 597
25.4 Orientierung und Tanzsprache der Bienen ............. 599
25.5 Fernorientierung und Navigation .................... 604
Box
Zusammenfassung des Kapitels 25 ............................. 611
26 Biorhythmik
26.1 Jahresrhythmen (circannuale
26.2 Mond- und Gezeitenrhythmen ...................... 616
Box
nebst einer Empfehlung für Exkursionen ins Watt........ 617
26.3 Zu den inneren, physiologischen Ursachen
der Langzeitzyklen................................ 623
Zusammenfassung des Kapitels 26............................. 624
27 ökophysiologie:
Anpassungen an extreme und wechselnde Lebensräume
27.1 Leben und Überleben in der Kälte ................... 625
27.2 Anpassung an extreme Hitze........................ 632
27.3 Anpassungen an Sauerstoffarmut .................... 634
27.4 In der Tiefsee ................................... 637
27.5 Wechsel von Salzwasser zu Süßwasser und umgekehrt .... 638
Inhaltsverzeichnis
27.6 Wechsel von Land zu Wasser und umgekehrt:
Beispiel Amphibien................................ 641
27.7 Wechsel der Lebensweise: freier Vagabund oder sesshaft . . . 642
Zusammenfassung des Kapitels 27 ............................. 644
Anhang: Maßeinheiten und einige Standardwerte der Physiologie .... 647
Literatur ................................................ 653
Sachverzeichnis ........................................... 657
Tier- und Humanphysiologie
Physiologie - leicht verständlich und kompakt
in einem Band
Spannende Fragen aus dem Alltag sind der Ausgangspunkt für
einen Überblick über die Tier- und Humanphysiologie. Die Auto¬
ren fuhren Sie durch die Welt der Physiologie von Tier und
Mensch. Zahlreiche Beispiele aus dem täglichen Leben erläutern
die gesamte Thematik anschaulich und praxisnah.
gischen Themen der Grundvorlesung »Biologie« sind vorhanden,
u.a.:
Energieumsetzung in der Zelle,
Physiologie des Immun- und Hormonsystems und der Organe,
vom Verdauungstrakt bis zum Gehirn,
Verhalten,
Ökophysiologie.
Bei den vielen, sehr schönen Abbildungen sowie dem lebendigen
und leicht verständlichen Schreibstil machen das Lesen und
Lernen mit diesem Buch einfach Spaß.
Alles, was Sie für Ihr Grundstudium brauchen !
Werner A. Müller
Emeritierter Professor
am Zoologischen Institut
der Universität Heidelberg,
Abteilung Molekulare Entwick¬
lungsbiologie und Physiologie
Stephan Frings
Professor am Zoologischen Institut
dor
Abteilung Molekulare Physiologie
Neu in der 3. Auflage
Neuste molekularbiologische
und biophysikalische
Methoden
Jedes Kapitel schließt mit einer
Zusammenfassung.
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