Physiologie des Kreislaufsystems

Die Physiologie ist ein Zweig der Biologie, der beschreibt, wie Organismen funktionieren und sich an verschiedene Umgebungen anpassen. Eines der wichtigsten Organsysteme, das die Physiologie eines Organismus definiert, ist das Kreislaufsystem, das Blut, Nährstoffe, Sauerstoff und Hormone durch den Körper transportiert. Beim Menschen kann ein Maß für die Funktion des Kreislaufsystems durch die Messung des Blutdrucks gewonnen werden. Der Begriff Blutdruck beschreibt den seitlichen Druck, den das Blut auf die Gefäßwände ausübt.

Eine der wichtigsten Anwendungen der Blutdruckmessung ist die Überprüfung auf erhöhten Blutdruck, eine Erkrankung, die als Hypertonie bezeichnet wird. Jeder dritte Erwachsene in den Vereinigten Staaten leidet an Bluthochdruck, und er ist eine der Hauptursachen für Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Zu den Geräten, die für eine traditionelle indirekte Blutdruckmessung benötigt werden, gehören ein Stethoskop und ein Blutdruckmessgerät. Das Blutdruckmessgerät besteht aus einer Blutdruckmanschette, die eine dehnbare Blase enthält, und einem Gummiknollen mit einem verstellbaren Ventil, das im geschlossenen Zustand beim Aufblasen der Manschette hilft und im geöffneten Zustand den aufgebauten Druck ablässt. Es besteht auch aus einem Schlauch, der die Manschette mit der Glühbirne und dem Manometer verbindet, das den Druck der Manschette in Millimetern Quecksilbersäule anzeigt. Um den Blutdruck zu erfassen, wickelt der Untersucher die Manschette um die Armarterie, legt ein Stethoskop über diese Arterie, bläst die Manschette über den erwarteten systolischen Druck auf und lässt sie dann entleeren, während er gleichzeitig auskultiert und das Manometer beobachtet. Anfangs, wenn die Manschette vollständig aufgeblasen ist, wird die Arterie gequetscht und der Blutfluss gestoppt. Daher gibt es bei der Auskultation keinen Ton. Bei der Deflation bedeutet das erste Auftreten der Korotkoff-Geräusche den systolischen Druck, der aufgrund der turbulenten Strömung in der teilweise gequetschten Arterie hörbar ist. Eine weitere Deflation führt zu einem stetig abnehmenden Manschettendruck, und die Korotkoff-Geräusche bleiben durchgehend hörbar, bis zu dem Punkt, an dem der Manschettendruck unter dem minimalen arteriellen Druck liegt. Dieser Messwert bezeichnet den diastolischen Druck. Der Anteil des systolischen über den diastolischen wird als endgültiger Blutdruckwert aufgezeichnet.

Ein weiterer wichtiger Indikator der menschlichen Physiologie ist die Atemfrequenz, also die Anzahl der Atemzüge pro Minute. Die Luft, die wir einatmen, wandert durch unsere Luftröhre und durch die Bronchien in unsere Lunge. In der Lunge gelangt es durch die Bronchiolen und gelangt schließlich in die spezialisierten Luftbläschen, die Alveolen. Die Lungenbläschen sind von Blutkapillaren umgeben, die die Diffusion des eingeatmeten Sauerstoffs in unseren Blutkreislauf ermöglichen und die Ausscheidung von Kohlendioxid erleichtern, wodurch die Homöostase unseres Systems aufrechterhalten wird. Für Säugetiere wie den Menschen bedeutet die Aufrechterhaltung der Homöostase die Aufrechterhaltung einer relativ konstanten Körpertemperatur, unabhängig von der Umgebungstemperatur. Diese Eigenschaft macht uns zu Endothermen. Daher bleiben unsere Stoffwechselrate und unsere Atemfrequenz relativ konstant. Im Gegenteil, fast alle Fische, einschließlich Goldfische, haben eine innere Körpertemperatur, die fast der Temperatur der sie umgebenden Umgebung entspricht. Solche Organismen werden Ektotherme genannt. Da sie nicht aktiv eine konstante Innentemperatur aufrechterhalten, ändert sich ihre Stoffwechsel- und Atemfrequenz, um Schwankungen der Umgebungstemperatur auszugleichen. Die Atmungsfrequenz bei Fischen kann gemessen werden, indem die Kiemenschläge, das Heben und Senken des Operculums oder der Kiemenabdeckung, pro Minute gezählt werden. Es gibt noch einen weiteren Faktor, der die Atmungsrate von Wasserorganismen beeinflusst. Beachten Sie, dass ein Fisch den in seiner Umgebung vorhandenen gelösten Sauerstoff einatmet. Und die Menge an verfügbarem gelöstem Sauerstoff im Wasser hängt von der Wassertemperatur ab. Sie nimmt mit erhöhter Temperatur ab, was sich wiederum auf die Atemfrequenz auswirkt.

In diesem Labor untersuchen Sie das menschliche Kreislaufsystem, indem Sie den Blutdruck unter verschiedenen Bedingungen messen, und untersuchen dann die Auswirkungen der Temperatur auf die Atmung anhand von Fischen.