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10.02 Grundlagenklausur Belastungs EKG / Ergometrie  Per Fahrrad  Per Laufband  Von Ruhe- zu Belastungs EKG  Stufenförmig ansteigende Belastung (Alter, Geschlecht, Leistungszustand)  Höhere Herzfrequenz auf dem Laufband Aerob / anaerob  Aerob:  Langsame Energiebereitstellung  Geringe Energie...

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Sportanatomie / Sportphysiologie

10.02.2015

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Grundlagenklausur

Belastungs EKG / Ergometrie  Per Fahrrad  Per Laufband  Von Ruhe- zu Belastungs EKG  Stufenförmig ansteigende Belastung (Alter, Geschlecht, Leistungszustand)  Höhere Herzfrequenz auf dem Laufband Aerob / anaerob  Aerob:  Langsame Energiebereitstellung  Geringe Energiefreisetzung pro Zeit  Große Gesamtenergiemenge  Anaerob gegenteilig Anaerobe Schwelle:  Initial empirische Festlegung bei 4mmol/l  Laktat: Übersäuerung: PH Wert fällt ab = Acidose  Normale Funktion des Stoffwechsels nicht mehr möglich  Laktattoleranz trainierbar Sportmedizinische Vorsorgeuntersuchung:  Anamnese: eigen und Familie  Internistischer und orthopädischer Teil  Inzidenzrate: Häufigkeit einer neuauftretenden Krankheit unter bestimmten Kriterien  Prävalenz: Häufigkeit einer vorhandenen Krankheit

Zelle: Stoffwechsel, Wachstum, Bewegung, Vermehrung, Vererbung: möglich durch Zellteilung  Plasmamembran:  Doppellipidmembran mit Proteinen als Hauptfunktionsträger Funktionen  Abgrenzung und Isolierung von Zellen und Organellen  Aktiver und passiver Transport  Nachrichtenübermittlung  Befestigung des Zytoskeletts  Zellkern / Nucleus:  Umschlossen von 2 Membranen  Kernplasma ( DNA, RNA, Plasma mit Proteinen)  Nucleolus: Bildungsort der ribosomalen RNA  Speicherung der DNA Chromosonen, Weitergabe, Repklikation und Transkription  Mitochondrien:  Doppelmembran mit großer innerer Oberfläche  Funktionen:  Enzyme des Zitatzykluses  Fettsäureoxidation  Oxidative Phosporylierung  Gewebe mit hohem O² Verbrauch  Zahl und Größe der Mitochondrien steigt bei Training  Mitochondrien haben eigene DANN

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 Ribosomen:  Aufbau von Proteinen  Golgi Apparat:  Aufbau: Doppelmembran, Lamellenform  Funktionen:  Sekretbildung  Adressierung zelluläre Eiweiße (Transportfunktion)  Portionierung auszuschließender Stoffe  Bildung von Lysosomen  Cis Seite zum eR / hier kommen Proteine vom eR an  Trans Seite zur Plasmamembran  Wichtiges Organell bei der Exozytose  Durch die Lamellen und die vorhandene Doppelmembran soll eine möglichst große Oberfläche erzeugt werden  Lysosomen:  Einfachmembran  Mit Enzymen gefüllt  Zersetzen Nährstoffe und unbrauchbare Zellen  Endoplasmatisches Retikulum: 1. Rauhes ER (mit Ribosomen)  Zisternen bilden Kanalnetz durch die Zelle  Ribosomen sind außen angeheftet 2. Glattes ER  Funktionen:  geR: Lipidsynthese  reR: Proteinsynthese  Signaltransduktion  Proteine werden hinein synthetisiert und in Form von Vesikeln zum Golgiapparat geschickt  Zytosol:  Interzellulärer Raqum mit gelösten Bestandteilen  Enzyme der Glykolyse  Transport: 3 Räume die durch Transport miteinander verbunden werden: 1. Intrazellulär 2. Intravasul (innerhalb der Gefäße) 3. Passiver Transport und aktiver Transport  Passiver Transport:  Diffusion  Voraussetzung: unterschiedliche Teilchenkonzentration  Geschwindigkeit abhängig von Diffusionsstrecke, Diffusionsfläche und Art des diffundierenden Stoffes-> 1. Ficksches Diffusionsgesetz  Problem: nicht geeignet zum Transport über weite Strecken und kann keine Hürden überwinden  Z.B. bei Infiltration von Gewebe  Semipermiabilität:  Abhängig von Molekülgröße, Fettlöslichkeit und elektrischer Ladung  Carrierproteine -> Strukturveränderung

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 Kanalproteine -> Kanalbildung (Reizübertragung) Erleichterte / vermittelte Diffusion  Wie Diffusion  Zusätzlich Trägermoleküle

Osmose  Semipermeable Membran  Konzentrationsgefälle  Osmotischer Druck -> von niedrig nach hoch  Nicht durchlässig für alle Teilchen  Abhängig von der Menge der Teilchen  Lösungsmitteltransport  Osmotischer Radient  Osmose bei Entstehung von Ödemen  Filtration (z.B. bei Niere -> Elektrolyte)  Trennwand muss wasserdurchlässig sein  Menge abhängig von Membranflächen  Druckdifferenz auf beiden Seiten  Aktiver Transport Bewältigt maximale Transportrate a) Primär aktiver Transport (ATP) b) Sekundär aktiver Transport (Glukose) c) Endozytose (Aufnahme in die Zelle) d) Exozytose (Abgabe aus der Zelle) e) Phagozytose (Präsentation von Erregerzellen -> Krebs, Autoimmunerkrankungen) 

Spezifischer Transport – kompetitive Hemmung Unterschiedliche Affinität zum Transportsystem Blut: weiße, rote Blutkörperchen (O²) und Trombozyten (Gerinnung) Phagozytose:  Monozyten  Granulozyten -> Bakterien / eher Antibiotikum  Lymphozyten -> Viren / kein Antibiotikum  Zellteilung  Mitose:  Bildung identischer Zellen  Neukombination  Meiose: besondere Form der Mitose (nur Keimzellen)  Funktion:  Wachstum  Regeneration  Wundheilung  Zelluläre Abwehr  Chromosonen  Enthalten Erbinformation  Ermöglichen identische Replikation  Zellzyklus bei der Mitose:    

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Prophase  Chromosone verkürzen sich  Nucleolus löst sich auf  Zentriolenpaare an Pole  Metaphase  Anaphase  Telophase  Interphase (G1, S, G2 Phase)  Anaphase und Telophase = Zellteilung  Meiose (Bildung von Geschlechtszellen / Keimzellenausbildung)  1. Reifeteilung  2. Reifeteilung 

Funktion und Bildung von Proteinen  Baustein aller morphologischer Strukturen (Protoplasma + Interzellularsubstanz)  Kommen auch in gelöster Form vor (Grundplasma, Verdauungskanal, Blut)  Anabolie ↔ Katabolie  Eiweißsynthese  Alboin = Protein im Blut Protein Einteilung:           

Enzyme Speicherproteine: Kasein Transportproteine: Hämoglobin Kontraktile Proteine: Myosin, Aktin Protein mit Schutzwirkung: Antikörper Hormone: Insulin Strukturbildende Proteine: Kollagen Proteine sind azyklische Makromoleküle, die aus bis zu 20 verschiedenen Aminosäuren bestehen Antrotrophe (selbstherstellende) und heterotrophe Organismen Es gibt essentielle und nicht essentielle Aminosäuren Nukleinsäure: DNA – im Zellkern RNA – Umsetzung der Erbinformation, im Zytoplasma (m-, t- und r-RNA)  DNA: Replikation  M-RNA: Transkription  R-RNA:  T-RNA: Translation

Proteinbiosynthese a) Transkription i. DNA Doppelstrang wird durch Lösung der Wasserstoffbrückenbildung geöffnet ii. Bildung eines m-RNA Strangs aus Nukleotiden. Verantwortliches Enzym: RNA Polymerase iii. Lösung des M-RNA Strangs und schliessen des DNA Doppelstrangs iv. M-RNA Molekül wandert aus dem Zellkern zu den Ribosomen

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b) Translation (Eiweißsynthese an den Ribosomen)  Eiweißbildung nur möglich, wenn alle notwendigen Aminosäuren für die Systhese vorhanden sind  Energieabhängiger Prozess  Bei intensiver Belastung Eiweiße zur Energiegewinnung -> Resynthese erfolgt erst, wenn Glykogenspeicher wieder aufgeladen sind  Proteine können zur Energiegewinnung genutzt werden (letzte Reserve) Histologie = Lehre der Gewebe Gewebe -> Zellen / Interzellularsubstanz (IZS), aufgeteilt in Fasern und amorphe Grundsubstanz    

Bind- / Stützgewebe (Bindegewebe, Fettgewebe, Knochengewebe) Muskelgewebe (Muskelfasern, Skelettmuskeln, Herz) Nervengewebe Ephitelgewebe

Binde- & Stützgewebe    

80% IZS / 20% Zellen Fibroplasten Hoher Anteil an Mitochondrien / endoplasmatische Retikula Langsame Regeneration

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Zellreiches Bindegewebe  Embryonales  Fettgewebe (Energiespeicher, mechanische Aufgaben, thermische Isolierung)  Faserreiches Bindegewebe  Lockeres BGW mit ungeordneten kollagenen Fasern => Füllgewebe in und zwischen den Organen  Straffes Bindegewebe mit geordneten, stark entwickelten kollagenen Fasern (meist parallel)  Elastisches BGW mit geordneten, zugelastischen Fasern => Nackenband, Lunge, Haut  Grundsubstanzreiches Bindegewebe: Knorpelgewebe-> am stärksten differenziert 1. Hyaliner Knorpel => Gelenkflächen, Rippen 2. Elastischer Knorpel => Ohr, Kehlkopfdeckel 3. Faserknorpel => Gelenkscheiben, Meniskus  Bradytrophes BGW:  Extrem langsamer Stoffwechsel  Knorpelgewebe ist hochbelastbar, regeneriert jedoch langsam  Knorpelgewebe hat keine Blutgefäße => Stoffaustausch mit umgebenen Gewebe erfolgt durch Diffusion

Knochengewebe  Knochenzellen (Osteozyten) a) Faserknochen b) Röhren / Lamellenknochen  Osteoblasten => Knochenbildung  Osteoklasten => Knochenzerstörung

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 Knochenwachstum:  Dicke und Regeneration von Knochenhaut  Länge von Epiphysenfuge  Knochenstruktur ist parallel zu physikalischen Kräften  Große Plastitizät und Umbaufähigkeit  Spezifische Stimulus: hydrostatischer Druck bzw. elastische Deformation Einteilung der Knochen    

Langer oder Röhrenknochen (Oberschenkel) Kleiner Knochen (Hand) Platte Knochen (Schädel) Lufthaltige Knochen (HNO Bereich)

Gelenk:    

Gel Flächen aus hyalinen Knorpel Gel Kapsel Gel Höhle mit Synovin gefüllt (Schmier- / Gelflüssigkeit) Zwischen Gel Scheiben, Bänder, Schleimbeutel, Gelenkklippen

Unterteilung der Gelenke: -

Nach Anzahl der beteiligten Knochen Beweglichkeit Form und Funktion

Gelenkarten:       

Kugelgelenk (Schulter) Nussgelenk (Hüfte) Eigelenk (Hand zum Arm) Schaniergelenk (Ellenbogen, Fuß) Drehgelenk (Ellbogen) Sattelgelenk (Daumengrundgelenk) Plangelenk ( Fußgelenk)

Haften  Bandhaften (Syndesmoseband)  Knorpelhaften (Brustbein / Rippen)  Knochenhaften (Schädel)

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Histologie: Lehre der Gewebe Muskelgewebe: -

Besonderheiten:  Besitzt metaplastische Differenzierungen, die Myofibrillen  Wandelt chemische in mechanische Energie um  Kontraktile Gewebe: verkürzt sich aktiv bei Energieverbrauch  Aktive Dehnung nicht möglich, nur passiv durch entgegengesetzte Muskulatur

Quergestreifte Muskulatur: o o o o

Aktiver Bewegungsapparat Schnell, willkürlich, schnell ermüdbar-> hoher Energiebedarf und Energie ist ein limitierender Faktor Energiezufuhr erhöhen / trainieren: Energie effizienter nutzen, exellent trainierbar Aufbau:  Viele Zellkerne, Querstreifung  Große, lange vielkernige Zellen  Randständige Zellkerne

Aufbau Muskelfaser: -

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 Muskel -> Bündel -> Faser -> Mikrofibrillen -> Z+M Membranen, Nebulin Muskelkater: Myosinköpfe brechen ab, Z-Membranen zerissen, Messbar durch Creatinkinease (Enzym im Blut): Bei Muskelkater von Intra nach interzellulär Belastungen die Muskelkater erzeugen:  Reaktivkraft  Bei exentrischen Belastungen, nicht bei konzentrischen (z.B. bei Abbremsbewegungen) Mukelkater -> Zerrung -> Muskelfaserriss -> Muskelbündelriss -> Muskelabriss Tasten beim Muskelfaserriss: Hämatome als sekundäre Reaktion, per Ultraschall Actinfilament und Myosinfilament schieben sich ineinander, Z-Membran schieben sich zueinander, Reaktion durch energiereiche Proteine Bei Überbelastung wird zu viel Energie verbraucht und es geht in den anaeroben Bereich über-> PH Wert fällt ab Wenn zelluläres Milieu zu sauer wird ist aktive Myosinbindung an Aktin nicht mehr möglich! Wenn Eiweißproteine zur Energiegewinnung benutzt werden, werden Muskeleiweiße verbraucht und das Immunsystem angegriffen

Glatte Muskulatur: -

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Vorkommen: Magen, Darm, Blutgefäße, Bronchen, Drüsen Aufbau:  Spindelförmig verzweigte Muskelzellen  Mittelständige Zellkerne  Keine Querstreifung Kontraktionsform: langsam, unwillkürlich, nicht ermüdbar

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Herzmuskulatur: -

Vorkommen: Herzen Aufbau: Raumgitter von sog. Herzmuskelzellen mit Querstreifung Glanzstreifen, unregelmäßig verzweigte Muskelzellen, Zellkern zentral, Zellgrenzen als Glanzstreifen Kontraktionsform: schnell, unwillkürlich, nicht ermüdbar Herzgröße: 300-350 Gramm / 600-800 ml, bis 1500 ml bei Sportlern, Herz kann sich anpassen Myokarditis: Herzmuskelentzündung

Epithelgewebe: -

Geschlossene Zellverbände Vorkommen: Haut, Drüsen, Magen-Darm-Kanal Funktion:  Stützfunktion (mechanisch + Diffusionsbarriere)  Resorption  Sekretion  Sinnesfunktion  Transportfunktion (Flimmerhärchen)

Nervengewebe: -

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Dient der Aufnahme und Verarbeitung von Reizen, Bildung und Leitung von Enzymen Neuronen (Nervenzelle) + Gliazelle (Stützfunktion)-> behält die Fähigkeit zur Zellteilung Nervenzellen regenerabel, aber langsam Wenn die Nervenfunktion eingeschränkt ist, kann es bis zu max. 1-1,5 Jahren auf Regeneration hoffen Glia: Isolier, Stütz, Schutzfunktion, Metabolische Aufgaben Topographisch:  ZNS: zentrales Nervensystem: Gehirn, Rückenmark  PNS: periphäres Nervengewebe: Hirnnerven (12 Paare), Spiralnerven (31 Paare), Ganglien ausserhalb des ZNS Funktionell:  Somatisches Nervensystem: Sensorik, Sinnesorgane, Skelettmuskulatur, willkürlich  Autonomes / Vegetatives Nervensystem: Vitalfunktion, Innere Organe, Herz, glatte Muskulatur, unwillkürlich ZNS: 80% Zellen, 20% extrazelluläre Substanz Hyperhydrosis: starkes Schwitzen Betablocker: Sympathikus wird geblockt

Sinnesorgane: Auge: -

Vordere + hintere Augenkammer Myopie: Kurzsichtigkeit / hypermetropie: Weitsichtigkeit Auge trainierbar:  Sehrtraining -> Geschwindigkeit  Reizreaktionsmuskel  Augenmuskeltraining (Nah/Fern)

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Sportanatomie / Sportphysiologie

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Retina: Rezeptoren:  Stäbchen: Schwarz / Weiss (Helligkeit grob)  Zäpfchen: bunt Linke Seite des Sichtfeldes wird in der rechten Gehirnhälfte zusammengebaut + andersherum Einschränkung Gesichtsfeld: mechanisch / nervengeschädigt

Ohr: -

In Cochlea wird der Reiz umgesetzt in Reize für Nerven Taubheit: Defekt in Cochlea oder Nerven Hörschädigende Medikamente: gewisse Antibiotika Vestibuläres Organ: Bogengänge mit Flüssigkeiten, wobei die Flüssigkeiten verschoben werden

Nase: -

Filtration der Luft...