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Innere und äußere Atmung - Blutgruppenbestimmung 2019

Abgabe Protokoll Innere und äußere Atmung, Blutgruppenbestimmung 2020 Bitte hier Ihre Gruppennummer: 10 Zug:

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Name und Matrikelnummer: Daria Tsyrulnikova, 22655604

Datum ihrer ersten Abgabe: 23.12.2020 Testat und Kommentar: Hier steht nicht unbedingt etwas, nur wenn notwendig. Meist stehen unsere Kommentare in Studon oder in einer Feedback Datei.

Protokoll Einleitung und Fragestellungen: Für die Durchführung des Experiments und das Schreiben des Protokolls war es wichtig, die folgenden Aspekte zu verstehen, die im Folgenden aufgeführt sind. 1.Die Erythrocyten ist der überwiegende Anteil der Blutzellen. Die Erythrozyten enthalten hohe Konzentration an respiratorischen Proteinen wie Hämoglobin, ihre Hauptaufgaben sind Speicherung und Transport von Sauerstoff. Hämoglobin verbindet sich leicht mit O2, es also leicht abgibt. In der Lunge verbinden sich bis zu 97 % des Hämoglobins im Blut mit O2 zu Oxyhämoglobin. In den Geweben wird das O2 abgestreift und das Hämoglobin wird zu reduziertem Hämoglobin - Desoxyhämoglobin. 2.Konvektion ist der Transport physikalischer Zustandsgrößen in strömenden Gasen oder Flüssigkeiten. Ventilation ist die Fähigkeit den Brustraum zu vergrößern und zu verkleinern und damit Luft in ihn einzusaugen und aus ihm auszupressen. Die Ventilation ermöglicht den Gasaustausch in den Lungenbläschen. Diffusion

ist

der

ohne

äußere

Einwirkung

eintretende

Ausgleich

von

Konzentrationsunterschieden in Flüssigkeiten oder Gasen als natürlich ablaufender physikalischer Prozess aufgrund der brownschen Molekularbewegung. Perfusion ist die Versorgung von Organen oder Organteilen mit Blut. Die Zufuhr erfolgt über

1

Innere und äußere Atmung - Blutgruppenbestimmung 2019 Arterien, der Abfluss über Venen. Dies dient der Versorgung von Geweben mit Sauerstoff, Nährstoffen und anderen lebensnotwendigen Blutbestandteilen sowie dem Abtransport von Stoffwechselprodukten und Kohlenstoffdioxid. (Ein optimaler Gasaustausch liegt in der Alveole vor, wenn das Verhältnis von Ventilation zu Perfusion 0.8 beträgt.) Lungenfunktiontest: Messung von Lungenfunktin und -volumen: Lungenfunktiontest erlaubt, Lungenvolumina und Lungenfunktion zu messen. Ein Spirometer ermöglicht es, das Volumen von eingeatmeter und ausgeatmeter Luft zu messen. Das Atemzugvolumina ist in der Regel kleiner als die maximal mögliche Menge an Luft, die einoder ausgeatmet werden kann. Die maximale Lufmenge, die über Atemzugvolumen hinaus ausgeatmet werden kann, wird als inspiratorisches Reservevolumen bezeichnet, und Atemzugvolumen plus inspiratorischem Reservevolumen stellen die inspiratorische Kapazität dar. Expiratorisches Reservevolumen ist die maximale Luftmenge, die über das Atemvzugvolumen hinaus ausgeatmet werden kann. Inspiratorisches und expiratorisches Reservevolumen ergeben zusammen die Vitalkapazität, die maximale Luftmenge, die mit einem einzigen Atemzug in die Lunge hinein bzw. Aus der Lunge hinaus bewegt werden kann. Die Vitalkapazität muss im Punkt 1b bestimmt werden. (Christopher D. Moyes, Patricia M. Schulte “Tierphysiologie“) 3. AB0-Blutgruppensystem: Auf der Oberfläche der Erythrocyten sind Antigene vorhanden, an die verschiedene Antikörper (im Blutplasma) binden können. Dadurch agglutinieren die Erythrocyten. Im Blut eines Individuuns sind gegen eigene Oberflächenantigene reagierende Antikörper nicht vorhanden (Fassung im AB0-Blutgruppensystem bei Menschen). Das Verständnis der Bestimmung der Blutgruppe ist für den Punkt 2a wichtig. (Wolfgang Clauss, Cornelia Clauss „Tierphysiologie“)

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Innere und äußere Atmung - Blutgruppenbestimmung 2019

Experiment 1: a Abhängigkeit des Absorptionsspektrums des Blutes von dessen O2-Gehalt b Bestimmung der Vitalkapazität der Lunge

Material und Methoden Blutkonserve, Photometer, Küvetten, Becherglas, Pipetten, Parafilm, Einweghandschuhe, Natriumdithionit (Na2S2O4), Ammoniak-Lösung (0,4 % v/v) Für den Versuch wird Erythrozytenkonzentrat aus menschlichem Blut verwendet. Stammlösung: Mischen Sie 2 ml Blut und 50 ml 0,4%ige NH3-Lösung in einem Erlenmeyerkolben. HbO2: Schütteln Sie die Küvette kräftig, bis das Blut hell gefärbt ist. Nehmen Sie 1 mL und verdünnen Sie mit 30 mL 0,4%iger NH3-Lösung.Hb rot: Geben Sie eine Spatelspitze Natriumdithionit (Na2S204) zu 1 mL der Stammlösung in ein Reagenzglas. Das Blut verdunkelt sich. Verdünnen Sie mit 30 ml einer 0,4%igen NH3-Lösung. Ergebnisse a Abhängigkeit des Absorptionsspektrums des Blutes von dessen O2-Gehalt

Abb. 1: Absorptionsspektrum von oxigeniertem und desoxigeniertem Blut

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Innere und äußere Atmung - Blutgruppenbestimmung 2019

Hämoglobin-Sauerstofflast-Bestimmungen werden bei Wellenlängen durchgeführt, bei denen sich die Absorptionskurven deutlich unterscheiden. Sauerstoff Blut: scharlachrot, zwei Absorptionsbanden bei 576-541 nm Desoxygeniertes Blut: violett, eine Absorptionsbande bei 555 nm. b Bestimmung der Vitalkapazität der Lunge

1. Weiblich 21 (Gelegenheitsraucher): 3467 2. Weiblich 21 (Nichtraucher): 1567 3. Weiblich 25 (Nichtraucher); (krank):1934 4. Weiblich 19 (Nichtraucher): 2000 Mittelwert: 2242

VC = ERV + AZV + IRV (Die Vitalkapazität ist die Summe aus dem exspiratorischen Reservevolumen (ERV), dem Atemzugvolumen (AZV) und dem inspiratorischen Reservevolumen (IRV)).

Diskussion a Abhängigkeit des Absorptionsspektrums des Blutes von dessen O2-Gehalt

Die Hämoglobin-Oxygenierung verändert das Absorptionsspektrum und damit die Farbe des Blutes (arteriell vs. venös) - Häm ist das absorbierende Band - die Hauptabsorption liegt bei etwa 400 nm (Soret-Bande) - Färbung ist hauptsächlich auf die Absorption im Bereich von 500-600 nm zurückzuführen. (Farbmittelchemisch gesehen sind Hämoglobin und seine Derivate keine Farbstoffe, sondern Pigmente, da sie nicht löslich sind.) Beinahe jedes Blut enthält neben zahlreichen anderen organischen Verbindungen einen respiratorischen Farbstoff. Der bekannteste ist das bei

den Wirbeltieren anzutreffende

Hämoglobin; bei den Mollusken und vielen Krebsen findet sich das Hämocyanin. Ferner gibt es noch Hämerythrin, Chlorocruorin usw. Alle diese Farbstoffe haben die Aufgabe, den Sauerstoff in den Atmungsorganen zu binden und ihn an die Gewebe abzugeben. Diese respiratorischen Farbstoffe können entweder in der Blutflüssigkeit gelöst sein, oder sie sind in besonderen Blutzellen, den Erythrocyten, eingeschlosen. (W. von Buddenbrock, Vergleichende Physiologie, Springer Basel AG 1967)

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Innere und äußere Atmung - Blutgruppenbestimmung 2019

b Bestimmung der Vitalkapazität der Lunge

Die Vitalkapazität ist die größtmöglich ventilierbare Luftmenge und macht etwa 4,5 Liter der Totalkapazität aus. Sie ist abhängig von den Faktoren Geschlecht, Alter, Körperbau und Trainingszustand.

Experiment 2: a Bestimmung der Blutgruppe beim Menschen b Bestimmung der Erythrocytenzahl

Material und Methoden Antiseren zur Blutgruppenbestimmung (Anti-A, Anti-B, Anti-AB, Rh), Tüpfelplatte, Alkohol, Papiertuch, Blutlanzette, ggf. Blutkonserve, Glasstab, Entsorgungsgefäß Je ein Tropfen der Antiseren zur Blutgruppenbestimmung wird in eine Vertiefung der Tüpfelplatte gegeben und bezeichnet. Die Fingerbeere des Mittelfingers oder Ringfingers (zweckmäßigerweise der linken Hand) wird mit Alkohol desinfiziert und mit einem sterilen Einmalstilett angestochen. Die Blutstropfen werden mit einem Glasstab zu den Seren in die Vertiefungen der Tüpfelplatte übertragen und vermischt. Nach einigen Minuten Wartezeit wird beurteilt, ob eine Agglutination stattgefunden hat oder nicht. Die Anti-Seren enthalten

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Innere und äußere Atmung - Blutgruppenbestimmung 2019 Antikörper gegen die jeweils genannten Blutgruppen, d.h. Antiserum-A enthält Antikörper gegen die Blutgruppe A (und entspricht damit funktionell dem Blut-Serum der Blutgruppe B). Die Auswertung erfolgt gem. der unter Theorieangegebenen Tabelle.

Ergebnisse a Bestimmung der Blutgruppe beim Menschen

1.Blutgruppe AB 2.Blutgruppe B Rh-negativ b Bestimmung der Erythrocytenzahl

Tab. 1: Bestimmung der Erythrocytenzahl

5 2 5 5

6 2 6 5

2 2 6 6

6 5 4 4 3 2 6 7

9 5 4 4

1 3 9 4

3 3 6 5 5 6 5 4

9 4 3 4

3 2 3 11

8 1 8 5

5 4 4 3

6 2 3 6

3 1 6 4

5 0 2 3 7 5 4 4

4 9 2 2

6 5 5 10

6 4 5 8 6

Innere und äußere Atmung - Blutgruppenbestimmung 2019

Literaturdaten: 3,9-5 Mio in 1 mm³ Blut

Diskussion a Bestimmung der Blutgruppe beim Menschen

Wenn eine Rh-negative Frau ein Kind von einem Rh-positiven Partner zur Welt bringt, kann sie Antikörper gegen die "fremden", Rh-positiven Antikörper entwickeln. Diese Antikörper wandern durch die Plazenta zum Kind. Als Folge kann es zum Abbau roter Rhesus-positiver Blutkörperchen

beim

Kind

und

damit

zu

einer

Blutarmut

und

einer

schweren

Neugeborenengelbsucht kommen. Die Rhesus-Unverträglichkeit tritt jedoch nur auf, wenn es bereits zu einem Blutkontakt zwischen Mutter und Kind gekommen ist. Dies geschieht in der Regel bei der Geburt des ersten Kindes, seltener auch bei Fehlgeburten, Schwangerschaftsabbrüchen, etc. Danach bekommt die Mutter Antikörper, die bei zweiter Schangeschaft ein Problem werden können, wenn das Kind wieder Rh-positiv wird. Blutgruppen werden nach dem Mendelschen Gesetz vererbt. Ein Blutgruppenkonflikt kommt auch vor, aber deutlich seltener. Zum einen, weil die Blutgruppen von Mutter und Fötus oft kompatibel sind, zum anderen, weil keine Antikörper gebildet werden, die durch die Plazenta passieren würden. Die hämolytische Erkrankung des Neugeborenen (HDN) kann auch

durch eine

Unverträglichkeit der ABO-Blutgruppe verursacht werden. Sie entsteht, wenn eine Mutter mit Blutgruppe O mit einem Fötus mit einer anderen Blutgruppe (Typ A, B, oder AB) schwanger wird. Das Serum der Mutter enthält natürlich vorkommendes Anti-A und Anti-B, die tendenziell zur IgG-Klasse gehören und daher die Plazenta passieren und fetale Erythrozyten hämolysieren können. HDN aufgrund von ABO-Inkompatibilität ist normalerweise weniger schwerwiegend als RhInkompatibilität. Ein Grund dafür ist, dass die fetalen Erythrozyten weniger ABOBlutgruppenantigene exprimieren als die eines Erwachsenen. Darüber hinaus werden die

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Innere und äußere Atmung - Blutgruppenbestimmung 2019 ABO-Blutgruppenantigene im Gegensatz zu den Rh-Antigenen von einer Vielzahl von fetalen (und erwachsenen) Geweben exprimiert, was die Wahrscheinlichkeit verringert, dass Anti-A und Anti-B ihre Zielantigene auf den fetalen Erythrozyten binden. (Laura Dean „Blood Groups and Red Cell Antigens”) Eine gesunde Plazenta lässt nicht alle Stoffe von der Mutter an das Baby weitergeben. Dort kommen die Blutgruppenantigene offenbar nicht durch. Aber wenn sich die Plazenta ablöst, kann es zu einem Konflikt kommen, weil sich das Blut der Mutter und des Babys vermischen. Immunglobulin M (IgM) ist eine Klasse von Antikörpern. IgM-Moleküle sind die schwersten und am komplexesten organisierten Immunglobuline. IgM sind viel größer, als die Ig, die den Rh bestimmen. IgM dringen schwieriger durch die Blut-Plazenta-Barriere. b Bestimmung der Erythrocytenzahl

Bei Frauen ist diese Zahl etwas geringer. Bei Kindern sind die Normen für die roten Blutkörperchen je nach Alter des Kindes unterschiedlich. Die normale Anzahl roter Blutkörperchen bei Kindern unter 12 Jahren beträgt etwa 3,5-10^12 -5,0-10^12 Zellen/l (3-12% Retikulozyten), unabhängig vom Geschlecht des Kindes. Eine weitere Kategorie, für die es eine eigene Norm gibt, sind schwangere Frauen. Tatsache ist, dass während der intrauterinen Entwicklung des Kindes das Volumen des zirkulierenden Blutes bei der werdenden Mutter auf Kosten des flüssigen Teils zunimmt, während die Anzahl der Formelemente langsamer wächst. Erhöhte rote Blutkörperchen: Ursachen für Anomalien Es scheint, dass je mehr rote Blutkörperchen in unserem Blut sind - desto besser. Ein solches Urteil ist jedoch falsch, weil ein Überschuss an Zellen das Blut verdickt und seine Eigenschaften verletzt. Erythrozytose (der medizinische Begriff für einen erhöhten Gehalt an roten Blutkörperchen) ist auch ein Zeichen für einige ernsthafte Krankheiten. Warum können die roten Blutkörperchen bei der Blutuntersuchung erhöht sein? Die einfachste und häufigste Erklärung ist die Dehydrierung des Körpers. Andere, weniger wahrscheinliche Ursachen der Erythrozytose sind Tumore der Nieren oder der endokrinen Drüsen sowie ein Überschuss an Steroidhormonen im Körper (sie werden bei bestimmten Krankheiten verschrieben). Der Gehalt an roten Blutkörperchen erhöht sich auch in Situationen mit Sauerstoffmangel: zum Beispiel, wenn eine Person gerade von einer Wanderung in den Bergen zurückgekehrt ist oder wenn sie an einer Lungen- und Herzerkrankung leidet, bei der der Sauerstofftransport beeinträchtigt ist. Zu diesen Erkrankungen gehören chronische Bronchitis, Asthma bronchiale und Herzfehler. Niedrige Erythrozytenzahl: Ursachen Erythropenie ist eine niedrige Anzahl roter Blutkörperchen im Blut.

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Innere und äußere Atmung - Blutgruppenbestimmung 2019 Hier sind die möglichen Ursachen der Erythropenie: Akuter Blutverlust (durch Trauma oder Operation); Chronischer Blutverlust (starke Menstruation bei Frauen oder versteckte Blutungen - bei Magen-

oder

Zwölffingerdarmgeschwüren,

Hämorrhoiden,

Darmkrebs

und anderen

Erkrankungen); Unzureichende Aufnahme von Eisen aus der Nahrung (es ist notwendig für die Synthese von Hämoglobin); schlechte Aufnahme oder Mangel an Vitamin B12 und Folsäure in der Nahrung Übermäßige Flüssigkeitsaufnahme oder Verabreichung von Kochsalzlösung intravenös, über einen Tropf; zu schnelle Zerstörung der roten Blutkörperchen durch Transfusionsfehler, durch Erbkrankheiten (z. B. Sichelzellenanämie), durch Vergiftungen mit Schwermetallen oder anderen Giften und bei Patienten mit einer künstlichen Herzklappe. Hämoglobin ist der Farbstoff, aus dem die roten Blutkörperchen bestehen und der für den Gasaustausch im Körper verantwortlich ist. Eine Zu- oder Abnahme seines Gehalts im Blut hängt meist mit der Anzahl der roten Blutkörperchen zusammen.

Experiment 3: Bestimmung des Q10-Wertes von Daphnia pulex

Material und Methoden Kristallisierschale, Styroporform, Pasteur-Pipette, Vaseline, Zahnstocher, 3 Bechergläser (500

ml),

Standzylinder

250

ml,

Zähler,

Stoppuhr,

Binokular,

Objektträger,

Digitalthermometer, schwarzes Tonpapier, Petrischale, Pinzette, 2 Gummistopfen Mit einem Zahnstocher wird ein stecknadelkopfgroßer Punkt Vaseline auf den Objektträger aufgetragen.Die Daphnie wird mit der Pipette auf den Objektträger gebracht und unter dem Binokular mit der Pinzette seitlich liegend in der Vaseline fixiert. Wichtig ist, dass der Herzschlag gut zu erkennen ist. Das vortemperierte Wasser (200 ml) wird in die Kristallisierschale gegossen und der Objektträger auf den Gummistopfen platziert. Die Kristallisierschale wird mit dem Tonpapier zusammen in die Styroporform gelegt. Nach der Temperaturmessung kann mit der Bestimmung der Herzschlagfrequenz begonnen werden. Nach einem Probelauf wird bei jeder Temperatur 3 Mal für jeweils 15 Sekunden die Zahl der Herzschläge gemessen. Die

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Innere und äußere Atmung - Blutgruppenbestimmung 2019 Temperatur wird am Ende der Messung nochmals bestimmt. Soweit sich Abweichungen ergeben, wird der zweite Temperaturwert ebenfalls notiert.Beim Wasserwechsel den Objektträger bitte in eine wassergefüllte Petrischale legen, damit das Tier nicht austrocknet.Es wird mit den niedrigen Temperaturen begonnen. Die Messtemperaturen betragen ca. 5°C, 10 °C, 15 °C, 20 °C, 25 °C und 30 °C. Für das Einstellen der Temperatur auf 5 °C ist es nötig, das Wasser mit Eis zu versetzen und wenn möglich auch dieKristallisierschale vorher auf Eis zu kühlen. Nach der Messung kann das Tier mit einem Papiertuch abgewischt und entsorgt werden. Ergebnisse Tabelle 2:

t1 in °C vor Beginn der Zählung

t2 in °C nach Ende der Zählung

Ø t in °C

5,8 10,0 15,4 21,2 24,5 28,9

7,2 9,3 15,5 21,0 24,3 28,7

6,5 9,65 15,45 21,1 24,4 28,8

Herzschläge

Herzschläge

Herzschläge

1. Messun g 27 33 45 55 58 63

2. Messun g 28 31 46 56 58 61

3. Messun g 28 31 47 54 56 63

Ø Herzschläge / 15 s

Frequenz in 1/min

27,67 31,67 46 55 57,33 62,33

110,68 126,68 184 220 229,32 249,32

Tabelle 3: Bestimmung des Q10-Wertes für Daphnia pulex t1 in °C 9,65 15,45 21,1 24,4 28,8

St1 126,68 184 220 229,32 249,32

t2 6,5 9,65 15,45 21,1 24,4

St2 110,68 126,68 184 220 229,32

Q10 1,53 1,9 1,37 1,13 1,21

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Innere und äußere Atmung - Blutgruppenbestimmung 2019

Diskussion Als Faust-regel gilt, dass die Reaktionsgeschwindigkeit sich bei einer Steigerung der Temperatur um 10 °C verdoppelt bis verdreifacht (RGT-Regel, Q10 = 2—3). Bei biologischen Vorgängen bleibt meist nicht konstant, wenn über einen größeren Temperaturbereich untersucht wird. In der Regel sinken die Q10-Werte mit steigender Temperatur. Daphnia verfügt zwar über keinen geschlossenen Blutkreislauf, aber über ein Herz, das deutlich sichtbar schlägt. Die Pulsfrequenz variiert dabei mit der Temperatur.

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