Aufgabe Vorschlag B - Aufgabe 4 · Abitur Hessen Gesundheitslehre LK 2022
Thema: Herz: Erregung, Herzzyklus und Herzerkrankungen · Aus der Prüfung LK (2022)
Aufgabenstellung
Das wissenschaftliche Interesse bei Unfruchtbarkeit richtet sich auch auf Substanzen, die den Blutdruck senken (z. B. Kalziumantagonisten), da nach Anwendung dieser Medikamente Einschränkungen bei der Spermienzahl und der Spermienfunktion beobachtet wurden.
Teilaufgabe 4.1 (10 BE)
Benennen Sie die Phasen A–D des Herzzyklus in Material 9.
Beschreiben Sie die Abläufe der Phasen A–D.
Material 9: Volumenkurve des linken Ventrikels
4.1.1
Benennung der Phasen A–D:
4.1.2
Teilaufgabe 4.2 (8 BE)
Ordnen Sie den Vorgängen (A–G) aus Material 10, Abbildung 10.1 die zugehörigen Ionenströme (1–6) aus Material 10, Abbildung 10.2 zu (ohne Begründung). Geben Sie die Formel zur Berechnung des Herzzeitvolumens an.
Material 10: Elektrophysiologie des Herzens
Abbildung 10.1: Vorgänge an Arbeitsmyokard und Schrittmacherzellen
A. langsame Depolarisierung in autorhythmischen Herzmuskelzellen (Schrittmacherzellen)
B. Plateauphase des Aktionspotenzials in einer kontraktilen Herzmuskelzelle (Arbeitsmyokard)
C. schnelle Depolarisierungsphase des Aktionspotenzials in einer kontraktilen Herzmuskelzelle
D. schnelle Depolarisierungsphase des Aktionspotenzials in einer autorhythmischen Herzmuskelzelle
E. schnelle Repolarisierungsphase des Aktionspotenzials in einer kontraktilen Herzmuskelzelle
F. schnelle Repolarisierungsphase des Aktionspotenzials in einer autorhythmischen Herzmuskelzelle
G. Kontraktionsphase einer kontraktilen Herzmuskelzelle
Abbildung 10.2: Ionenströme im Herzen
1. K⁺-Strom von der extrazellulären Flüssigkeit (EZF) in die intrazelluläre Flüssigkeit (IZF)
2. K⁺-Strom von der IZF in die EZF
3. Na⁺-Strom von der EZF in die IZF
4. Na⁺-Strom von der IZF in die EZF
5. Ca²⁺-Strom von der EZF in die IZF
6. Ca²⁺-Strom von der IZF in die EZF
Hinweis: Nicht alle Ziffern können zugeordnet werden.
4.2.1
Zuordnung der Ionenströme (Ziffer 1–6):
.
4.2.2
Teilaufgabe 4.3 (6 BE)
Kalziumantagonisten führen zu einer Veränderung des Herzzeitvolumens. Erläutern Sie hierzu zwei unterschiedliche Mechanismen.
Lösung
Nach den offiziellen Korrekturhinweisen
4.1 Benennen: Phase A
Lösung: Anspannungsphase
4.1 Benennen: Phase B
Lösung: Austreibungsphase
4.1 Benennen: Phase C
Lösung: Entspannungsphase
4.1 Benennen: Phase D
Lösung: Füllungsphase
4.1 Beschreiben Sie die Abläufe der Phasen A–D.
Lösung: Anspannungsphase: In der Anspannungsphase sind alle Klappen geschlossen und die Ventrikel sind mit Blut gefüllt. Es findet eine isovolumetrische Kontraktion statt. Dadurch kommt es in den Ventrikeln zum Druckanstieg, bis der Druck in der Aorta bzw. im Truncus pulmonalis überschritten ist. Austreibungsphase: Blut strömt aus den Ventrikeln in den Truncus pulmonalis bzw. in die Aorta. Der Druck in den Ventrikeln steigt weiter, das Blutvolumen in den Ventrikeln sinkt. Es kommt zum Druckabfall in den Ventrikeln bis unter den Druck in der Aorta bzw. im Truncus pulmonalis. Die Taschenklappen schließen. Entspannungsphase: In der Entspannungsphase sind alle Klappen geschlossen. Das Volumen bleibt konstant, der Druck in den Ventrikeln sinkt (isovolumetrische Entspannung) unter den Druck in den Vorhöfen und die Segelklappen öffnen sich. Füllungsphase: Die Ventilebene hebt sich und stülpt sich über die Blutsäule in den Vorhöfen. Am Ende der Füllungsphase kontrahieren die Vorhöfe. Die Ventrikel füllen sich mit Blut. Am Ende der Füllungsphase übersteigt der Druck in den Ventrikeln den Druck in den Vorhöfen und die Segelklappen schließen sich.
4.2 Ordnen Sie den Vorgängen (A–G) aus Material 10, Abbildung 10.1 die zugehörigen Ionenströme (1–6) aus Material 10, Abbildung 10.2 zu.
Lösung: A = 3; B = 5; C = 3; D = 5; E = 2; F = 2; G = 5
4.2 Geben Sie die Formel zur Berechnung des Herzzeitvolumens an.
Lösung: Herzzeitvolumen (HZV) = Schlagfrequenz x Schlagvolumen
4.3 Kalziumantagonisten führen zu einer Veränderung des Herzzeitvolumens. Erläutern Sie hierzu zwei unterschiedliche Mechanismen.
Lösung: 1. Kalziumantagonisten senken das Herzminutenvolumen, indem sie den Kalzium-Ioneneinstrom in die Herzmuskelzelle hemmen und somit die Kalzium-Ionenfreisetzung aus dem sarkoplasmatischen Retikulum hemmen. Dies führt zu einer verminderten elektromechanischen Kopplung und die Kontraktionskraft wird gesenkt. Dadurch wird weniger Blut ausgeworfen (HZV sinkt). 2. Außerdem vermindern Kalziumantagonisten den Kalzium-Ioneneinstrom in die Schrittmacherzellen. Dadurch wird die Depolarisation verzögert, die Herzfrequenz sinkt und somit auch das Herzzeitvolumen.
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