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Während die präganglionaren Fasern ihre Impulse in den Ganglien mit Hilfe des Azetylcholins auf die postganglionären Fasern übertragen, kontrollieren die postganglionären Fasern das Erfolgsorgan durch einen anderen Überträgerstoff, das Noradrenalin.

Diese sind normalerweise wahrscheinlich nur für Organe oder Organbereiche wichtig, die wenig oder nicht durch postganglionäre Neurone innerviert sind (z. B. Arterien mit großem Durchmesser). Für Organe mit dichter nor­adrenerger Innervation (z. B. kleine Arteriolen) spielt sie kaum eine Rolle, weil relativ wenige extrasynaptische Adrenozeptoren vorhanden sind. Die aus dem Nebennierenmark ausgeschütteten Katecholamine scheinen überwiegend der Regulation metabolischer Prozesse zu dienen. Sie mobilisieren katalytisch freie Fettsäuren aus Fettgewebe, ferner Glukose und Laktat aus Glykogen. Die Katecholamine des NNM sind also in ersten Linie als Stoffwechselhormone zu betrachten. Diese metabolischen Wirkungen der Katecholamine werden durch (ß)-Adrenozeptoren vermittelt.

Bei der allgemeinen aeroben Langzeitausdauer nimmt die hormo­nelle Regulation eine zentrale Bedeutung ein. Die Katecholamine Adrenalin, Noradrenalin und Dopamin steigen in Abhängigkeit von der Belastungsintensität und-dauer an. Die Arbeitsreaktion wird auch von der Körpertemperatur beeinflusst, welche vor allem Noradrenalin zunehmen lässt. Bei Frauen fällt die Belastungsreaktion in der Follikelphase höher aus als in der Lutealphase.

Es bestehen enge Beziehungen zwischen dem belastungsbedingten Anstieg des Lactatspiegels im arteriellen Blut und der Zunahme von Noradrenalin und Adrenalin. Der belastungsbedingte Anstieg des Noradrenalins entstammt vermutlich dem Skelettmuskel. Bei intensiver Arbeit kleiner Muskelgruppen mit entsprechend geringer maximaler Sauerstoffaufnahme steigen die Katecholamine höher an als bei der Arbeit mit großen Muskelgruppen mit hoher maximaler 02-Aufnahme. Der PLASMA - Adrenalinaufstieg ist in Relation zu dem des Noradrenalin bei statischer Arbeit stärker als bei dynamischer. Bei konstanter Größe der Sauerstoffaufnahme steigen Noradrenalin und besonders Adrenalin bis zum Zeitpunkt der Erschöpfung an. Auch bei Hypoxie nimmt auf gegebenen Belastungsstufen und damit unveränderter Größe der Sauerstoffaufnahme der Katecholaminspiegel stärker zu als unter Normalverhältnissen. Umgekehrt bewirkt Hyperoxie eine geringe Reduzierung des Katecholaminspiegels.

Die vegetativen Zentren des Parasympathikus liegen im Hirnstamm und im Sacralmark. 75 Prozent der parasympathischen Nervenfasern verlassen den Hirnstamm mit dem 1 Gehirnnerv, dem Vagus. Deswegen wird der Parasympathikus oft vereinfachend als Vagus bezeichnet.

Bei körperlicher Arbeit oder bei einer intensiven sportlichen Belastung kann der Energiebedarf einzelner besonders beanspruchter Muskeln auf das Zweihundertfache des Ruhewertes ansteigen, was zu einer entsprechenden Erhöhung des SAUERSTOFF - und Energiebedarfs führt. Um diesen gesteigerten Bedarf zu decken, müssen sich alle Versorgungssysteme des Körpers auf die Belastungssituation umstellen. Das Herz muss schneller und kräftiger schlagen, die Lunge muss tiefer und schneller atmen, die Gefäße der arbeitenden Muskulatur müssen sich erweitern usw.

Ein Teil der sympathischen Fasern zieht durch die Grenzstrangganglien hindurch und endet in den sogenannten terminalen Ganglien, dessen bekanntestes das Sonnengeflecht ist. Das Sonnengeflecht liegt in der Tiefe der Magengegend und versorgt sympathisch sämtliche Organe der Bauchhöhle. Bei Gewalteinwirkung auf das Sonnengeflecht kommt es zur Bewusstlosigkeit infolge reflektorischer Fehlschaltungen der Blutverteilung (wahrscheinlich K. O. beim Boxen).

Für die Anpassungsvorgänge der inneren Organe an akute sportliche Belastungssituationen spielt der Sympathikus die wichtigere Rolle, während manche Trainingsveränderungen dem Parasympathikus zugeschrieben werden.

Die Reaktionen der Effektororgane, die in Notfallsituationen und bei starkem emotionalem Stress durch die Aktivierung der postganglionären sympathischen Neurone und des NNM zustande kommen, werden auch Notfallreaktionen genannt. Während dieser Reaktionen scheinen nahezu alle Ausgänge des sympathischen Nervensystems einheitlich aktiviert zu werden. Deshalb spricht man in diesem Zusammenhang auch vom svtnpathikaadrenalen System. Diese einheitliche Reaktion des sympathischen Nervensystems unter Extrembedingungen wird besonders vom Hypothalamus ausgelöst, z. B. beim Abwehrverhalten.