Blut, Hormone und Stoffwechsel

Aufgaben des Blutes und Zusammensetzung

• Das Blut transportiert O2, CO2, Nährstoffe, Stoffwechselprodukte und Hormone.
• Es reguliert den pH-Wert sowie den Elektrolyt- und Wasserhaushalt und die Körpertemperatur.
• Es dient der Immunabwehr durch Leukozyten und Antikörper.
• Es unterstützt den Wundverschluss durch Thrombozyten und Gerinnungsfaktoren.
• Die Bestandteile des Blutes sind Blutzellen und Blutplasma.

Blutzellen

• Erythrozyten (rote Blutkörperchen) transportieren O2 und puffern.
• Leukozyten (weiße Blutkörperchen) sind für die spezifische und unspezifische Immunabwehr zuständig.
• Thrombozyten (Blutplättchen) sind für die Blutstillung wichtig.
• Der Hämatokrit (HKT) ist das Verhältnis von Blutzellen zum Gesamtblutvolumen.

Blutplasma

• Das Blutplasma ist der flüssige Teil des Blutes ohne Zellen.
• Das Blutserum entspricht dem Plasma ohne Fibrinogen.
• Es enthält Elektrolyte, Nährstoffe, Stoffwechselprodukte, Vitamine und Proteine wie Albumin, Globulin und Fibrinogen.

Bildung der Erythrozyten (Erythropoese)

• Erythrozyten reifen im Knochenmark aus hämatopoetischen Stammzellen.
• Die Differenzierung erfolgt über Proerythroblasten, Erythroblasten, Normoblasten und Retikulozyten zu reifen Erythrozyten.
• Die Erythropoese wird durch das Glykoprotein Erythropoetin reguliert, das in der Niere gebildet wird und eine Überproduktion von Erythrozyten verhindert.

Abbau der Erythrozyten

• Nach ca. 120 Tagen werden Erythrozyten durch Phagozytose in Milz, Leber und Knochenmark abgebaut.
• Hämoglobin wird in Eisen und Bilirubin zerlegt.
• Bilirubin wird in der Leber verarbeitet und ausgeschieden, während Eisen wiederverwendet wird.

Funktion der Erythrozyten

• Erythrozyten transportieren Sauerstoff (O2) und Kohlendioxid (CO2) durch Bindung an Hämoglobin.
• Ein Hämoglobinmolekül besteht aus 4 Untereinheiten mit Eisen, wobei ein Eisenatom ein O2-Molekül binden kann, also 4 O2-Moleküle pro Hämoglobin.

Hämatopoese

• Die Hämatopoese ist die Blutbildung.
• Pluripotente Stammzellen differenzieren sich zu verschiedenen Blutzellen.
• Die Leukopoese ist die Bildung von Leukozyten.
• Myeloblasten entwickeln sich zu Granulozyten.
• Monoblasten entwickeln sich zu Monozyten.
• Lymphoblasten entwickeln sich zu Lymphozyten.
• Die Erythropoese ist die Bildung von Erythrozyten.
• Erythroblasten entwickeln sich zu Erythrozyten.
• Die Thrombopoese ist die Bildung von Thrombozyten.
• Megakaryoblasten entwickeln sich zu Megakaryozyten, die Thrombozyten produzieren.

Hormone des Hypothalamus

• Der Hypothalamus bildet hauptsächlich Steuerhormone.
• Releasing-Hormone (RH) wie CRH, TRH, GnRH und GHRH stimulieren die Hormonfreisetzung der Hypophyse.
• Inhibiting-Hormone (IH) wie Somatostatin und Dopamin hemmen die Freisetzung von HGH und Prolaktin.
• Oxytocin und ADH werden im Hypothalamus produziert, aber in der Neurohypophyse gespeichert und freigesetzt.

Hormone der Hypophyse

• Die Hypophyse bildet effektorische Hormone und besteht aus Adenohypophyse und Neurohypophyse.
• Die Adenohypophyse produziert ACTH, TSH, FSH/LH, HGH und Prolaktin.
• ACTH wirkt auf die Nebennierenrinde zur Kortisolproduktion.
• TSH wirkt auf die Schilddrüse und beeinflusst die Produktion von T3 und T4.
• FSH/LH wirken auf die Keimdrüsen (Follikelreifung, Testosteron).
• HGH fördert das Wachstum (Knochen, Leber).
• Prolaktin fördert die Milchproduktion (Brustdrüsen).
• Die Neurohypophyse speichert und setzt Oxytocin und ADH frei.
• Oxytocin ist für Wehen und Milchfreisetzung verantwortlich.
• ADH fördert die Wasserresorption in der Niere.

Periphere Hormone

• Periphere Hormone werden außerhalb des zentralen Nervensystems gebildet.
• Sie werden von peripheren endokrinen Drüsen oder Geweben produziert und ins Blut abgegeben, um an entfernten Zielorganen zu wirken.
• ACTH stimuliert die Bildung von Glukokortikoiden (z. B. Kortisol) in der Nebennierenrinde, was Stressantworten reguliert, den Blutzuckerspiegel beeinflusst und Entzündungen hemmt.
• TSH stimuliert die Schilddrüse zur Produktion von Schilddrüsenhormonen (T3, T4), was den Stoffwechsel, das Wachstum, die Entwicklung und die Wärmeproduktion steigert.
• FSH/LH stimulieren die Produktion von Sexualhormonen (Östrogen, Progesteron, Testosteron) in den Eierstöcken bzw. Hoden, was die Entwicklung und Funktion der Geschlechtsorgane, die Zyklusregulation und die Spermatogenese beeinflusst.
• HGH wirkt indirekt durch IGF-1 (Insulin-like Growth Factor 1), das in der Leber gebildet wird und das Wachstum (Knochen, Muskeln) und die Zellregeneration fördert.
• Prolaktin hat keine peripheren Hormone, wirkt aber direkt auf die Brustdrüsen zur Förderung der Milchproduktion.

Grundumsatz

• Der Grundumsatz ist die Energie, die ein Mensch in völliger Ruhe benötigt, um lebenswichtige Körperfunktionen wie Atmung, Herzschlag und Stoffwechsel aufrechtzuerhalten.
• Er wird unter Standardbedingungen (nüchtern, morgens, normale Körpertemperatur, Behaglichkeitstemperatur) gemessen. Der Grundumsatz ist erhöht bei:
• Fieber (+28%)
• Schweren Erkrankungen wie Sepsis (+28%)
• Krebs (+18%)
• Hyperthyreose und Atemwegserkrankungen (+9%)

Energieverbrauch bei Tätigkeiten

• Bürotätigkeit (PAL 1,4): 9800 kJ/Tag (≈ 2300 kcal)
• Joggen (PAL 2,0): 14000 kJ/Tag (≈ 3330 kcal)
• Maurer (PAL 2,4): 16800 kJ/Tag (≈ 4000 kcal)
• Spitzensportler: bis zu 20000 kJ/Tag (≈ 4800 kcal)

PAL (Physical Activity Level)

• Maß für die körperliche Aktivität, beschreibt den Faktor zur Multiplikation des Grundumsatzes je nach Aktivitätsniveau.
• Energieverbrauch = 24 (für 24 Stunden) multipliziert mit dem Körpergewicht in kg und das dann mit dem PAL multipliziert = Energieverbrauch

Anpassung des Körpers an Arbeit

• Energiebereitstellung durch ATP-Resynthese.
• Anaerobe Glykolyse (Kurzfristige Energiebereitstellung ohne Sauerstoff) -> führt zu Lactatbildung.
• Aerobe Glykolyse und Fettsäureoxidation (Effektiver für Langzeitarbeit).
• 02-Aufnahme kann sich bis auf das 20-Fache steigern.
• Perfusion (Blutversorgung) wird im aktiven Muskel durch lokale Faktoren wie NO und pH-Abfall gesteigert.
• Statische Arbeit vermindert die Perfusion durch Gefäßkompression.

Anpassung des Herz-Kreislauf-Systems

• Erhöhte Herzfrequenz, Schlagvolumen und Herzzeitvolumen (HZV).
• Venöser Rückfluss verbessert durch Venenkonstriktion und Muskelpumpen.\
• Bei Trainierten kann das HZV bis 45 1/min ansteigen (Untrainierte: 20 l/min).

Erholungspulssumme

• Anzahl der Herzschläge nach Belastung bis zum Erreichen des Ruhepulses.
• Sie gibt die Erholungskapazität an.

Anpassung des Respirationssystems

• Anstieg des Atemminutenvolumens (AMV) durch Atemzugvolumen und -frequenz (Untrainierte erhöhen Frequenz; Trainierte Volumen).
• Maximale 02-Aufnahme bei Belastung bis 200 l/min.

02-Schuld

• Sauerstoffdefizit zu Beginn einer Belastung, das nach Beendigung durch erhöhte Sauerstoffaufnahme ausgeglichen wird.

Dauerleistung

• Die Dauerleistung bezeichnet die maximale Belastung, die über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten werden kann, ohne dass Erschöpfung eintritt.

Leistungsdiagnostik

• Diagnostik: Lactat-Stufentest zur Bestimmung der Lactatschwelle und aeroben Kapazität.

Interpretation

• 1.Lactatschwelle hoch = Anaerobe Energiegewinnung\
• 2.Lactatschwelle niedrig = Aerobe Energiegewinnung
• Ermüdung: Zustand reduzierter Leistungsfähigkeit durch Energieverarmung, pH-Abfall und Stoffwechselproduktansammlung.

Training

• Definition von Training: Planmäßige körperliche Belastung zur Leistungssteigerung. Arten:
• Ausdauer-, Kraft- und Intervalltraining.

BORG-Skala

• Subjektive Anstrengungsbewertung von 1/6 (keine Anstrengung) bis 10/20 (maximale Anstrengung).

Formen des Dopings

• Pharmakologisches Doping: Verwendung verbotener Substanzen (z. B. Anabolika, EPO).
• Mechanisches Doping: Technische Hilfsmittel.
• Physiologisches Doping: Manipulation biologischer Systeme (z. B. Bloddoping).

Nährstoffe

• Kohlenhydrate: Hauptenergielieferanten, 4 Kalorien/17,2 Kj pro Gramm.
• Fette: Energielieferanten und Baustoffe für Zellen, 9 Kalorien/38,9 Kj pro Gramm.
• Proteine: Bausteine für Muskeln, Organe und Gewebe, 4 Kalorien/17,2 Kj pro Gramm.
• Vitamine und Mineralstoffe: Regulierung von Stoffwechselprozessen, keine direkte Energielieferanten.

Grundumsatz

• Der Grundumsatz ist die Energiemenge, die der Körper in völliger Ruhe benötigt, um grundlegende Funktionen wie die Atmung, den Herzschlag und den Stoffwechsel aufrechtzuerhalten.
• Er wird gemessen unter den Bedingungen von Ruhe, morgendlichem Nüchternzustand, normaler Körpertemperatur und einer Umgebungstemperatur zwischen 27 und 31 Grad Celsius (Behaglichkeitstemperatur)

Der Energieverbrauch

• Der Energieverbrauch setzt sich aus dem Grundumsatz und zusätzlichen Faktoren wie körperlicher Aktivität zusammen.

Grundbedarf

• Mann (70 kg): 7100 kJ/Tag (1700 kcal/Tag)
• Frau: 6300 kJ/Tag (1500 kcal/Tag)

Zusätzlicher Energiebedarf

• Freizeitaktivitäten: etwa +30% des Grundbedarfs
• Leichte körperliche Arbeit: +2000 kJ/Tag
• Schwerste körperliche Arbeit: bis zu +10.000 kJ/Tag (ca. das Dreifache des Grundumsatzes)
• Körperlicher Aktivität Bewegungsintensität und -dauer.
• Alter
• Körpergewicht und Muskelmasse
• Organe: Die Muskulatur (26%), das Gehirn (22%), die Leber (20%), das Herz (10%) und die Nieren (10%) haben einen wesentlichen Anteil am Energieverbrauch.

BMI (Body Mass Index)

• BMI steht für Body Mass Index und ist ein Maß für das Verhältnis zwischen Körpergewicht und Körpergröße. Die Formel zur Berechnung lautet:
• BMI = Gewicht (in kg) / (Größe in Metern)^2.

Normalwerte

• Unter 18,5: Untergewicht
• 18,5 bis 24,9: Normalgewicht
• 25 bis 29,9: Übergewicht
• Über 30: Adipositas (Fettleibigkeit)

Abschnitte des Verdauungssystems

• Mundhöhle: Mechanische und chemische Zerkleinerung der Nahrung durch Zähne und Speichel.
• Speiseröhre: Transport der Nahrung zum Magen durch peristaltische Bewegungen.
• Magen: Speicherung, Vermischung und vorläufige Verdauung der Nahrung durch Magensäure und Enzyme.
• Dünndarm: Hauptort der Nährstoffaufnahme und endgültige Verdauung von Kohlenhydraten, Proteinen und Fetten.
• Dickdarm: Resorption von Wasser und Elektrolyten, Bildung von Stuhl.
• Rektum und Anus: Speicherung und Ausscheidung von unverdauten Resten als Stuhl.

Testen Sie Ihr Wissen über die Funktionen des Blutes, die verschiedenen Blutzellen und ihre Aufgaben. Untersuchen Sie die Rolle von Hormonen im Körper und wie sie verschiedene Prozesse wie Stoffwechsel und Wasserhaushalt beeinflussen. Fragen zum Stoffwechsel und zur Energiegewinnung sind ebenfalls enthalten.