Grundlagen der Anatomie und Physiologie - Lernunterlagen PDF

LERNUNTERLAGEN GRUNDLAGEN DER ANATOMIE UND PHYSIOLOGIE Die Lernunterlagen wurden nach bestem Wissen und Gewissen erstellt. Trotz sorgfältiger Recherche kann die Richtigkeit sowie Aktualität des Inhaltes nicht zu 100% gewährleistet werden.  Organisationsebene...

LERNUNTERLAGEN GRUNDLAGEN DER ANATOMIE UND PHYSIOLOGIE Die Lernunterlagen wurden nach bestem Wissen und Gewissen erstellt. Trotz sorgfältiger Recherche kann die Richtigkeit sowie Aktualität des Inhaltes nicht zu 100% gewährleistet werden.  Organisationsebenen in der Chemie 1. ATOME: =kleinste chemische Einheit. ▪ Atomkern: Protonen (positiv geladen) und Neutronen ▪ Atomhülle: Elektronen (negativ geladen) Die Atome sind nach steigender Ordnungszahl und chemischem Verhalten im Periodensystem geordnet. Als Ordnungszahl bezeichnet man die Anzahl der Protonen im Kern. Chemisches Element: = eine Substanz mit nur einer Art Atome. 2. MOLEKÜLE: =mehrere Atome, die durch chemische Bindungen aneinandergekoppelt sind. IONEN: =geladene Teilchen. Atome streben immer eine volle äußere Elektronenschale an. Um dies zu erreichen, neigen sie dazu, Elektronen abzugeben oder aufzunehmen. Resultat ist ein Ungleichgewicht zwischen Protonen und Elektronen. (Na+ → um ein Proton mehr als Elektronen, Cl- → genau umgekehrt) Anorganische chemische Verbindungen Alle chemischen Verbindungen ohne Kohlenstoff, zusätzlich CO2 und Kohlenmonoxid (CO), die Kohlensäure und ihre Salze. Organische chemische Verbindungen Verbindungen mit Kohlenstoffgerüst, NICHT CO2 und CO; Kohlensäure mit ihren Salzen. Die wichtigsten Nahrungsbausteine Fette (=Lipide), Eiweiße (=Proteine) und Zucker (=Kohlenhydrate) sowie die Bausteine unserer Erbsubstanz, die sogenannten Nukleinsäuren und unser wichtigster vom Körper produzierter Energielieferant, das ATP = Adenosintriphosphat besitzen alle ein Kohlenstoffgerüst und gehören daher zu den organischen Verbindungen.  Organisationsebenen unseres Körpers Die Zelle ist die kleinste lebensfähige Einheit des Körpers. Jedes Lebewesen ist aus einer oder mehreren Zellen aufgebaut. Einzeller = einfachste Lebensform (z.B. Bakterien) – eine Zelle ist für sich alleine lebensfähig und in der Lage, sämtliche Aufgaben eines Lebewesen alleine zu erfüllen. Um komplexere Lebensformen zu ermöglichen, kommt es zur „Arbeitsteilung“ und Spezialisierung von Zellen. Eine Zelle alleine ist nun nicht mehr für sich lebensfähig = Zelldifferenzierung. Gewebe = Zusammenschluss mehrerer gleichartig spezialisierter Zellen Organe = Zusammenschluss mehrerer Gewebetypen Mehrere Organe bilden ein Organsystem. Jeder Organismus besteht wiederum aus mehreren Organsystemen. Organsysteme des menschlichen Körpers: Herz-Kreislauf-System und Blut Atmungssystem Verdauungssystem Harnsystem Fortpflanzungssystem Immunsystem Hormonsystem Bewegungs- und Stützapparat Nervensystem Haut und Sinnesorgane  Zytologie Aufbau der Zelle Zellmembran Zytoplasma Zellkern = Nukleus Zellorganellen Zytoskelett Zellmembran: = schützende Hülle der Zelle. Die Zellmembran besteht aus einer Lipiddoppelschicht mit amphiphilem Charakter – an den beiden Außenseiten wasseranziehend=hydrophil und in ihrem Inneren wasserabstoßend=hydrophob. In die Zellmembran eingegliedert findet man Membranproteine. Sie haben eine wichtige Transport- und Kommunikationsfunktion. Zellen sind häufig über Zellkontakte miteinander verbunden. Zusätzlich tragen sehr viele Zellen an ihrer Oberfläche Zuckerketten = Glykokalix. Sie ist an den Zellkontakten beteiligt, dient der Kommunikation und Signalübertragung von Zellen untereinander und lässt unser Immunsystem körpereigene von körperfremden Zellen unterscheiden. Nukleus: Der Zellkern enthält die genetische Information der Zelle und ist damit dessen Steuerungszentrum. Die meisten Körperzellen besitzen einen Zellkern, es gibt aber Ausnahmen. Manche Blutzellen haben ihren Zellkern verloren, Muskelzellen auf der anderen Seite besitzen mehrere Zellkerne. Der Nukleus ist von einer Doppelmembran (=Kernhülle) umgeben, welche von Kernporen durchsetzt ist. Zellorganellen: Mitochondrien: =Kraftwerke der Zelle. Dienen der Energiegewinnung in Form von ATP. Je höher der Energiebedarf einer Zelle, umso höher die Anzahl an Mitochondrien. (Leber, Muskelzellen) Ribosomen: =Eiweißfabriken der Zelle. Die genetische Information des Zellkerns wird in Form von RNA an die Ribosomen weitergegeben, welche den Code entschlüsseln und Proteine für Zellfunktion und Stoffwechsel herstellen. Endoplasmatisches Retikulum: Am rauen endoplasmatischen Retikulum sitzen die proteinsynthetisierenden Ribosomen. Das glatte endoplasmatische Retikulum spielt eine wichtige Rolle bei der Lipidsynthese. Golgi-Apparat: =Verpackungsapparat der Zelle. Proteine, welche von den Ribosomen hergestellt werden, werden durch das Kanalsystem des ER geschleust zu den Dictyosomen. Die Gesamtheit aller Dictyosomen bezeichnet man als Golgi-Apparat. Im Golgi-Apparat werden die Substanzen modifiziert und „adressiert“ und schließlich in Golgi-Bläschen für den Transport durch die Zelle verpackt. Golgi-Bläschen können an die Zelloberfläche wandern, dort mit der Zellmembran verschmelzen und deren Inhalt nach außen abgeben. (In hormon- und sekretproduzierenden Zellen ist der Golgi-Apparat besonders ausgeprägt.) Lysosomen: =Selbstmord- und Abwehrpakete der Zelle. Sie enthalten Enzyme, die in die Zelle eingedrungene Fremdkörper und unerwünschte Substanzen zerstören. Auch die Autolyse, also die Selbstauflösung einer Zelle (bei Zelldefekt, Zelltod) wird durch sie bewirkt. Zytoplasma: Das Zytoplasma besteht in erster Linie aus Wasser und darin gelösten Substanzen (z.B. Glucose). Es enthält außerdem zahlreiche Ionen (K+,Na+, Mg++, Ca++,Cl-, …) Zytoskelett: So wird die stabilisierende Struktur einer Zelle bezeichnet. Mikrofilamente: Sie bestehen aus den Proteinen Aktin und Myosin, versteifen die Zellmembran und sind wichtig für die Bewegungsfähigkeit der Zelle. (z.B. beim aktiven Einschließen von Bakterien) Mikrotubuli: Es handelt sich um „Röhren“ aus dem Protein Tubulin. Sie dienen der Erhaltung der Zellform. Die Zentriolen sind ebenfalls aus Mikrotubuli aufgebaut und spielen eine wichtige Rolle bei der Kernteilung = Mitose. Zellulärer Stofftransport: Zellmembranen sind semipermeabel, also nur für kleine, lipophile = fettlösliche und ungeladene Teilchen frei durchgängig. (z.B. Sauerstoff, CO2). Auch Wasser kann die Zellmembran frei passieren. Andere Substanzen (Ionen und größere Moleküle) werden selektiv und zu großen Teilen aktiv in die Zelle aufgenommen. PASSIVER TRANSPORT: ohne Energieverbrauch entlang eines Konzentrationsgefälles. ◦ Diffusion: Sehr kleine und ungeladene Moleküle, wie O2,CO2 und Wasser können die Zellmembran frei durchdringen. Sie wandern vom Ort der hohen zum Ort der niedrigen Konzentration ohne Energieverbrauch. ◦ Erleichterte Diffusion: Manche Substanzen, z.B. Glucose, können die Zellmembran aufgrund ihrer Größe oder Ladung nicht frei passieren. Für sie existieren geeignete Transportproteine. Wenn diese „Kanäle“ offen sind, folgen die dafür bestimmten Substanzen wiederum dem Konzentrationsgefälle ohne zusätzlichen Energiebedarf. ◦ Osmose: Voraussetzung ist eine semipermeable Membran und ein Konzentrationsgradient von osmotisch wirksamen Teilchen, welche die Membran nicht passieren können. Wasser diffundiert nun vom Ort der niedrigen zum Ort der hohen Teilchenkonzentration, die treibende Kraft wird osmotischer Druck genannt. Mit der Zeit baut sich ein Gegendruck auf durch die steigende Wassermenge =hydrostatischer Druck. Die Flüssigkeitsbewegung hört auf, sobald ein Gleichgewicht zwischen den beiden Kräften erreicht ist. PLASMAOSMOLARITÄT und KOLLOIDOSMOTISCHER DRUCK: Im Blutplasma finden sich viele osmotisch wirksame Substanzen. Kommt es zu einer akuten Veränderung der Plasmazusammensetzung, führt dies zu starken Flüssigkeitsverschiebungen, welche wiederum zum Organversagen führen können. (z.B. Harnstoffansammlung beim Nierenversagen, oder akuter Überzucker beim Diabetes mellitus) Als kolloidosmotischen Druck bezeichnet man den Druck, der durch die von unserer Leber gebildeten Eiweiße gebildet wird. Kommt es zu einem Eiweißmangel, z.B. bei Leberversagen oder Mangelernährung, kann das Wasser nicht in den Blutgefäßen gehalten werden und strömt ins Gewebe. Die PatientInnen entwickeln Ödeme, also „Wasser“ in Beinen, Bauch, Lunge,.... AKTIVER TRANSPORT: mit Energieverbrauch. Ein Transport gegen ein Konzentrationsgefälle wird so ermöglicht. Eine Zelle stellt ihre Energie in Form von ATP = Adenosintriphosphat zur Verfügung. ◦ „Membranpumpen“: (z.B. Na+-K+-Pumpe) Transport von Substanzen durch Transportkanäle entgegen ihres Konzentrationsgefälles ◦ Endozytose: Eine Substanz wird in die Zelle aufgenommen mittels Abschnürung von Bläschen an der Zellmembran. ◦ Exozytose: Substanzen werden aus der Zelle ausgeschleust durch Verschmelzen der Bläschenmembran mit der Zellmembran. Energiehaushalt der Zelle: Energie wird dem Körper vor allem durch die drei Hauptnahrungsbestandteile Kohlenhydrate = Zucker (Glucose, Galaktose, Fructose) Lipide = Fette (Glycerin + Fettsäuren) Proteine = Eiweiße (Aminosäuren) zur Verfügung gestellt. Kohlenhydrate werden dabei für die Energiegewinnung bevorzugt. Stehen diese nicht zur Verfügung, werden auch Lipide und Proteine herangezogen. (=Abbau von Fett- und auch Muskelgewebe in Hungerphasen) Die Energiegewinnung beginnt im Zytoplasma mit der Glycolyse. Vor allem Glucose dabei zu Pyruvat abgebaut. Dies erfolgt ohne Sauerstoffverbrauch =ANAEROBER STOFFWECHSEL, es wird jedoch dadurch nur wenig Energie bereitgestellt. Steht der Zelle Sauerstoff zur Verfügung, folgt der viel effizientere AEROBE STOFFWECHSEL in den Mitochondrien der Zelle. Das Pyruvat und auch Aminosäuren und Fettsäuren werden dabei zu Acetyl-Coenzym-A abgebaut, welches dann in den Zitronensäurezyklus eingeschleust wird. Von diesem wiederum werden energiehältige Verbindungen abgespalten, aus denen dann im Rahmen einer Atmungskette ATP gewonnen werden. Bei diesen Reaktionen wird Sauerstoff verbraucht und CO2 erzeugt. ALSO: ACETYL-COENZYM-A → ZITRONENSÄUREZYKLUS → ATMUNGSKETTE Steht kein Sauerstoff zur Verfügung, kann keine mitochondriale Energieproduktion stattfinden. Stattdessen wird das Pyruvat zu Laktat umgebaut. Dieses Laktat muss später unter sehr viel höherem Sauerstoffverbrauch von der Leber wieder abgebaut werden. Der Körper geht eine „Sauerstoffschuld“ ein. ALSO: PYRUVAT → LAKTAT → SAUERSTOFFSCHULD Zellteilung: Neue Zellen entstehen immer durch Teilung bereits vorhandener Zellen. Somit muss sich auch die DNA verdoppeln und schließlich teilen. In dieser Phase ist eine Zelle gegenüber störender Umwelteinflüsse (z.B. radioaktiver Strahlung) besonders empfindlich. Fehler in dieser Phase können zu MUTATIONEN und Zelldefekten führen. Mitose = Kernteilung: Vor Beginn der Kernteilung muss sich die DNA verdoppeln, dies geschieht in der Interphase. Die Mitose selbst besteht aus 4 Phasen. Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase. Die DNA wird dabei in Form von Chromosomen sichtbar, der Zellkern löst sich auf. Ausgehend von den Zentriolen bildet sich ein Spindelapparat aus Eiweißfäden. Die Chromosomen werden nun in der Mitte geteilt und schließlich auseinander gezogen. Meist folgt auf eine Kernteilung auch eine Zellteilung, dies ist jedoch nicht zwingend der Fall. Zelltod: Körperzellen besitzen die Möglichkeit des „programmierten Selbstmordes“, dies wird APOPTOSE genannt. Das Absterben von defekten Zellen (z.B. defektem Genmaterial) ist Voraussetzung für einen funktionierenden Organismus. Geht diese Fähigkeit verloren, können z.B. Krebserkrankungen entstehen, wo entartete Zellen sich ungehemmt zu vermehren beginnen. Werden Zellen durch äußere Einflüsse (z.B. Nährstoff- und Sauerstoffentzug) zum Tod gezwungen, bezeichnet man dies als NEKROSE.  Die Gewebe des Körpers Gewebe = Zusammenschluss mehrerer gleichartig spezialisierter Zellen. Ein Organ wiederum setzt sich aus mehreren Gewebetypen zusammen. HISTOLOGIE = Lehre vom Gewebe. Aufbau eines Gewebes: Zellen, welche unterschiedlich dicht aneinandergefügt sein können. Interstitium = Zwischenzellsubstanz. Die vier Grundgewebe: Epithelgewebe Binde- und Stützgewebe Muskelgewebe Nervengewebe Epithelgewebe: Dieses bildet Haut und Schleimhäute und kleidet die kleinen Gänge unserer Körperdrüsen aus. Binde- und Stützgewebe: Sie sind wichtig für die Form und mechanische Stabilität unseres Körpers. Jedes Organ ist von Bindegewebe durchsetzt. Auch die Räume zwischen den Organen sind mit Bindegewebe ausgekleidet. Auch Fett-, Knorpel- und Knochengewebe gehören in diese Kategorie. Muskelgewebe: Quergestreifte Muskulatur: Sie bildet die von uns willkürlich steuerbare Skelettmuskulatur, mit der wir uns fortbewegen. Glatte Muskulatur: Sie dient der Bewegungsfähigkeit unserer Organe und kann nicht willentlich gesteuert werden. (z.B. Fortbewegung der Nahrung im Magen-Darm-Trakt) Herzmuskulatur Nervengewebe: Es bildet unser Gehirn, Rückenmark und die davon ausgehenden peripheren Nerven.  Grundlagen der Anatomie Anatomie = Lehre vom Aufbau des Körpers Unterteilung des Körpers: STAMM ◦ Kopf ◦ Hals ◦ Rumpf ▪ Brusthöhle = Thorax ▪ Bauchhöhle = Abdomen ▪ Becken Das Zwerchfell trennt Thorax vom Abdomen OBERE EXTREMITÄT = ARM ◦ Schultergürtel ◦ Oberarm ◦ Unterarm ◦ Hand UNTERE EXTREMITÄT = BEIN ◦ Oberschenkel ◦ Unterschenkel ◦ Fuß Achsen und Ebenen: Vertikale Achse: in Längsrichtung von Kopf bis Fuß. Sagittale Achse: von hinten nach vorne Horizontale = transversale Achse: von links nach rechts Sagittalebene: zerlegt den Körper in einen linken und rechten Abschnitt. Kann den Körper in „zwei gleiche Hälften“ teilen. Frontalebene: parallel zur Stirn, zerlegt den Körper in einen vorderen und hinteren Abschnitt Transversal- oder Horizontalebene: zerlegt den Körper in einen oberen und unteren Abschnitt, verläuft quer durch den Körper. Wichtige Richtungsbezeichnungen: anterior = vorne posterior = hinten ventral = vorne dorsal = hinten superior = oben inferior = unten medial = zur Mitte hin lateral = seitlich, von der Mitte weg dexter = rechts sinister = links internus = innen externus = außen superficialis = oberflächlich profundus = tief cranial = schädelwärts caudal = steißwärts proximal = zum Rumpf hin distal = zum Extremitätenende hin  Der Bewegungsapparat Unser Bewegungsapparat besteht aus dem Stützgewebe = PASSIVER BEWEGUNGSAPPARAT aufgebaut aus Knochen- und Knorpelgewebe und aus der Muskulatur = AKTIVER BEWEGUNGSAPPARAT. Knorpelgewebe: EIGENSCHAFTEN UND AUFBAU: Es handelt sich um ein Gewebe mit besonders hoher Druckfestigkeit und Widerstandskraft gegen mechanische Beanspruchungen. Der Knorpel ist von einer Knorpelhaut umhüllt. Sie enthält zahlreiche Blutgefäße und Nerven. Der Knorpel selbst besitzt keine Blutgefäße. Die Ernährung erfolgt nur durch Diffusion umliegender Gewebe. Dies funktioniert nur aufgrund einer sehr niedrigen Stoffwechselaktivität. Die Regenerationsfähigkeit von Knorpelgewebe ist sehr gering. Ein einmal zerstörter Knorpel (z.B. Gelenksflächen der großen Gelenke) kann sich kaum mehr erholen. Je nach Eigenschaften lassen sich DREI VERSCHIEDENE ARTEN VON KNORPELGEWEBE unterscheiden: 1. HYALINER KNORPEL: druckfest und elastisch; ◦ bildet die meisten Knorpel unseres Körpers ◦ Gelenksflächen ◦ Wachtumsfugen der Röhrenknochen ◦ Viele Knochen werden zunächst als hyaliner Knorpel angelegt 2. ELASTISCHER KNORPEL: viele elastische Fasern und daher besonders biegsam ◦ Kehldeckel ◦ Ohrmuschel 3. FASERKNORPEL: besonders viele zugfeste Kollagenfasern für sehr hohe mechanische Beanspruchungen ◦ Bandscheiben ◦ Meniskus im Knie Knochengewebe: Aufgaben: Das knöcherne Skelett besteht aus über 200 Knochen und stellt den wichtigsten Teil des passiven Bewegungsapparates dar und ist formgebend für den Körper. Es umschließt schützend wichtige Organe wie Gehirn, Rückenmark, Lunge, Herz, große Teile von Niere, Leber, Milz, Sinnesorgane,.... Der Knochen ist ein wichtiger Speicher für Mineralstoffe, v.a. Calcium.  Im Knochenmark mancher Knochen findet die Bildung von Blutzellen statt. Aufbau des Knochengewebes: Knochengewebe zeichnet sich durch eine besonders hohe Widerstandskraft gegen Druck, Biegung und Drehung aus. Es besteht aus KNOCHENGRUNDSUBSTANZ = Interzellulärsubstanz Sie besteht aus zahlreichen kollagenen Bindegewebsfasern, die dem Knochen seine Festigkeit verleihen. Sie enthält außerdem reichlich Calcium in Form von Calciumcarbonat und Calciumphosphat. KNOCHENZELLEN Sie sind ringsum von Knochengrundsubstanz umgeben, besitzen aber kleine Fortsätze, über die sie in Kontakt zueinander und zu ernährenden Blutgefäßen stehen. Bei den Knochenzellen unterscheidet man wiederum ◦ OSTEOBLASTEN: teilungsfähige Zellen, bilden Knochengrundsubstanz und dienen so dem Knochenaufbau ◦ OSTEOZYTEN = von Knochengrundsubstanz eingemauerte Knochenzellen, die sich am Knochenaufbau nicht mehr beteiligen ◦ OSTEOKLASTEN: dienen dem Knochenabbau Durch die Aktivität von Osteoblasten und Osteoklasten kann sich ein Knochen im Laufe der Zeit der Belastung entsprechend umbauen und auch seine Form ändern. Knochenformen: RÖHRENKNOCHEN = LANGE KNOCHEN: Oberarm-, Unterarm-, Oberschenkel-, Unterschenkelknochen, Mittelhand- und Fingerknochen, Mittelfuß- und Zehenknochen. Sie enthalten Knochenmark! KURZE KNOCHEN: meist würfel- oder quaderförmig: Wirbelknochen, Handwurzel- und Fußwurzelknochen PLATTE KNOCHEN: Brustbein, Rippen, Schulterblatt, Teile des Beckens, Schädelknochen. IRREGULÄRE KNOCHEN: Gesichtsschädelknochen SESAMBEINE: in Sehnen eingebaute Knochen. Das größte Sesambein ist die Kniescheibe. Aufbau eines Röhrenknochens: Diaphyse = Knochenschaft Epiphysen = Knochenenden Der gelenksflächenbildende Teil der Epiphyse ist mit Knorpelgewebe überzogen. Metaphyse = Übergang zwischen Diaphyse und Epiphyse. Bei Kindern sitzt hier die Epiphysenfuge, mittels der das Längenwachstum der Knochen stattfindet. Sie besteht aus Knorpelgewebe und verknöchert beim Jugendlichen nach Ende des Wachstums. Apophysen = Knochenanbauten DER RÖHRENKNOCHEN IM QUERSCHNITT:  Periost = Knochenhaut. ◦ Sie ist mit dem Knochen fest verbunden und enthält viele Nerven und Gefäße. ◦ Sie dient der Ernährung des Knochens und ist außerdem sehr schmerzempfindlich. ◦ Beim Kind ist sie besonders dick, da von ihr das Breitenwachstum der Knochen ausgeht. ◦ Das Periost bildet außerdem den Ansatzpunkt für Sehnen und Bänder. Kortikalis = Knochenrinde aus besonders dichtem Knochengewebe Spongiosa = Bälkchenknochen: im inneren des Knochens aus weniger dichtem Gewebe Knochenmark: In den Hohlräumen zwischen den Knochenbälkchen sitzt das Knochenmark. Man unterscheidet ◦ rotes blutbildendes Knochenmark und ◦ gelbes Knochenmark = Fettmark. ERNÄHRUNG DES RÖHRENKNOCHENS: Die Ernährung erfolgt einerseits übers Periost und davon in den Knochen einwachsende Gefäße, andererseits ziehen große Blutgefäße durch kleine Löcher in der Kortikalis und verzweigen sich dann innerhalb des Knochens. CALCIUMHAUSHALT DES KNOCHENS: (siehe Hormonsystem) Parathormon – setzt Calcium aus dem Knochen frei Calcitonin – Mineralisierung des Knochens = Einbau von Calcium Calcitriol = Vitamin D – Mineralisierung des Knochens = Einbau von Calcium Gelenke: Als Gelenke bezeichnet man die Verbindungsstellen zwischen Knochen. Je nach Beweglichkeit der Gelenke unterscheidet man: 1. HAFTEN – ohne Gelenksspalt, erlauben nur minimalste Verschiebungen der Knochen untereinander ◦ BANDHAFT: Nähte des Schädels ◦ KNORPELHAFT: Schambeinfuge, Verbindung zwischen Rippen und Brustbein. ◦ KNOCHENHAFT: z.B. Verschmelzung der Beckenknochen → keinerlei Beweglichkeit 2. STRAFFE GELENKE – z.B. Verbindung zwischen Wirbelsäule und Beckenknochen; ebenfalls nur sehr geringe Beweglichkeit. 3. ECHTE GELENKE mit großem Bewegungsumfang. Aufbau der echten Gelenke: Die beiden Knochen sind durch einen Gelenksspalt voneinander getrennt. Die Gelenkshöhle enthält Gelenksflüssigkeit. Diese dient unter anderem der Ernährung des Gelenksknorpels. Die Gelenkskapsel schließt die Gelenkshöhle nach außen hin ab. Sie ist an allen gelenksbildenden Knochen verankert. Ihre innere Schicht bildet die Gelenksflüssigkeit. Außen besteht sie aus sehr widerstandsfähigem Bindegewebe und gibt dem Gelenk somit Halt. Die Gelenksflächen sind von hyalinem Knorpel umgeben. Kommt es zur „Abnützung“ der Gelenke, ist dieser Knorpel verbraucht und der Knochen liegt frei. → Starke Gelenksschmerzen und Bewegungseinschränkungen sind die Folge. Aufgrund der fehlenden Regenerationsfähigkeit des Knorpels bleibt oft als einzige wirksame Therapiemöglichkeit der Einbau eines künstlichen Gelenkes. Disci und Menisci sind in manchen Gelenken zu finden. Sie liegen im Gelenksspalt zwischen den Knochen und schonen den Gelenksknorpel, indem sie Krümmungsunterschiede der Knochen ausgleichen und somit den Druck gleichmäßiger verteilen. Bekanntestes Beispiel: Meniskus im Kniegelenk. Gelenkbänder sind Verbindungen zwischen den gelenksbildenden Knochen und teilweise in die Gelenkskapsel mit eingeflochten. Sie stabilisieren die Gelenke und hemmen deren Bewegungsumfang. Schleimbeutel finden sich an Stellen, wo Sehnen über Knochen gleiten oder die Haut besonderer mechanischer Beanspruchung ausgesetzt ist. Sie bilden Schutz gegen Scherkräfte und Druckbelastung. Gelenksformen: Bei der Beweglichkeit der Gelenke spricht man von Freiheitsgraden. Sie beschreiben, entlang wie vieler Achsen ein Gelenk bewegt werden kann. Da wir im dreidimensionalen Raum insgesamt drei Achsen beschreiben, sind auch maximal drei Freiheitsgrade möglich. Kugelgelenk: größte Beweglichkeit mit 3 Freiheitsgraden: ◦ Beugung und Streckung (entlang der Horizontalachse)  ◦ Seitwärtsbewegung (entlang der Sagittalachse) ◦ Drehung = Rotation. (entlang der Vertikalachse) SCHULTERGELENK; HÜFTGELENK Eigelenk: 2 Freiheitsgrade – Beugung/Streckung und Seitwärtsbewegung; eine Rotation ist aufgrund der ellipsoiden Form nicht möglich HANDGELENK Sattelgelenk: 2 Freiheitsgrade – ebenfalls keine Rotation möglich DAUMENGRUNDGELENK Scharniergelenk: nur 1 Freiheitsgrad: Beugung/Streckung KNIEGELENK, FINGER- und ZEHENGELENKE Zapfen- oder Radgelenke: 1 Freiheitsgrad: Rotation GELENKE zwischen ELLE und SPEICHE zur Rotation des Unterarmes Plane Gelenke: 1 Freiheitsgrad: Rotation, zusätzlich geringe Gleitbewegungen WIRBELGELENKE Das knöcherne Skelett: SCHÄDEL ◦ Gehirnschädel ◦ Gesichtsschädel RUMPFSKELETT  ◦ Brustbein ◦ Rippen: meist 12 Paare (=von jedem Brustwirbel ein Rippenpaar ausgehend) ◦ Wirbelsäule: 7 Halswirbel, 12 Brustwirbel, 5 Lendenwirbel, Kreuzbein, Steißbein. Zwischen den Wirbeln liegen die Bandscheiben. Doppel-S-Form der Wirbelsäule: KYPHOSE = Krümmung nach außen → Brustwirbelsäule LORDOSE = Krümmung nach innen → Halswirbelsäule, Lendenwirbelsäule OBERE EXTREMITÄT ◦ Schultergürtel aus Schlüsselbein und Schulterblatt ◦ Oberarmknochen ◦ Elle und Speiche ◦ Hand: Handwurzelknochen, Mittelhandknochen, Fingerknochen UNTERE EXTREMITÄT ◦ Becken: Fusion von Darmbein, Sitzbein und Schambein. Die Verbindung der beiden Schambeine nennt man SYMPHYSE Kontakt zur Wirbelsäule über ein Gelenk mit dem Kreuzbein ◦ Oberschenkelknochen ◦ Schienbein und Wadenbein ◦ Fuß: Fußwurzelknochen mit Fersenbein und Sprungbein, Mittelfußknochen, Zehenknochen  Gehirnschädel Schlüsselbein Gesichtsschädel Schulterblatt Brustbein Rippen Oberarmknochen Wirbelsäule Speiche Becken Kreuzbein Elle Handwurzelknochen Mittelhandknochen Fingerknochen Oberschenkelknochen Kniescheibe Schienbein Wadenbein Fußwurzelknochen Mittelfußknochen Zehenknochen Skelettmuskulatur: Bei der Skelettmuskulatur handelt es sich um eine quergestreiftes, also willkürlich bewegbares Muskelsystem. Ihre AUFGABEN sind: aktive Bewegung des Körpers das Aufrechterhalten der Körperhaltung Wärmeproduktion: Mehr als die Hälfte der Energie, die für Muskelarbeit eingesetzt wird, wird als Wärmeenergie frei. Der Muskel spielt daher eine entscheidende Rolle im Wärmehaushalt. Beim Kältezittern kommt es ebenfalls zur Muskelkontraktion, die dann ausschließlich der Erwärmung des Körpers dient. Geschlechts- und altersbedingte Unterschiede: Männer haben wesentlich mehr Skelettmuskulatur als Frauen. Verantwortlich dafür ist das Sexualhormon TESTOSTERON, welches stark anabol wirkt. Mit zunehmendem Alter nimmt die Muskelmasse stetig ab und wird in der Regel durch Fett ersetzt. Aufbau einer Skelettmuskelzelle: Die Skelettmuskelzelle wird aufgrund ihrer Länge von bis zu 20cm auch als Muskelfaser bezeichnet.  Außen ist die Skelettmuskelzelle von einer Zellmemembran umgeben. Diese bildet quere Einstülpungen = T-Tubuli. Über diese wird dann die Erregung vom Nerv auf die Muskelzelle übergeleitet. Das Zytoplasma der Muskelfaser enthält viele Zellkerne und eine große Anzahl an Mitochondrien zur Energiegewinnung. Für die Kontraktion = Verkürzung der Muskelzelle sind die Myofibrillen verantwortlich. Dabei werden wiederum Myosinfilamente und Aktinfilamente unterschieden. Im sarkoplasmatischen Retikulum der Zelle werden große Mengen an Calcium-Ionen gespeichert. An ihren beiden Enden geht eine Muskelfaser in Sehnenfibrillen über, die dann in ihrer Gesamtheit die Sehne bilden. Die Sehnen selbst setzen am Periost der Knochen an. Seine rote Farbe erhält der Muskel durch das Myoglobin = roter Muskelfarbstoff. Dieses ist zahlreich im Muskel zu finden und dient der SAUERSTOFFSPEICHERUNG. Es ist damit in etwa vergleichbar mit dem Hämoglobin des Blutes. Aufbau des Skelettmuskels: Jede einzelne Muskelfaser ist von einem feinen Bindegewebe umhüllt. Mehrere Muskelfasern werden wiederum mittels Bindegewebssepten zu Muskelfaserbündel zusammengefasst. In der Bindegewebsschicht zwischen den Muskelfaserbündeln, aber auch innerhalb der Muskelfaserbündel findet man zahlreiche Nerven, Gefäße und auch Dehnungsrezeptoren, die eine Schädigung des Muskels durch Überdehnung verhindern sollen. Die Muskelfaserbündel und das dazwischen liegende Bindegewebe bilden schließlich den gesamten Muskel. Dieser ist wiederum von der sogenannten Muskelhaut umgeben. Die Muskelkontraktion: Ausgang für eine Muskelkontraktion ist ein elektrischer Reiz, der von einem peripheren Nerven auf die Muskelfaser übergeleitet wird in Form eines Aktionspotentials. Der Muskel reagiert daraufhin mit einem massiven Calcium-Einstrom ins Cytoplasma, zunächst vom Zelläußeren, dann auch vom sarkoplasmatischen Retikulum innerhalb der Zelle. Die Aktinfilamente besitzen Bindungsstellen für die Myosinköpfchen. Diese sind jedoch normalerweise verdeckt. Das Calcium bewirkt nun über eine Bindung mit bestimmten Enzymen, dass diese Bindungsstellen frei werden und sich die Myosinköpfchen anlagern können. Im nächsten Schritt knicken die Myosinköpfchen unter Verbrauch von ATP um und bewirken so, dass Aktin- und Myosinfilamente ineinandergleiten. Eine Verkürzung der Muskelfaser ist die Folge. Anschließend bindet ein neues ATP-Molekül an das Myosinköpfchen, erst so sich das Myosin wieder vom Aktin lösen und der nächste Kontraktionszyklus kann folgen. Energiehaushalt der Muskelzelle: Rote und weiße Muskelfasern Je nach Anforderungsprofil können Muskeln unterschiedlich aufgebaut sein: Manche Muskeln dienen primär der Bewahrung der Körperhaltung. Dafür wird eine sehr hohe Ausdauer benötigt. Maximale kurzfristige Kraftspitzen sind mit dieser Muskulatur nicht möglich. Derartige Muskelfasern enthalten viel Myoglobin und Mitochondrien, da sie vor allem aeroben Stoffwechsel betreiben. Man spricht aufgrund der großen Menge an rotem Muskelfarbstoff auch von roten Muskelfasern. Aerober Stoffwechsel ermöglicht zwar eine langfristige Funktion der Muskulatur, ist aber zugleich auch eher langsam. Weiße Muskelfasern können kurzfristig und sehr schnell viel Kraft erzeugen („Sprinter“), sie müssen dabei jedoch auf den anaeroben Stoffwechsel zurückgreifen. Folge davon ist eine Übersäuerung des Muskels mit „Laktat“ und konsekutiver rascher Ermüdung. Diese Muskelfasern benötigen deutlich weniger Sauerstoff, enthalten daher weniger Myoglobin und erscheinen weiß. ENERGIELIEFERANTEN DES MUSKELS: ATP-Speicher des Muskels → reichen nur für ca. 5 Sekunden KREATINPHOSPHAT → ist im Muskel gespeichert und dient zur schnellen ATP- Gewinnung, reicht für ca. 15s. GLYKOGEN = Glukosespeicher des Muskels bei längerfristiger Beanspruchung. Glykogen wird dabei zu Glucose abgebaut und kann dann sowohl aerob als auch anaerob weiter verarbeitet werden. Anpassung des Körpers bei körperlicher Belastung: Bei körperlicher Arbeit benötigt die Muskulatur bis zu 50mal mehr Sauerstoff, gleichzeitig fällt auch mehr CO2 an. Außerdem müssen Stoffwechselprodukte wie Laktat abtransportiert werden: Steigerung der Muskeldurchblutung durch Weitstellung der Muskelgefäße Steigerung der Atmung Steigerung der Herzarbeit  Ernährung und Verdauungssystem Weg der Nahrung durch den Körper: 1) Mundhöhle 2) Speiseröhre = Ösophagus 3) Magen 4) Dünndarm 5) Dickdarm = Colon 6) Mastdarm = Rektum 7) Analkanal 8) After = Anus Ebenfalls zum Verdauungssystem gezählt werden Leber (=Hepar) und Bauchspeicheldrüse (=Pankreas). Anatomie von Bauchhöhle und Peritoneum: Unser Abdomen wird zu einem großen Teil vom Bauchfell = Peritoneum ausgekleidet. Es besteht aus 2 Blättern. Das äußere Peritoneum dient der äußeren Auskleidung der Bauchfellhöhle, die innere Schicht umgibt die in der Bauchfellhöhle gelegenen inneren Organe. Die beiden Blätter bilden gemeinsam die Bauchfellhöhle = Peritonealhöhle. Liegen Organe innerhalb der Bauchfellhöhle, bezeichnet man dies als intraperitoneal. Liegen sie außerhalb oder hinter der Bauchhöhle, spricht man von einer extraperitonealen bzw. retroperitonealen Lage. Welche Organe liegen intraperitoneal - welche extraperitoneal? Ein kleiner Teil des Dünndarms sowie die Bauchspeicheldrüse liegen retroperitoneal. Rektum und Analkanal liegen ebenfalls extraperitoneal im kleinen Becken. Magen, Leber, der größte Teil des Dünndarms sowie der Dickdarm inklusive Blinddarm befinden sich intraperitoneal. PERITONITIS = BAUCHFELLENTZÜNDUNG: Gelangen Bakterien in die Peritonealhöhle, z.B. bei einem Blinddarmdurchbruch oder einem Darmverschluss, können diese sich in der Bauchfellhöhle ungehindert ausbreiten und es kommt zur lebensbedrohlichen Bauchfellentzündung mit Beteiligung der sich in der Bauchfellhöhle befindenden Organe. Deshalb ist es wichtig zu wissen, welche Organe innerhalb und welche außerhalb der Bauchfellhöhle liegen. Strukturen des Retroperitoneums: Im Retroperitoneum findet man neben der Pankreas und einem kleinen Teil des Dünndarms auch die Nieren inkl. ihrer ableitenden Harnwege = Harnleiter, die den Nieren kappenförmig aufsitzenden Nebennieren (= große Hormondrüsen) und zahlreiche die Organe versorgenden Gefäße, darunter auch die größte Arterie =Aorta sowie die größte Vene = untere Hohlvene unseres Körpers. Mundhöhle: Die Aufgabe der Mundhöhle ist die mechanische Zerkleinerung sowie das Einspeicheln und „Andauen“ der Nahrung, um diese schluckfähig zu machen und für die weitere Verdauung vorzubereiten. Zähne: Das Milchgebiss besteht aus 20 Zähnen, später wird dieses durch das bleibende Gebiss ersetzt, welches 32 Zähne umfasst. Jeder Zahn besteht aus der sichtbaren Zahnkrone, dem Zahnhals und den Zahnwurzeln. Die äußerste Schicht der Zahnkrone ist der Zahnschmelz. Es handelt sich um den festesten und widerstandsfähigsten Stoff des menschlichen Körpers. Ist er einmal verloren gegangen, kann er nicht nachgebildet werden. Man findet hier keine Nervenfasern, ein gesunde, von Zahnschmelz umgebene Zahnkrone ist daher nicht schmerzempfindlich. Unterhalb des Zahnschmelzes findet man das Zahnbein. Es bildet die Hauptmasse des Zahnes und umgibt die Zahnpulpa. Das Zahnbein enthält Nervenfasern. Freiliegendes Zahnbein verursacht daher Schmerzen. An der Zahnwurzel ist das Zahnbein von einer dünnen Schicht Zahnzement umgeben. Der innerste Teil des Zahnes, die Zahnhöhle wird von einem gefäß- und nervenreichem Bindegewebe, der Zahnpulpa ausgefüllt. Der ZAHNHALTEAPPARAT besteht aus Zahnfleisch Zahnzement Zahnhaltefasern Ober- bzw. Unterkieferknochen. PARODONTOSE: So bezeichnet man den Rückgang des Zahnfleisches. Dies kann Folge von ständigen Zahnfleischentzündungen sein. Zunehmendes Alter begünstigt ebenfalls Parodontose. Als Folgeerscheinung kommt der Zahnhals frei zu liegen. Da in diesem Bereich das Zahnbein nicht mehr vom schützenden Zahnschmelz umgeben ist, führt dies zu „beißenden“ Schmerzen bei der Einnahme von Mahlzeiten. In weiterer Folge löst sich der Zahnhalteapparat auf und die Zähne werden locker. Zunge: Die Zunge ist ein von Schleimhaut überzogener quergestreifter, also willkürlich bewegbarer Muskel und hat folgende AUFGABEN: ◦ Formen von schluckbaren Bissen und Hilfe bei der Schluckbewegung ◦ Hilfe bei Kau- und Saugbewegungen ◦ Sitz unseres Geschmacksorganes ◦ Lautbildung beim Sprechen Speicheldrüsen: Die Mundschleimhaut besitzt viele kleine Speicheldrüsen, zusätzlich gibt es FÜNF GROSSE SPEICHELDRÜSEN ◦ 2 Ohrspeicheldrüsen ◦ 2 Unterkieferspeicheldrüsen s ◦ 1 Unterzungenspeicheldrüse.  Ihre AUFGABEN sind: ◦ Erleichterung des Schluckaktes ◦ Ausschüttung von Verdauungsenzymen. (Vor allem Kohlenhydrate werden bereits im Mund gespalten. Kaut man eine Semmel lange, wird sie „süßer“.) Gaumen: Der Gaumen bildet die obere Begrenzung der Mundhöhle und trennt sie von der Nasenhöhle. Er ist essentiell beim Sprechen und Schlucken. Rachenraum und Schluckakt: Im Rachenraum kreuzen sich Speise- und Atemweg. Damit Nahrung nicht in den Atemweg gelangt, muss dieser beim Schluckakt verschlossen werden. Das GAUMENSEGEL wird dabei angehoben und verschließt den Nasenraum. Der KEHLDECKEL wird auf den Kehlkopf gedrückt und verschließt die Luftröhre. Beim Schlucken handelt es sich um einen Reflex, der automatisch ausgelöst wird, sobald ein Bissen die Rachenwand berührt. SCHLUCKSTÖRUNG: Im Rahmen von Erkrankungen, z.B. nach einem Schlaganfall, kann es zu einer Beeinträchtigung des Schluckaktes kommen. Die Atemwege werden nicht mehr richtig verschlossen und Nahrung gelangt in die Atemwege. Man nennt dies ASPIRATION. Die Folge davon sind akute Luftnot oder lebensbedrohliche Lungenentzündungen. Speiseröhre: Sie ist ein 25cm langer sehr dehnbarer Muskelschlauch, der Rachen und Magen miteinander verbindet. Die Speiseröhre beginnt auf Höhe des Kehlkopfes, verläuft dann hinter der Luftröhre durch den Thorax, tritt durch das Zwerchfell durch und endet mit dem Übergang in den Magen. Die Nahrung wird mittels wellenförmiger Bewegung =Peristaltik Richtung Magen befördert. Am Übergang zum Magen befindet sich der Speiseröhrensphinkter. Es handelt sich damit um einen Schließapparat aus glatter Muskulatur, der verhindert, dass Magensaft in die Speiseröhre austritt. REFLUXERKRANKUNG: Schließt der Speiseröhrensphinkter nicht richtig, kann es zum Rückfluss von sehr saurem Mageninhalt kommen. Da die Speiseröhre gegen die Säure im Gegensatz zum Magen schlecht geschützt ist, führt dies zu brennenden Schmerzen und langfristig auch zu schweren Entzündungen der Speiseröhre. Magen: Der Magen ist eine sackartige Erweiterung des Verdauungsschlauches. Er liegt im Oberbauch zwischen Leber und Milz. Sein Fassungsvermögen beträgt ca. 1-2 Liter. Der Magen ist in seinem Inneren von der Magenschleimhaut ausgekleidet. Diese enthält sehr viele Drüsenzellen, die den Magensaft bilden: SALZSÄURE: Im Magen kann ein pH-Wert von 1,5-2 erreicht werden. Die Säure dient der Eiweißspaltung. Zusätzlich wirkt sie als „Desinfektionsmittel“ und tötet Keime ab, die mit der Nahrung aufgenommen werden.  MAGENSCHLEIM: Er bildet einen Schutzfilm über der Schleimhaut und verhindert somit, dass die Salzsäure den Magen angreift und der Magen sich so selbst verdaut. INTRINSIC-FACTOR: essentiell für den Vitamin-B12-Haushalt VERDAUUNGSENZYME: zur Aufspaltung der Nahrungsbausteine HORMONE: regulieren den Verdauungsvorgang und die Magenbewegung Auch der Magen ist zur Peristaltik fähig und befördert die Nahrung weiter Richtung Dünndarm. Am Magenausgang liegt wiederum ein Schließmuskel, der Pylorus. Er reguliert die portionsweise Entleerung des Mageninhaltes in den Dünndarm. Fettreiche Speisen bleiben mehrere Stunden im Magen, kohlenhydratreiche Nahrung wird schnell weiter befördert. (Der Schweinsbraten liegt „schwer“ im Magen, ganz im Gegensatz zu Nudeln oder Semmeln.) ULCUS - „MAGENGESCHWÜR“: Besteht ein Ungleichgewicht zwischen Magenschleim- und Salzsäureproduktion, wird die Magenschleimhaut angegriffen. Es entstehen kleine Löcher = Ulzerationen. Dünndarm: Der Dünndarm ist ein ca. 4 Meter langer Schlauch. Seine Aufgaben sind: Zuendeführen des Verdauungsvorganges: Die Nahrung wird nun endgültig in resorptionsfähige Einzelbausteine zerlegt. Die Verdauungssäfte kommen dabei vom Dünndarm selbst, aber auch von Leber (Gallenflüssigkeit) und Bauchspeicheldrüse. Resorption der Nahrungsbausteine: Der Dünndarm ist somit der wichtigste Abschnitt des Verdauungstraktes. Nahrungsbausteine und ein großer Teil der vorher gebildeten Verdaungssäfte werden hier über die Darmwand ins Blut aufgenommen. Um eine optimale Resorption zu ermöglichen, ist die Oberfläche der Dünndarmschleimhaut stark vergrößert. Dies gelingt, indem sich die Schleimhaut mehrfach faltet. Man spricht von Darmfalten und Darmzotten. Darmbewegungen: Zottenbewegungen: Der nährstoffreiche Inhalt der Zotten wird „ausgepresst“. Pendelbewegungen zum Durchmischen des Darminhaltes Peristaltische Wellen zur Weiterbeförderung des Darminhaltes in den Dickdarm Dickdarm = Colon: Der Dickdarm umrahmt den Dünndarm. Er besteht aus einem aufsteigenden Teil, einem querverlaufenden Teil, einem absteigenden Teil und einem s-förmigen Teil =Sigma, bevor er schließlich ins Rektum übergeht. Blinddarm und Wurmfortsatz=Appendix sind ebenfalls Teil des Dickdarms. APPENDIZITIS: Bei der umgangssprachlichen „Blinddarmentzündung“ handelt es sich eigentlich um eine Entzündung des Wurmfortsatzes, ein kleines Anhängsel des Blinddarms. Während die Resorption der Nahrungsbausteine bereits im Dünndarm erfolgt, enthält der Speisebrei im Dickdarm noch viel Wasser und zahlreiche Elektrolyte. Der Dickdarm ist wesentlich für die Wasser- und Elektrolytrückaufnahme im Körper. Dadurch kommt es zum Eindicken des Darminhaltes und zur Formung des Stuhls. Im Colon wird außerdem reichlich Schleim gebildet, der den Stuhl überzieht. Fällt die Dickdarmfunktion im Rahmen einer Erkrankung oder Operation aus, gehen dem Körper täglich mehrere Liter an Wasser sowie zahlreiche Elektrolyte verloren. Darmflora: Im Darm leben zahlreiche Bakterien, die für uns unverdauliche Nahrungsreste weiter abbauen. Außerdem spielen sie für das Funktionieren unseres Immunsystems eine entscheidende Rolle. Sie verhindern weiters, dass sich schädliche Bakterien und Pilze in unserem Darm ausbreiten können. Rektum – Analkanal – After: Im Rektum wird der Stuhl gesammelt, bis schließlich durch die Dehnung der Rektumwand der Stuhldrang ausgelöst wird. Der Anus=After besteht aus zwei Schließmuskeln: Innerer Schließmuskel: Glatte Muskulatur Äußerer Schließmuskel: Quergestreifte Muskulatur – kann willentlich beeinflusst werden. Im Analkanal befindet sich ein Gefäßgeflecht, welches einen Schwellkörper bildet und ebenfalls zum Verschluss des Anus beiträgt. Kommt es zur krankhaften knotigen Erweiterung dieser Gefäße, spricht man von Hämorrhoiden. Leber: ANATOMIE: Die Leber liegt im rechten Oberbauch und wiegt ca. 1,5 kg. Sie besteht aus einem rechten und einem linken Leberlappen. Die Leber besitzt eine besondere Blutversorgung (siehe Blutgefäße). Zusätzlich zu einer Arterie (=Leberarterie) erhält sie auch Blut aus einer Vene, der PFORTADER. Die Pfortader bringt nährstoffreiches Blut vom Darm direkt zur Leber, wo die Nahrungsbausteine umgebaut und gespeichert werden können, noch bevor sie in den Körper entlassen werden. Aus diesem Grund kann die Nahrungsaufnahme über den Darm nie durch eine künstliche Ernährung über eine Infusion längerfristig vollständig ersetzt werden. Gallenblase und Gallengänge sind ein weiterer Bestandteil der Leber. AUFGABEN DER LEBER: 1) STOFFWECHSELZENTRALE: Die Leber hat eine wichtige „Pufferfunktion“ für Nährstoffspitzen und Hungerphasen. Sie ist in der Lage, Nahrungsbestandteile in speicherfähige Substanzen umzuwandeln und umgekehrt in Hungerphasen daraus wiederum schnell Energie zu liefern. Sie ist am Fettstoffwechsel, Kohlenhydratstoffwechsel und Eiweißstoffwechsel wesentlich beteiligt. 2) ENTGIFTUNGSFUNKTION: Zahlreiche Leberenzyme dienen dem Abbau körpereigener und körperfremder Substanzen. (z.B. Alkohol, Medikamente, Ammoniak zu Harnstoff). Gut wasserlösliche Substanzen werden in weiterer Folge über die Niere, schlecht wasserlösliche Substanzen über die Galle ausgeschieden. 3) BILDUNG DER GALLENFLÜSSIGKEIT: Die Galle wird in der Gallenblase gesammelt und besonders nach Nahrungsaufnahme schließlich über die Gallengänge in den Dünndarm ausgeschüttet. Sie ist vor allem für die Fettverdauung sehr wichtig. GALLENKOLIK-GALLENSTEINE: Bei Veränderungen der Zusammensetzung der Galle kann es zur Bildung von Gallensteinen kommen. Meist sammeln sich diese in der Gallenblase und können dort jahrelang unbemerkt liegen bleiben. Durch ständige mechanische Irritation der Gallenblase können sie schließlich eine Gallenblasenentzündung hervorrufen. Gelangt ein Steinchen in den Gallengang, verstopft es diesen und verhindert das Abfließen der Galle in den Dünndarm. Es kommt zum Rückstau der Gallenflüssigkeit und damit zur sehr schmerzhaften Gallenkolik. 4) ABBAU DER ROTEN BLUTKÖRPERCHEN: Der dabei freiwerdende Blutfarbstoff Bilirubin wird ebenfalls über die Galle ausgeschieden. IKTERUS = GELBSUCHT: Ansammlung von Bilirubin im Körper, z.B. aufgrund einer Leberfunktionsstörung 5) SYNTHESEFUNKTION: Bildung von ALBUMIN =hält das Wasser in den Blutgefäßen (siehe kolloidosmotischer Druck), BLUTGERINNUNGSFAKTOREN, … 6) SPEICHERFUNKTION: FETTLÖSLICHE VITAMINE, GLYCOGEN (=Zuckerreserve) Bauchspeicheldrüse = Pankreas: Die Pankreas liegt retroperitoneal und in etwa mittig im Oberbauch. PRODUKTION VON PANKREASSAFT: Dieser wird über einen mit der Galle gemeinsamen Ausführungsgang in den Dünndarm ausgeschüttet. Neben der Verdauung dient er auch der pH-Neutralisierung des vom Magen kommenden sauren Speisebreis. HORMONPRODUKTION: Hormone sind Stoffe, die ins Blut ausgeschüttet werden und dort eine wichtige Kommunikationsfunktion für Zellen übernehmen. Die Bauchspeicheldrüse produziert Hormone, welche für die Regulation des Zuckerhaushaltes essentiell sind: ◦ INSULIN: senkt den Blutzuckerspiegel, in dem es die Aufnahme in die Zellen und den Umbau zu anderen Substanzen (Fett, Glycogen) fördert. ◦ GLUKAGON: =Gegenspieler zum Insulin → erhöht den Blutzuckerspiegel, indem es die Bildung von Zucker aus anderen Substanzen fördert. Energiehaushalt des Körpers: Der Grundumsatz: Dabei handelt es sich um die Energie, die der menschliche Körper unter völligen Ruhebedingungen im nüchternen Zustand (12h ohne Nahrungsaufnahme) bei behaglicher Umgebungstemperatur (Raumtemperatur) verbraucht. Zwei Drittel davon dienen zur Aufrechterhaltung der Körpertemperatur. Der Grundumsatz ist individuell stark unterschiedlich und hängt unter anderem von folgenden Faktoren ab: GESCHLECHT: Männer haben einen höheren Grundumsatz als Frauen. LEBENSALTER: Der Grundumsatz sinkt mit steigendem Alter (abnehmender Stoffwechsel). Bei Kindern und Jugendlichen ist er besonders hoch. KÖRPEROBERFLÄCHE: Ein großer Teil des Grundumsatzes geht ja in die Produktion von Wärmeenergie. Bei großer Körperoberfläche geht sehr viel Wärme verloren, während für die  Energieproduktion das Körpervolumen ausschlaggebend ist. Kinder haben in Relation zum Körpervolumen eine sehr große Körperoberfläche, sie verlieren deshalb besonders viel Wärmeenergie und haben daher einen höheren Grundumsatz. Sie kühlen auch schneller aus als ein Erwachsener. KRANKHEITEN: Fieber, Stress (durch Operationen, Schmerzen,...), Schilddrüsenüberfunktion,... Der Energieumsatz: Da sich der Mensch ja normalerweise körperlich betätigt, übersteigt der tatsächliche Energiebedarf des Menschen den Grundumsatz wesentlich. Bei überwiegend sitzender Tätigkeit kann man den Grundumsatz um etwa den Faktor 1,6 multiplizieren, bei körperlich anstrengender Arbeit um den Faktor 2 oder sogar mehr. Energiegehalt der Nahrung: Der Energiegehalt der Nahrungsmittel wird in der Einheit Joule oder Kalorien angegeben. (1000Cal = 1Kcal; 1000J = 1kJ) 1Kcal = 4,2 kJ Der Energieumsatz wird meist in Watt angegeben. (=LEISTUNG =Energie/Zeit) Die Energie liefernden Nahrungsbestandteile sind: Kohlenhydrate (1g → 4,1 kcal) Proteine (1g → 4,1 kcal) Lipide (1g → 9,3 kcal) Wichtige Bestandteile unserer Nahrung: Kohlenhydrate: ◦ MONOSACCHARIDE = Glucose, Fruktose, Galaktose = Einzelbausteine, aus denen komplexere Zuckermoleküle gebildet werden. ◦ DISACCHARIDE = Verbindungen aus 2 Einzelbausteinen ▪ Malzzucker (2x Glucose) ▪ Fruchtzucker (Glucose, Fructose) ▪ Milchzucker (Glucose, Galaktose) ◦ POLYSACCHARIDE = ganze Zuckerketten ▪ z.B. Stärke, Zellulose, Blutgruppenmerkmale,.... Proteine: bestehen aus AMINOSÄUREKETTEN. Von den gesamt 20 Aminosäuren sind 8 essentiell, das heißt, sie können vom Körper nicht selbst produziert, sondern müssen mit der Nahrung zugeführt werden. Alle anderen Aminosäuren kann der Körper bei Bedarf umbauen und ineinander umwandeln. Lipide: bestehen aus GLYCEROL und FETTSÄUREN. Neben den oben genannten Energielieferanten benötigen wir eine Reihe weiterer Stoffe, die wir mit der Nahrung zuführen:  VITAMINE: =lebensnotwendige organische Verbindungen, die der Körper selbst nicht herstellen kann. ◦ Fettlösliche Vitamine: A, D, E, K. Sie werden vom Körper gespeichert und können auch überdosiert werden und dann Krankheiten hervorrufen. ◦ Wasserlösliche Vitamine: B, C; ELEKTROLYTE: Es handelt sich um anorganische Ionen wie Na+, Cl-, K+, Ca++, Mg++,.. SPURENELEMENTE: Eisen, Jod, Fluor,... BALLASTSTOFFE: = pflanzliche Verbindungen, die von den Darmbakterien gespalten werden. Sie sind wichtig für eine funktionierende Darmaktivität. Anabolismus – Katabolismus: Als Anabolismus bezeichnet man den Aufbau von Körpersubstanz. (z.B. Muskelmasse). Dies geschieht in Zeiten ausreichender Nahrungszufuhr. Katabolismus bedeutet Abbau von Körpersubstanz. Dies ist typisch während Hungerphasen. BMI = Body mass index: =Körpergewicht in kg / (Körpergröße in m)² NORMALGEWICHT = 20-25. UNTERGEWICHT = 30.  Das Atmungssystem Zum Atmungssystem gehören die Atemwege, welche die Luft zur Lunge führen und dort den GASAUSTAUSCH ermöglichen. Ebenso Teil des Atmungssystems ist die Atemmuskulatur, welche die Luftzirkulation durch Bewegungen des Brustkorbes erst ermöglichen = ATEMMECHANIK. Zu guter Letzt braucht es Steuerungsmechanismen, um die Atmung an die aktuellen Bedürfnisse des Körpers anpassen zu können = ATEMREGULATION. Weg der Atemluft durch den Körper: 1. Nase und Nasennebenhöhlen 2. Rachenraum 3. Kehlkopfes 4. Luftröhre 5. Bronchien (Hauptbronchien, Lappenbronchien, Segmentbronchien,...) und Bronchiolen (=Bronchialbaum) 6. Alveolen Die STIMMRITZE im Kehlkopf bildet die Grenze zwischen den OBEREN und UNTEREN ATEMWEGEN. Nase und Nasennebenhöhlen: Die Nase dient der Erwärmung, Reinigung und dem Anfeuchten der Atemluft. Die sich am Naseneingang befindenden Nasenhaare filtern grobe Schmutzpartikel. Nase sowie Nasennebenhöhlen sind mit Schleimhaut ausgekleidet. Die in der Nase sitzenden Nasenmuscheln dienen dabei der Oberflächenvergrößerung. Auf der Schleimhaut sitzende kleine Häärchen (=FLIMMEREPITHEL) transportieren eingedrungenen Schmutz gemeinsam mit dem von der Schleimhaut produzierten Schleim Richtung Rachen, dort wird beides verschluckt. Das Erwärmen der Atemluft gelingt über ein dichtes Gefäßgeflecht. Wird dieses verletzt, kommt es zu Nasenbluten. Eine weitere Möglichkeit zur Reinigung der Nase ist der Niesreflex. Er wird durch Reizung der Nasenschleimhaut ausgelöst und befördert Fremdkörper nach außen. Die Nase ist Sitz des Riechorgans. Es handelt sich dabei um direkte Ausläufer des vom Schädel kommenden Riechnervs am Dach der Nasenhöhle. Die Nasennebenhöhlen sind luftgefüllte Hohlräume, die das Gewicht des Gesichtsschädels reduzieren. Gleichzeitig bilden sie wichtige Resonanzräume für die Klangbildung der Stimme. Die Nasennebenhöhlen bestehen aus den jeweils paarig angelegten: Stirnhöhlen Kieferhöhlen Siebbeinzellen Keilbeinhöhlen Über kleine Ausführungsgänge besteht jeweils eine Verbindung zur Nasenhöhle. Rachenraum: Der Rachen ist ein Muskelschlauch, der sich von der Schädelbasis bis zur Speise- und Luftröhre erstreckt. Er liegt vor der Wirbelsäule und hinter der Nasen- und Mundhöhle. Er besteht aus drei Stockwerken. Im mittleren Stockwerk kreuzen sich Atem- und Speiseweg. Im Rachen findet man zahlreiches lymphatisches Gewebe, welches essentiell für die Infektabwehr ist. Ein Beispiel dafür sind die Gaumenmandeln (=Tonsillen). Sind diese entzündet, spricht man von Angina tonsillaris. Kehlkopf: Es handelt sich um ein Gebilde aus mehreren Knorpeln, welche durch Bänder miteinander und als Ganzes mit der Luftröhre verbunden sind. Am größten ist der Schildknorpel. Seinen scharfkantigen Vorsprung kann man als Adamsapfel von außen tasten. Auf dem Kehlkopf sitzt der Kehldeckel, der beim Schluckakt die Luftröhre verschließt. Im Inneren des Kehlkopfes findet man die Stimmbänder. Die Öffnung zwischen den Stimmbändern ist die Stimmritze. PHONATION: =Stimmbildung. Die Stimmbänder werden durch einen Luftstrom in regelmäßige Schwingungen versetzt. Hohe Frequenzen erzeugen hohe Töne, niedrige Frequenzen tiefe Töne. Der Klang der Stimme entsteht schließlich durch die Resonanzräume. Luftröhe = Trachea: ANATOMIE: Die Trachea ist ca. 10-12 cm lang, beginnt am Kehlkopf und endet mit der Aufteilung in die beiden Hauptbronchien. An der Vorderseite verleihen ihr 16-20 C-förmige Knorpelspangen Stabilität, an der Rückseite besteht sie aus glatter Muskulatur. Unmittelbar hinter der Luftröhre liegt die Speiseröhre. SCHUTZ- UND REINIGUNGSMECHANISMEN: Die Luftröhre ist wie auch die Nase von einem Flimmerepithel ausgekleidet. (=Häärchen tragende Schleimhaut). Zusätzlich sind zahlreiche schleimbildende Zellen in die Schleimhaut eingelagert. Das Flimmerepithel transportiert den Schleim gemeinsam mit eingedrungenen Fremdkörpern Richtung Rachen. Der Hustenreflex wird ausgelöst, sobald Fremdkörper in die unteren Atemwege gelangen und dient ebenfalls deren Reinigung. Bronchialbaum: An der Luftröhrenbifurkation teilt sich die Luftröhre in die beiden Hauptbronchien. Diese verzweigen sich dann in einem baumartigen System in immer feiner werdende Äste, zunächst in die Lappenbronchien, dann weiter in die Segmentbronchien und dann in insgesamt 23 Generationen weiter bis hin zu den Bronchiolen. Umso kleiner die Bronchien werden, umso dünner werden auch ihre Wände und das stützende Knorpelgewebe wird immer weniger. In den Bronchiolen fehlt schließlich das Knorpelgewebe völlig. Sie werden nur durch Zug glatter Muskelfasern offen gehalten. ASTHMA BRONCHIALE: es kommt zur „Verkrampfung“ und zum Kollaps“der kleinen, nicht mehr durch Knorpelgewebe gestützten Bronchien, vor allem der Bronchioli,und damit zu massiver Atemnot. Alveolen: Die Luft mündet schließlich in die traubenförmig angeordneten Alveolen = Lungenbläschen. Sie sind sehr dünnwandig und von einem dichten Netz aus Blutkapillaren umsponnen. Im Inneren sind sie mit dem von Alveolarzellen gebildeten SURFACTANT ausgekleidet. Surfactant verhindert ein Kollabieren der feinen Lungenbläschen sowie Flüssigkeitsaustritt von den Blutgefäßen in die Lungenbläschen. (=Surfactant keeps the lung open and dry) In den Alveolen findet schließlich der Gasaustausch statt. Anatomie der Lunge: Die Lunge besteht aus einem rechten und einem linken Lungenflügel. Der rechte Lungenflügel teilt sich wiederum in drei Lungenlappen, wohingegen der linke Lungenflügel aus zwei Lungenlappen besteht. Da sich die linke Lunge ihren Platz mit dem Herzen teilen muss, ist sie ingesamt etwas kleiner.Die Lungenlappen sind wiederum in mehrere Lungensegmente aufgeteilt. Jedes Lungensegment wird dabei von einem Bronchus und einer Lungenarterie versorgt (=broncho- arterielle-Einheit). Die Lungenbasis liegt dem Zwerchfell auf, die Lungenspitze ragt bis über das Schlüsselbein hinaus. Zwischen den beiden Lungenflügeln findet man den Mittelfellraum = Mediastinum. An der Medialseite der Lungenflügel (=die dem Mittelfellraum zugewandten Seite), treten die Hauptbronchien und die Blutgefäße in die Lunge ein, man spricht von der Lungenwurzel = Lungenhilum. Die Lunge ist vom Lungenfell überzogen. An der Lungenwurzel schlägt das Lungenfell in das Rippenfell um, welches schließlich die Brusthöhle auskleidet. Zwischen diesen sogenannten Pleurablättern (= Lungenfell + Rippenfell) findet sich ein feiner flüssigkeitsgefüllter Spalt = Pleuraspalt. Anatomie der Brusthöhle: Die Brusthöhle wird mittels Zwerchfell von der Bauchhöhle getrennt. In der Brusthöhle findet man die Lunge und den Mittelfellraum. Dieser enthält: HERZ THYMUSDRÜSE LUFTRÖHRE SPEISERÖHRE GROSSE ZUM HERZEN HIN- UND VOM HERZEN WEGFÜHRENDE GEFÄSSE Der Gasaustausch – Äußere Atmung: Ort des Gasaustausches sind die Alveolen. Man spricht auch von der äußeren Atmung. Ziel des Gasaustausches ist eine Versorgung unserer Zellen mit Sauerstoff, den diese zur Energiegewinnung benötigen. Gleichzeitig muss das dabei produzierte CO2 wieder abgeatmet werden. Innere Atmung = Zellatmung zur Energieerzeugung in den Mitochondrien. Der Gasaustausch passiert mittels DIFFUSION. Die treibende Kraft dafür ist ein Konzentrationsgefälle der Substanzen zwischen Blut und Atemluft. Man spricht dabei vom sogenannten Partialdruckgefälle. Als Partialdruck bezeichnet man den Anteil eines Gases am gesamten Luftdruck. So entspricht in der Atemluft der Partialdruck von Sauerstoff 21% des gesamten Luftdruckes, also ca. 0,21 bar. VORAUSSETZUNGEN FÜR EINE OPTIMALE DIFFUSION sind eine dünne Alveolarwand, damit die Diffusionsstrecke möglichst kurz ist sowie eine große Oberfläche. Diese wird durch die große Anzahl an Alveolen erreicht. Die Diffusion hängt auch maßgeblich von der Höhe des Partialdruckgefälles ab. Sauerstoff diffundiert dabei entlang des Partialdruckgefälles von der Atemluft ins Blut und CO2 umgekehrt vom Blut in die Alveolen. Atemmechanik: Ein Atemzyklus besteht aus Einatmung und Ausatmung in einem Verhältnis von ca. 1:2. In Ruhe hat ein gesunder Erwachsener eine Atemfrequenz von ca. 12/min. Bei Belastung, Stress oder Atemnot steigt diese deutlich an. Unser eingeatmetes Luftvolumen kann stark variieren und beträgt in Ruhe ca. 500ml. Das maximal mögliche Atemvolumen (von der maximalen Ein- zur maximalen Ausatmung) bezeichnet man als Vitalkapazität. Diese beträgt ca. 5 Liter. Einatmung: Es handelt sich um einen AKTIVEN Prozess, die Einatmung benötigt Muskelkontraktion. Hauptmuskel ist dabei das Zwerchfell, eine etwas kleinere Rolle spielt die Zwischenrippenmuskulatur. Die Zwerchfellkuppel flacht sich dabei ab, wandert also Richtung Bauchraum, während die Rippen sich heben. Der Brustraum wird dadurch in Summe größer. Zwischen den beiden Pleurablättern herrscht ein ständiger Unterdruck. Dieser dient zum Offenhalten der Lunge. Durch die Thoraxerweiterung wird dieser Unterdruck weiter vergrößert und die Lunge ist gezwungen, diesem entgegenzuwirken, indem sie sich ausdehnt. Die passive Ausdehnung der Lunge bewirkt ein Einsaugen von Luft. Die Einatmung ist also eine UNTERDRUCKATMUNG. PNEUMOTHORAX: Dabei kommt es zum Eindringen von Luft zwischen die beiden Pleurablätter. Der Unterdruck geht verloren und die Lunge fällt in sich zusammen. Ausatmung: Die Ausatmung geschieht unter Ruhebedingungen überwiegend PASSIV. Die Atemmuskeln erschlaffen, woraufhin sich Brustraum und damit auch die Lunge wieder auf Ausgangsniveau verkleinern. Die passive Ausatmung benötigt jedoch Zeit, die nur bei normaler Atemfrequenz auch gegeben ist. Muss die Atemfrequenz erhöht werden, z.B. bei sportlicher Belastung, muss auch die Ausatmung beschleunigt werden. Die Brusthöhle wird dann mittels Muskelkontraktion aktiv verkleinert. Selbst bei maximaler Ausatmung befinden sich noch ca. 1,5l Luft in der Lunge. Atemregulation: Sie erfolgt über das ATEMZENTRUM im HIRNSTAMM, welches durch folgende Faktoren beeinflusst wird: Chemorezeptoren: Messung von O2, CO2 und pH-Wert.- Die von den Chemorezeptoren gewonnenen Informationen werden ans Atemzentrum weitergegeben. Ein O2-Abfall oder ein CO2-Anstieg im Blut bewirken demnach eine Steigerung der  Atmung. Auch Verschiebungen des pH-Wertes haben Einfluss auf die Atmung. (siehe Ausscheidungsapparat) Erhöhte Muskelaktivität stimuliert das Atemzentrum direkt. Stress, Fieber, Schmerzen,... führen ebenso zur Steigerung der Atmung. Bis zu einem gewissen Grad ist auch eine willkürliche Veränderung der Atmung möglich. Dehnungsrezeptoren der Lunge verhindern ein Verletzen von Lungengewebe durch Überdehnung.  Herz- Kreislaufsystem Hauptaufgabe des Herz-Kreislauf-System ist es, alle Zellen unseres Körpers mit Energie und Sauerstoff zu versorgen und gleichzeitig Abfallprodukte und CO2 abzutransportieren. Gleichzeitig wird dieses „Transportsystem“ auch für die Kommunikation weit entfernter Zellen innerhalb unseres Körpers genutzt, z.B. über ins Blut ausgeschüttete Hormone. Zum Herz-Kreislauf-System gezählt werden: HERZ = Motor des Kreislaufsystem GEFÄSSSYSTEM: ◦ ARTERIEN = vom Herzen wegführende Gefäße ◦ VENEN = zum Herzen führende Gefäße ◦ KAPILLAREN = Haargefäße → in ihnen geschieht der Stoffaustausch ◦ LYMPHGEFÄSSE (Im weiteren Sinne kann auch das Blut dazugezählt werden.) Das Herz: ANATOMIE: Das Herz liegt linksseitig im Mittelfellraum des Thorax zwischen den beiden Lungenflügeln. Es liegt im Herzbeutel = Perikardhöhle. Das Perikard besteht (ähnlich wie Peritoneum und Pleura) aus 2 Perikardblättern, dazwischen findet sich ein schmaler flüssigkeitsgefüllter Gleitspalt. Es ist ein kräftiger Hohlmuskel aus drei Schichten: Endokard (=Herzinnenhaut), Myokard (=Herzmuskelschicht) und Epikard (=Herzaußenhaut).  Die Herzscheidewand trennt das Herz in eine rechte und linke Herzhälfte. Jede Herzhälfte besitzt wiederum einen Herzvorhof und eine Herzkammer, insgesamt besitzt das Herz also vier Herzhöhlen. Die Eingänge und Ausgänge der Herzkammern sind jeweils mit Klappen verschlossen, welche sich nur in eine Richtung öffnen können. Zwischen Vorhöfen und Herzkammern findet man die Segelklappen = AV-Klappen, zwischen Herzkammern und den sich anschließenden Arterien findet man die Taschenklappen. In die beiden Vorhöfe münden große Venen, die das Blut zum Herzen bringen. Obere und untere Hohlvene münden in den rechten Vorhof, die Lungenvenen in den linken Vorhof. An die Herzkammern schließen sich große Arterien an, in die das Blut ausgeworfen wird. Die Aorta erhält Blut aus der linken Herzkammer, die Lungenarterie aus der rechten. Außen am Herzen sitzen die Herzkranzgefäße. Sie entspringen aus der Aorta und versorgen den Herzmuskel mit Sauerstoff und Nährstoffen. HERZFINFARKT: Wenn der Blutfluss über die Herzkranzgefäße unterbrochen ist, z.B. weil sie durch sogenannte Plaques verstopft sind, kommt es zum Sauerstoffmangel des nachgeschalteten Herzmuskels. Dieser wird, wenn man den Schaden nicht schnell behebt, absterben. Die Folge sind eine Verminderung funktionsfähiger Herzmuskulatur und Vernarbungen von Teilen des Herzmuskels. Der Herzzyklus: Mit jedem Herzschlag wird Blut in den Körper- bzw. Lungenkreislauf gepumpt. Das Herz eines gesunden Menschen kontrahiert in Ruhe etwa 60-80 mal pro Minute = Herzfrequenz = Ruhepuls. Bei Sportlern ist auch eine deutlich niedrigere Herzfrequenz physiologisch. Pro Minute wird in etwa das gesamte Blutvolumen eines Erwachsenen (=5-6 Liter) befördert. Der Herzzyklus lässt sich in zwei Phasen unterteilen: SYSTOLE: =Kammerkontraktion und Auswurf von Blut ◦ Anspannungsphase: Die Herzkammer ist mit Blut gefüllt, alle Herzklappen sind geschlossen. Das Myokard des Herzens kontrahiert, der Druck in den Herzkammern steigt an. ◦ Austreibungsphase: Der Druck in der Herzkammer übersteigt schließlich den Druck in den Arterien, sodass sich die Taschenklappen öffnen und das Blut von den Herzkammern entlang des Druckgefälles in die Arterien ausgeworfen wird. Sobald der Druck in den Herzkammern wieder niedriger wird als in den großen Gefäßen, schließt sich die Herzklappe wieder und die Systole ist beendet. Die AV-Klappen bleiben in dieser Phase geschlossen und verhindern, dass Blut in die verkehrte Richtung, also in die Vorhöfe zurückströmt. DIASTOLE: =Kammererschlaffung und Füllung mit Blut ◦ Entspannungsphase: Zu Beginn der Entspannungsphase sind wiederum alle Herzklappen geschlossen, die Herzkammer, die nun nur mehr wenig Blut enthält, entspannt sich, der Druck in den Herzkammern nimmt ab. ◦ Füllungsphase: Der Druck in den Herzkammern wird schließlich niedriger als der in  den Vorhöfen. Die Segelklappen öffnen sich und die Herzkammern füllen sich mit Blut aus den Vorhöfen. Auch die Vorhöfe unterliegen einem Zyklus aus Kontraktion und Erschlaffung, welcher jedoch für die Funktion des Herzens nicht absolut lebensnotwendig ist. Das Herz dient als Saug-Druck-Pumpe, das bedeutet, dass während der Kontraktion nicht nur Blut ausgeworfen, sondern auch neues Blut aus den großen Venen angesaugt wird. Autonomie des Herzens: Das Herz besitzt ein eigenes Erregungszentrum, das die koordinierte Kontraktion des Herzmuskels auslöst. Dieser „Herzschrittmacher“ wird als Sinusknoten bezeichnet. Die Erregung wird dann über ein „Kabelsystem“ bis an die Herzmuskelzellen weitergeleitet: Zunächst breitet sich die Erregung in den Vorhöfen aus. Mittels AV-Knoten wird die Erregung dann an die Kammern übergeleitet. Dort wird sie mittels HIS-Bündel und 2 Tawara-Schenkel entlang des Herzseptums bis an die Herzspitze transportiert und erreicht von dort aus mittels Purkinje-Fasern die gesamte Kammermuskulatur. ALSO: Sinusknoten → Vorhöfe → AV-Knoten → HIS-Bündel, → Tawara-Schenkel → Purkinje- Fasern → Muskulatur der Herzkammern Fällt der Sinusknoten aus, schaltet sich der AV-Knoten als Ersatzschrittmacher ein, er erreicht jedoch nur eine langsame Herzfrequenz, die unter Umständen für eine ausreichende Blutversorgung des Körpers nicht ausreicht. HERZSCHRITTMACHER: fällt der körpereigene Herzschrittmacher aus, muss ein künstlicher eingebaut werden, um die Herzfunktion sicherzustellen. KAMMERFLIMMERN: Für den Herzzyklus ist es essentiell, dass sich die einzelnen Herzmuskelzellen bei ihrer Arbeit koordinieren. Beim Kammerflimmern ist die Zusammenarbeit der Herzmuskelzellen, die die Herzkammern kontrahieren, verloren gegangen. Jede Zelle arbeitet für sich, aber es kann kein Blut mehr ausgeworfen werden, es kommt zum Kreislaufstillstand. Weg des Blutes durch den Körper: Der Blutkreislauf wird in zwei große Abschnitte unterteilt: Das rechte Herz pumpt Blut in den Lungenkreislauf = kleiner Kreislauf = Niederdrucksystem. (auch die Venen des Körperkreislaufs gehören zum Niederdrucksystem.) Vom linken Herzen wird das Blut in die Arterien des Körperkreislaufs = großer Kreislauf geschickt. =Hochdrucksystem. Beide Kreisläufe sind natürlich miteinander verbunden. Im Detail: Sauerstoffarmes Blut gelangt über die obere und untere Hohlvene in den rechten Vorhof, weiter in die rechte Herzkammer und schließlich über die Lungenarterie in den Lungenkreislauf. In den Kapillaren, die die Alveolen umspannen, erfolgt der Gasaustausch. Sauerstoffreiches Blut wird schließlich über die Lungenvenen in den linken Herzvorhof und weiter in die linke Herzkammer transportiert. Von dort wird das Blut in die Hauptschlagader = Aorta ausgeworfen. Aus der Aorta entspringende Arterien versorgen nun den gesamten Körper. Arterien verzweigen sich in immer kleiner werdende Äste, zunächst in Arteriolen und schließlich in Kapillargefäße. Kapillargefäße vereinigen sich dann wieder zu Venolen und immer größer werdenden Venen. Über die untere und obere Hohlvene wird das Blut wieder zum Herzen transportiert. Damit schließt sich der Kreislauf. Aufbau und Regulationsmechanismen von Arterien: Arterien besitzen eine dicke Muskelschicht. Mit dieser können sie ihr Lumen verändern, sie können sich also weit oder eng stellen. Reguliert wird dies vom vegetativen Nervensystem. Windkesselfunktion: die großen herznahen Gefäße speichern die Energie, die sie beim Herzauswurf erreicht und geben sie in der Phase der Diastole wieder ab. So wird ein zwar pulsatiler, aber doch kontinuierlicher Blutfluss erreicht. Blutdruckregulation: Der Blutdruck wird vor allem über den Gefäßwiderstand reguliert. Wärmeregulation: Will der Körper Wärme abgeben, stellen sich Hautgefäße weit, die Haut wird gut durchblutet, Wärme geht verloren. Bei Kälte ziehen sich die Hautgefäße zusammen, die Haut wird schlecht durchblutet, somit kann der Körper unnötige Verluste nach außen verhindern. Umverteilung des Blutflusses zu lebenswichtigen Organen: besteht eine Notsituation, zum Beispiel bei hohem Blutverlust, kann der Körper durch die Regulation der Weite einzelner Gefäße das Blut zu den lebenswichtigen Organen wie Gehirn, Herz und Lunge umleiten. (Auch Blut fließt immer den Weg des geringsten Widerstandes.) Das Blutkapillarnetz und Lymphsystem: Das Blutkapillarnetz ist der Ort des Stoffaustausches ins Gewebe. Hier wird die Lymphe ins Gewebe ausgepresst. Die Lymphe umspült die Körperzellen. Man bezeichnet sie daher auch als Zwischenzellflüssigkeit = Gewebsflüssigkeit. Mit ihr erfolgt der Stoffaustausch der Körperzellen. Ihre Zusammensetzung entspricht fast der des Blutes, lediglich Blutzellen und Proteine schaffen den Weg durch die Kapillarwand nicht. Ein großer Teil der Lymphe wird von den Kapillaren wieder aufgenommen. Der Rest wird in sogenannten Lymphgefäßen gesammelt und schließlich wieder ins Blut zurückgeleitet. In die Lymphgefäße eingeschaltet sind Lymphknoten. Sie dienen als biologische Filter und fangen Fremdkörper, Krankheitserreger und Zelltrümmer ab. Ebenfalls Teil unseres Lymphsystems sind die lymphatischen Organe. Sie spielen ebenfalls eine wichtige Rolle für unser Immunsystem. (siehe Immunsystem) Aufbau und Bedeutung der Venen: Bei Venen handelt es sich um dünnwandige Gefäße. Venenklappen stellen sicher, dass Blut nur in eine Richtung strömen kann. Venen sind sehr dehnbar und im Ruhezustand kann in ihnen sehr viel Blut gespeichert werden, man spricht von der Blutspeicherfunktion. → Beim langen Stehen „versackt“ das Blut in den Beinen und gelangt nicht mehr ausreichend zum Herzen, es wird „schwarz vor den Augen“. In den Venen herrschen nur sehr niedrige Drücke und Druckgradienten. Der WEITERTRANSPORT VON BLUT IN DEN VENEN geschieht über folgende Mechanismen: Muskelpumpe: Durch Kontraktion der Muskulatur werden die Venen ausgepresst.  Pulswellen der Arterien: Venen liegen normalerweise in unmittelbarer Nähe zu Arterien. Die Pulswelle dieser sorgt auch für eine Druckwelle in der Vene. Ansaugen in den Brustraum und ins Herz: Im Rahmen der Einatmung wird ein Unterdruck im Thorax erzeugt, der nicht nur Luft in die Alveolen, sondern auch Blut Richtung Herz saugt. Auch das Herz selbst erzeugt während seiner Kammerkontraktion zusätzlich eine Sogwirkung. KRAMPFADERN = VARIZEN: Die Venenklappen sind defekt, der Vorwärtstransport des Blutes versagt, es staut sich in den Gefäßen. Der fetale Blutkreislauf: Der Gasaustausch (O2-Aufnahme und CO2-Abgabe) des Fetus erfolgt nicht in der Lunge, sondern über Plazenta und Nabelschnur. Sauerstoffarmes und CO2-reiches Blut wird von großen Körperarterien abgezweigt und mittels 2 Nabelschnurarterien zur Plazenta transportiert. Dort erfolgt der Gasaustausch mit dem mütterlichen Blut. Das kindliche Blut wird mit Sauerstoff angereichert, das vom Fetus produzierte CO2 hingegen wird in den mütterlichen Kreislauf abgegeben. Eine Nabelvene transportiert das sauerstoffreiche Blut schließlich wieder zurück in den fetalen Blutkreislauf, wo es über die Leber und über den DUCTUS VENOSUS in die untere Hohlvene mündet. Der DUCTUS VENOSUS stellt dabei einen Kurzschluss zur Umgehung der Leber dar. Da die Lunge des Feten noch keine Funktion besitzt, wird sie kaum durchblutet. Das Blut, welches von den Hohlvenen ins rechte Herz fließt, wird deshalb über 2 weitere Kurzschlüsse direkt in den Körperkreislauf umgeleitet: FORAMEN OVALE (=Loch zwischen den beiden Vorhöfen): Das mit Sauerstoff angereicherte Blut der unteren Hohlvene gelangt vom rechten direkt in den linken Vorhof und von dort weiter in den Körperkreislauf, vor allem in die Gefäße des oberen Körperabschnitts, inkl. des Gehirns. DUCTUS ARTERIOSUS (=Kurzschluss zwischen Aorta und Lungenarterie): Das sauerstoffarme Blut der oberen Hohlvene wandert durch den rechten Vorhof und die rechte Herzkammer hindurch und wird zunächst noch in die Lungenarterie ausgeworfen. Erst nach dem Abgang der Hirngefäße wird das Blut der Lungenarterie schließlich über den Ductus Arteriosus in die AORTA umgeleitet und vermischt sich dort mit dem sauerstoffreicheren Blut der unteren Hohlvene. (Durch dieses gefinkelte Kurschlusssystem wird sichergestellt, dass vor allem das Gehirn ausreichend Sauerstoff erhält, der untere Körperabschnitt kommt auch mit weniger Sauerstoff zurecht.) INSGESAMT BESITZT DER FETUS ALSO 3 KURZSCHLÜSSE: DUCTUS VENOSUS; FORAMEN OVALE und DUCTUS ARTERIOSUS. Veränderungen des Blutkreislaufes unmittelbar nach der Geburt: Mit dem ersten Atemzug des Kindes kommt es zur schlagartigen Erweiterung der Lungengefäße. Die Lunge wird plötzlich gut durchblutet. Als Folge davon fließt nun erstmals reichlich Blut über die Lungenvenen in den linken Herzvorhof. Der dadurch bedingte steigende Druck im linken Vorhof bewirkt jetzt den Verschluss des Foramen ovale. Innerhalb von 2-3 Tagen verschließt sich auch der Ductus arteriosus. ((Ursächlich dafür sind Hormone und der nun sehr viel höhere Sauerstoffgehalt des Blutes))  Blut Zusammensetzung des Blutes: Ein Erwachsener besitzt ca. 5-6 Liter Blut. Zelluläre Bestandteile Blutplasma = ca. 55-60% Rote Blutkörperchen = Erythrozyten Serum (=Plasma ohne Fibrinogen) Weiße Blutkörperchen = Leukozyten Fibrinogen → Blutgerinnung Blutplättchen = Thrombozyten Hämatokrit = prozentueller Anteil zellulärer Bestandteile am Blut. Normalwert ca. 40-45%. Blutplasma: Das Blutplasma besteht zu 90% aus Wasser. Zusätzlich enthält es Gerinnungsfaktoren → dienen der Blutgerinnung Antikörper → wichtiger Teil des Immunsystems Albumin → von der Leber gebildetes Eiweiß, das den kolloidosmotischen Druck aufrecht hält. Hormone → dienen der Kommunikation von Zellen untereinander Enzyme → ermöglichen den Ablauf chemischer Reaktionen Glucose zahlreiche Elektrolyte Abfallprodukte (z.B. Harnstoff) Fette (z.B. Cholesterin) usw...... Die Blutbildung: Die Bildung der zellulären Blutbestandteile findet vorwiegend im Knochenmark statt. Lediglich ein Teil der Leukozyten wird in den lymphatischen Organen gebildet. Dabei gehen alle Blutzellen auf gemeinsame Stammzellen zurück. Im Rahmen der Teilung dieser Stammzellen spezialisieren sich diese immer mehr, zunächst zu Vorläuferzellen und schließlich zu den „Endstufen“. Gesteuert wird die Zellteilung von Wachstumsfaktoren, einer davon ist das Erythropoetin (=EPO, bekanntes Dopingmittel, das die Bildung roter Blutkörperchen anregt). Im Rahmen dieser Differenzierung geht der Zellkern und die Teilungsfähigkeit der Erythrozyten und Thrombozyten verloren, sodass sich diese nur aus Stammzellen nachbilden können. Erythrozyten: Erythrozyten sind kernlose, scheibenförmige, in der Mitte eingedellte Zellen. Sie sind sehr gut verformbar, sodass sie sich selbst durch die feinen Kapillaren noch durchquetschen können.  Sie besitzen eine semipermeable Membran, sie sind also für manche Stoffe wie Wasser frei durchgängig, für andere Stoffe, wie große Eiweiße, nicht. Wichtigster Bestandteil der Erythrozyten ist das Hämoglobin. Dieses bindet große Mengen an Sauerstoff und ermöglicht dabei die Hauptfunktion der Erythrozyten: DEN SAUERSTOFFTRANSPORT. Der Sauerstoff geht dabei eine Reaktion mit den Eisen- Ionen des Hämoglobins ein. Erythrozytenabbau: Die Lebenszeit der Erythrozyten beträgt 4 Monate, dann werden sie von Leber und Milz abgebaut. Das frei werdende Eisen wird dabei vom Körper gespeichert und wiederverwertet. Der frei werdende Farbstoff des Hämoglobins wird zu Bilirubin weiterverarbeitet und über die Galle ausgeschieden. GELBSUCHT=IKTERUS: überschüssiges Bilirubin im Körper, das die Haut und Skleren der Augen gelb verfärbt. z.B. bei übermäßigem Abbau roter Blutkörperchen oder bei Leberfunktionsstörungen. Die Blutgruppen: Auf der Oberfläche der Erythrozyten sitzen Moleküle, die ihnen die „Blutgruppenmerkmale“ verleihen. In Summe gibt es Dutzende verschiedener Blutgruppensysteme, am wichtigsten sind jedoch das ABO-System und das RHESUS-SYSTEM. ABO-SYSTEM: Es gibt 2 Blutgruppenmerkmale: A und B. Je nachdem, welche davon auf den Erythrozyten zu finden sind, unterscheidet man 4 mögliche Blutgruppen: Blutgruppe A → Merkmal A Blutgruppe B → Merkmal B Blutgruppe AB → beide Merkmale Blutgruppe 0 → keines der beiden Merkmale Gleichzeitig findet man im Blutplasma Antikörper gegen die nicht vorhandenen Blutgruppenmerkmale. Diese Antikörper werden bei jedem Menschen bereits in der frühen Kindheit gebildet. Sie führen zu schweren Unverträglichkeitsreaktionen, wenn man nicht kompatible Blutkonserven verabreicht. (Blutkonserven enthalten nur Erythrozyten, kein Blutplasma und damit auch keine Antikörper.) Blutgruppe A → Anti-B Blutgruppe B → Anti A Blutgruppe 0 → AntiA + AntiB Blutgruppe AB → keine Antikörper. Demnach ist ein Mensch, der keine Antikörper besitzt, beim Erhalten von Blutkonserven klar im Vorteil, es kommt zu keiner Unverträglichkeit. =BLUTGRUPPE AB = UNIVERSALEMPFÄNGER. Umgekehrt ist eine Blutkonserve ohne Blutgruppenmerkmale auf der Erythrozytenoberfläche optimal. Auch hier kann es zu keiner Antigen-Antikörper-Reaktion kommen. = BLUTGRUPPE 0=UNIVERSALSPENDER. RHESUS-SYSTEM: Tragen Erythrozyten auf ihrer Oberfläche das Rhesusmerkmal Antigen D, spricht man von Rhesus-positiven Personen, dies betrifft die Mehrheit unserer Bevölkerung. Ist dieses Antigen nicht vorhanden, spricht man von Rhesus-negativen Personen. Im Gegensatz zum ABO-System werden Antikörper gegen den Rhesusfaktor erst dann gebildet, wenn eine Rhesus-negative Person bereits einmal Kontakt mit Rhesus-positivem Blut gehabt hat. Dies kann sein im Rahmen einer Geburt (Rhesus-negative Mutter bei Rhesus-positivem Kind) oder wenn vorher bereits einmal eine Blutkonserve gegeben wurde. Ein Problem besteht also nur dann, wenn: die betroffene Person selbst Rhesus-negativ ist UND bereits Kontakt zu Rhesus-positivem Blut hatte. Um die Bildung von Antikörpern zu verhindern, kann man nach einer Geburt bei Rhesus-negativer Mutter und Rhesus-positivem Kind ein Medikament spritzen = Anti-D. Dabei handelt es sich um Antikörper gegen die Rhesus-Merkmale. Die wenigen kindlichen Blutzellen, die in den Kreislauf der Mutter gelangen, werden so sofort zerstört. Das Immunsystem erhält also gar nicht erst die Gelegenheit, eigene Antikörper zu bilden. Thrombozyten: Thrombozyten sind kernlose Plättchen, die ebenfalls im Knochenmark gebildet werden. Sie haben eine Lebenszeit von ca. 10 Tagen und werden anschließend in Milz und Leber wieder abgebaut, sofern sie nicht schon früher verbraucht werden. Ein Teil der Thrombozyten sind in der Milz gespeichert und werden bei Bedarf ausgeschüttet. Die Bedeutung der Thrombozyten liegt in der Blutstillung. Die Blutstillung: Sie besteht aus 2 Phasen: 1. Zelluläre Gerinnung: ◦ Gefäßreaktion ◦ Aktivierung der Thrombozyten ◦ Bildung eines Blutplättchenpfropfes = Thrombozytenaggregation Wenn ein Blutgefäß verletzt wird, kommt es zunächst zu einer Kontraktion der Gefäßmuskulatur und damit zur Verengung des Blutgefäßes. Das nun freiliegende Endothel führt zu einer Anlagerung und Aktivierung der Thrombozyten. Das Resultat ist ein Verschluss der Leckage durch einen Thrombozytenpfropf. Für die Anlagerung und Funktionsfähigkeit der Thrombozyten ist der Von-Willebrand- Faktor notwendig. Er verbindet die Thrombozyten mit der Gefäßwand. 2. Plasmatische Gerinnung: ◦ Verfestigung und Stabilisierung des Blutplättchenpfropfes Der nächste Schritt ist die Verfestigung des Thrombozytenpfropfes. Im Blutplasma schwimmen zahlreiche Gerinnungsfaktoren. Diese werden nun in einer Gerinnungskaskade nach und nach aktiviert. Eine ganz wichtige Rolle in dieser Kaskade  spielt auch Calcium. Am Ende der Gerinnungskaskade steht das Fibrinogen, das in seine aktive Form Fibrin umgewandelt wird. Das Fibrin verbindet die Thrombozyten untereinander. Fibrinolyse: Jedes Blutgerinnsel wird vom Körper auch wieder abgebaut. Dieser Vorgang wird als Fibrinolyse bezeichnet. Hemmstoffe der Gerinnung: Damit die Blutgerinnung reguliert werden und eine überschießende Gerinnungsreaktion vom Körper verhindert werden kann, sind im Blut auch Gegenspieler vorhanden, die gerinnungshemmend wirken. Dazu gehören z.B. das Antithrombin, Protein C und S. Bei manchen Menschen sind diese Gerinnungshemmer vermindert, es kommt zur erhöhten Thrombosegefahr. (Thrombose = Verschluss eines Gefäßes durch Blutgerinnsel.) Man kann die Gerinnung auch künstlich hemmen, indem man die Thrombozytenfunktion oder die plasmatische Gerinnung medikamentös unterbindet. Dies wird immer dann benötigt, wenn die Gefahr besteht, dass sich ein (meist schon geschädigtes) Gefäß durch eine Thrombose verschließt. Leukozyten (siehe Immunsystem) Die weißen Blutkörperchen bilden einen wichtigen Bestandteil unseres Immunsystems. Das Blut dient ihnen dabei lediglich als Transportmedium. Sie besitzen die Fähigkeit, ins Gewebe auszuwandern und dort Fremdstoffe und Erreger zu bekämpfen. Man unterscheidet 3 Gruppen an Leukozyten, welche unterschiedliche Aufgaben erfüllen: Granulozyten: ◦ NEUTROPHILE GRANULOZYTEN: Abwehr von BAKTERIEN und Entstehung von EITER ◦ EOSINOPHILE GRANULOZYTEN: Abwehr von PARASITEN, wie zum Beispiel Würmer. An ALLERGIEN wesentlich beteiligt. ◦ BASOPHILE GRANULOZYTEN: ALLERGISCHE REAKTIONEN!, ENTZÜNDUNGSREAKTION mit Histamin- und Heparinausschüttung; Parasitenbekämpfung LYMPHOZYTEN: VIRUSINFEKTIONEN ◦ B-Lymphozyten ◦ T-Lymphozyten ◦ Natürliche Killerzellen MONOZYTEN = Vorläufer der MAKROPHAGEN = Fresszellen  Harnsystem Zum Harnsystem zählen: 2 Nieren 2 Harnleiter: sie verbinden die beiden Nieren mit der Harnblase Harnblase: der Harn wird gesammelt und schließlich über die Harnröhre ausgeschieden. Harnröhre Die Niere: LAGE und ANATOMIE: Die Nieren sind bohnenförmig und liegen beidseits retroperitoneal zwischen Hinterwand des Bauchfells und Rückenmuskulatur. Sie sind von einer Fettkapsel bedeckt und zum größten Teil von den Rippen geschützt. Auf ihnen sitzen kappenförmig die Nebennieren. Diese werden zu den Hormondrüsen gezählt. Die Niere besteht aus dem Nierenbecken, einem Hohlsystem im inneren der Niere, einem Nierenparenchym und der außen gelegenen Nierenkapsel. Vom Nierenbecken entspringt der Harnleiter, der den Harn Richtung Harnblase weiterbefördert. Die Niere zählt zu den am besten durchbluteten Organen unseres Körpers. Sie reagiert sehr empfindlich auf Krankheiten und Medikamente und kann dabei häufig mit geschädigt werden. Das NEPHRON = die funktionelle Einheit der Niere: Nephrone sitzen im Nierenparenchym. Hier erfolgt die Hauptaufgabe der Niere, die Harnproduktion und -modifikation. Das Nephron besteht wiederum aus: einem Nierenkörperchen und einem Kanalsystem = Tubulussystem. Das Nierenkörperchen besteht aus einem Knäuel aus Kapillargefäßen =Glomerulum, welches von einer Kapsel (=Bowmanscher Kapsel) umgeben ist. Aus diesen Kapillargefäßen wird Flüssigkeit gepresst = Primärharn. Der Primärharn ähnelt sehr stark dem Blutplasma, enthält jedoch keine großen Moleküle. Diese bleiben, sofern die Kapillaren des Nierenkörperchens intakt sind, in den Kapillargefäßen zurück. (z.B. Albumin) Der aus den Gefäßen gepresste Primärharn wird schließlich vom Nierenkörperchen weiter ins Tubulussystem geleitet. Dort wird der Harn weiter modifiziert, das bedeutet, dass harnpflichtige Substanzen, wie zum Beispiel Harnstoff, aktiv über die Tubuluswände in den Harn abgegeben werden und umgekehrt zahlreiche Elektrolyte und auch sehr viel Wasser aus dem Harn wieder zurück ins Blut transportiert wird. Die Kapillarknäuel des Glomerulums formen sich wieder zu größeren Blutgefäßen und begleiten den Tubulusapparat, um den eben beschriebenen intensiven Austausch an Substanzen zu gewährleisten. Vom Tubulusapparat mündet der Harn in die SAMMELROHRE, welche wiederum ins Nierenbecken münden. In den Sammelrohren wird nochmals über Wasserkanäle Wasser rückresorbiert, also zurück in den Körper aufgenommen. Insgesamt wird täglich ca. 160 Liter Primärharn gebildet, was die Wichtigkeit des Tubulusapparates und der Sammelrohre unterstreicht. Aufgaben der Niere: Ausscheidung von Stoffwechselendprodukten, die für den Körper wertlos oder schädlich sind, z.B. der beim Proteinstoffwechsel anfallende Harnstoff. HORMONPRODUKTION: ◦ RENIN: hilft bei der Regelung des Salz- und Wasserhaushaltes ◦ ERYTHROPOETIN: stimuliert die Bildung von Erythrozyten Menschen mit einer schweren Beeinträchtigung der Nierenfunktion leiden deshalb meistens unter ANÄMIE = Blutarmut. Erhaltung der HOMÖOSTASE = Gleichgewicht des Körpers durch Regelung des: ◦ WASSERHAUSHALTES ◦ ELEKTROLYTHAUSHALTES ◦ pH-WERTES Alle drei Faktoren müssen in sehr engen Grenzen konstant gehalten werden. Harnblase: Die Harnblase ist ein aus glatter Muskulatur bestehendes Hohlorgan mittig im Unterbauch. Sie erhält Harn aus den beiden Harnleitern. Gegen die Harnröhre ist sie mit einem Schließmuskel abgedichtet. Harnblasenentleerung: Die Blasenentleerung kann willkürlich ausgelöst werden und läuft im Anschluss reflektorisch ab. Die glatte Muskulatur der Harnblase kontrahiert. Gleichzeitig erschlafft der Schließmuskel. Harnröhre: Sie ist bei Frauen sehr kurz (ca. 4cm), bei Männern (ca. 20cm) deutlich länger. Aufsteigende Keime müssen also bei Frauen einen wesentlich kürzeren Weg zurücklegen, weshalb die Blasenentzündung ein typisches „Frauenleiden“ ist. ALSO: Der Weg, den der Harn zurücklegt: Nierenkörperchen-> Tubulusapparat → Sammelrohre → Nierenbecken → Harnleiter → Harnblase → Harn(samen)röhre. STEINLEIDEN- DIE NIERENKOLIK:Im Nierenbecken können sich Nierensteine bilden und dort lange Zeit, ohne Beschwerden zu verursachen, verweilen. Gelangt jedoch ein Nierenstein in den Harnleiter, kann es sein, dass er diesen dünnen Schlauch verstopft. Der Harn staut sich in die Niere zurück und die Harnwege verkrampfen sich in einem Versuch, den Harn doch noch loszuwerden. Es kommt zu massiven wellenförmigen Schmerzen. Wird das Problem nicht behoben, kann es zum Nierenversagen kommen. Der Wasserhaushalt: Der Wassergehalt unseres Körpers hängt vom Alter und vom Geschlecht ab. Er beträgt in etwa 60% beim erwachsenen Mann und 55% bei der erwachsenen Frau, da Frauen einen etwas höheren Fettgewebsanteil besitzen. Kinder, v.a. Säuglinge haben bis zu 75% Körperwasser, alte Menschen deutlich weniger, bis zu 50%. Flüssigkeitskompartimente unseres Körpers: 2/3 des Gesamtkörperwassers finden wir in den Zellen = intrazellulär 1/3 sind extrazellulär zu finden ◦ ¾ davon sind Gewebsflüssigkeit ◦ ¼ davon findet man in den Blutgefäßen einen sehr kleinen Anteil bildet die Transzellulärflüssigkeit. Dazu gehören z.B. das Kammerwasser der Augen, die Rückenmarksflüssigkeit, die Gelenksflüssigkeit oder die minimalen Flüssigkeitsfilme zwischen den beiden Pleurablättern bzw. Perikard u. Epikard. Wassereinfuhr und -ausfuhr: Die Aufnahme von Wasser erfolgt über den Verdauungsapparat oder künstlich über Infusionen. Dem Körper geht Wasser über mehrere Wege wieder verloren: Stuhl über die Haut durch Verdunstung und Schwitzen beim Atmen durch das Anfeuchten der Atemluft Ausscheidung über die Nieren. Regulation des Wasserhaushaltes: Sowohl die Wasseraufnahme als auch die Wasserabgabe über Stuhl, Haut und Atmung unterliegen sehr starken Schwankungen. Der Körper muss jedoch seinen Wassergehalt in engen Grenzen konstant halten, da es sonst zum Anschwellen oder Austrocknen von Zellen kommen würde und damit zu erheblichen Funktionseinschränkungen bis zum Zelltod. Die Niere kann die Ausscheidungsmenge je nach Bedarf anpassen. Dies geschieht unter anderem durch das Antidiuretische Hormon = ADH. Es wird vom Gehirn bei Wassermangel ausgeschüttet und bewirkt den Einbau von Wasserkanälen in die Sammelrohre und erhöht konsekutiv die Wasserrückresorption. Das von der Niere gebildete RENIN steigert die Produktion eines weiteren Hormones: das Aldosteron. Dieses wird in der Nebenniere gebildet und hat als Aufgabe die Aufrechterhaltung eines konstanten Elektrolythaushaltes. Durch die Rückaufnahme zahlreicher Ionen bewirkt dieses Hormon gleichzeitig eine passive Rückresorption von Wasser. („Mitziehen“ von Wasser bedingt durch den osmotischen Druck der Ionen) Der pH-Wert: Damit unsere Enzyme funktionieren, muss der pH-Wert in sehr engen Grenzen konstant gehalten werden. Das Blut ist dabei leicht basisch mit einem Wert von 7,4. Um diesen konstanten Wert zu erreichen, besitzt unser Körper zahlreiche Puffermöglichkeiten: (PUFFER= SUBSTANZ, DIE EINEN PH-WERT ÜBER WEITE STRECKEN KONSTANT HALTEN KANN.) PROTEINE PHOSPHATPUFFER CO2-BICARBONAT-PUFFER Während der Phosphatpuffer eher für intrazellulär eine Rolle spielt, ist der wichtigste Puffer für das Blut das CO2-Bicarbonat-System. Der CO2- HCO3- - Puffer: CO2 und HCO3- sind eng miteinander verbunden: CO2 + H20 → HCO3- + H+. Mit anderen Worten: CO2 verbindet sich mit Wasser und wird dadurch zu Bicarbonat, wobei ein Wasserstoffatom dabei frei wird. CO2 ist sauer. HCO3- ist die dazugehörige Base. Je nachdem, in welche Richtung das Gleichgewicht verschoben ist, wandeln sich die beiden ständig ineinander um. Der große Vorteil dieses Puffersystems ist, dass der Körper sowohl Bicarbonat als auch CO2 sehr einfach ausscheiden und damit regulieren kann. Die beiden Hauptorgane zur Regulation des pH-Wertes sind: Lunge: überschüssiges CO2 wird abgeatmet. Durch Steigerung des Atemaufwandes kann mehr CO2 losgeworden werden und das Blut wird basischer. Eine Abnahme der Atmung hingegen funktioniert aufgrund des Sauerstoffbedarfes des Körpers nur bedingt. Anpassungsvorgänge über die Atmung sind innerhalb von Sekunden möglich. Niere: Die Niere scheidet neben Wasser auch zahlreiche Elektrolyte aus, unter anderem auch Bicarbonat. Durch eine Änderung des Ausmaßes der Bicarbonat-Ausscheidung kann der pH-Wert reguliert werden. Es handelt sich dabei um ein längerfristiges Kompensationsmodell, das erst nach wenigen Tagen greift.  Fortpflanzungssystem Geschlechtsorgane der Frau: INNERE GESCHLECHTSORGANE ◦ Eierstöcke = Ovarien ◦ Eileiter ◦ Gebärmutter = Uterus ◦ Scheide = Vagina ÄUSSERE GESCHLECHTSORGANE ◦ Scheidenvorhof ◦ Klitoris ◦ Schamlippen Eierstöcke = Ovarien: Sie liegen am seitlichen Rand des kleinen Beckens. Hier reifen befruchtungsfähige Eizellen heran, sie stellen also die Keimdrüsen des weiblichen Geschlechts dar. Die Ovarien fungieren auch als Hormondrüsen, sie produzieren Östrogene und Gestagene (=Progesteron). Eileiter: Die beiden Eileiter dienen als Verbindung zwischen Uterus und Eierstöcken. Sie sind an ihrem Ende zu einem Wimperntrichter erweitert, der zur Bauchhöhle hin offen ist. Dieser legt sich um die Ovarien und nimmt die Eizelle auf. Im Inneren sind die Eileiter von einem Flimmerepithel ausgekleidet, welches die Eizelle Richtung Uterus bewegt. Im Eileiter findet auch die Befruchtung der Eizelle statt. EILEITERSCHWANGERSCHAFT: die befruchtete Eizelle nistet sich im Eileiter ein und entwickelt sich dort. Entfernt man diese nicht rechtzeitig, kommt es zum Platzen des Eileiters. BAUCHHÖHLENSCHWANGERSCHAFT: die Eizelle nistet sich außerhalb der Geschlechtsorgane in der Bauchhöhle ein. In beiden Fällen muss die Schwangerschaft beendet werden, da ansonsten absolute Lebensgefahr für die Mutter besteht. Gebärmutter = Uterus: Es handelt sich um einen birnenförmigen und birnengroßen Hohlmuskel, welcher zentral im Unterbauch zwischen Harnblase und Darm liegt. Er dient der Einnistung und Ernährung einer befruchteten Eizelle und während der Schwangerschaft auch dem Schutz des Fetus. Seine kräftige Muskulatur erlaubt durch Wehen schließlich auch die Austreibung des Kindes. Der Uterus besteht aus dem breiteren Anteil = Gebärmutterkörper und verjüngt sich nach unten Richtung Scheide = Gebärmutterhals = Cervix. Mittels innerem und äußerem Muttermund ist er gegen die Vagina beinahe geschlossen. Zusätzlich ist die Zervix von einem zähen Schleimpfropf verschlossen. Dieser wird nur einmal im Zyklus während der Ovulation dünnflüssig, um ein Durchwandern der Spermien zu ermöglichen. Während der Schwangerschaft dehnt sich der Gebärmutterkörper massiv aus, der Gebärmutterhals, welcher aus straffem Bindegewebe besteht, bleibt eng und verhindert den vorzeitigen Abgang des Kindes. Erst im Rahmen der Geburt verkürzt er sich, um sich schließlich völlig zurückzuziehen und der Gebärmuttermund öffnet sich gegen die Vagina. Schichten der Uteruswand: ENDOMETRIUM = Schleimhaut des Uterus. Sie baut sich im Rahmen des Menstruationszyklus auf und dient der Ernährung einer frisch eingenisteten befruchteten Eizelle. Geschieht dies nicht, wird sie am Zyklusende abgestoßen. MYOMETRIUM = mittlere Schicht, Muskelschicht des Uterus. Ort der Wehentätigkeit. PERIMETRIUM = Peritonealüberzug des Uterus. Scheide = Vagina: Es handelt sich um einen dehnbaren Muskelschlauch, welcher die Verbindung zwischen Uterus und äußeren Geschlechtsorganen herstellt. Sie bildet im Rahmen der Geburt den Geburtskanal. Auch die Scheidenschleimhaut unterliegt zyklischen Schwankungen. Die Vagina ist mit Döderlein- Bakterien besiedelt, die durch Abbau von Zucker in Milchsäure ein saures Milieu entstehen lassen, welches vor aufsteigenden bakteriellen Infektionen schützt. Äußere Geschlechtsorgane = VULVA: Von außen sichtbar sind die kleinen und großen Schamlippen. Zwischen den kleinen Schamlippen liegt der Scheidenvorhof. In diesen münden Harnröhre und Scheide. Er enthält zudem zahlreiche Drüsen, deren Sekret den Scheidenvorhof feucht halten. Die großen Schamlippen umschließen vorne die Klitoris. Anatomie des weiblichen Beckens: Beckenorgane der Frau: INNERE GESCHLECHTSORGANE ◦ OVARIEN ◦ EILEITER ◦ GEBÄRMUTTER ◦ VAGINA HARNBLASE REKTUM Intra- oder extraperitoneal? Die Eierstöcke und Eileiter liegen gänzlich intraperitoneal. (siehe Bauchhöhlenschwangerschaft) Die Gebärmutter ist zum größten Teil von Peritoneum bedeckt, der Gebärmutterhals liegt jedoch bereits außerhalb der Bauchfellhöhle. Alle anderen Beckenorgane (Harnblase mit Harnröhre, Vagina und Rektum) liegen SUBPERITONEAL = unterhalb der Bauchfellhöhle. DOUGLASRAUM = Spalt zwischen Uterus und Rektum = tiefster intraperitonealer Punkt der Bauchhöhle. Hier sammelt sich bei Pathologien Flüssigkeit an, da diese der Schwerkraft folgt. Menstruationszyklus: MENARCHE = Beginn der Monatsblutungen (mit 12-15 Jahren) MENOPAUSE = Ende der Monatsblutungen ( mit ca. 50 Jahren) Der Menstruationszyklus wird hormonell gesteuert und dient dazu, eine Eizelle reifen zu lassen und anschließend optimale Bedingungen im Uterus zu schaffen, um das Einnisten der befruchteten Eizelle zu ermöglichen. Die Zyklusdauer einer Frau ist individuell stark unterschiedlich und beträgt ca. 25-35 Tage. In den ersten zwei Wochen des Zyklus baut sich in der Gebärmutter die Schleimhaut auf, sie wird bedeutend dicker. Gleichzeitig kommt es in einem der beiden Ovarien zur Reifung einer Eizelle bis hin zum Eisprung = Ovulation. Die beiden Ovarien wechseln sich in der Regel ab, sodass jedes Monat nur eine Eizelle befruchtungsfähig wird. Nach der Ovulation bleibt eine Eizelle bis zu 24 Stunden befruchtungsfähig. Sie wird vom Wimperntrichter des Eileiters aufgenommen und Richtung Uterus transportiert. In der zweiten Zyklushälfte bildet sich aus den übrig bleibenden Keimzellen in den Ovarien der Gelbkörper, der mittels Progesteronproduktion ein vorzeitiges Abbauen der Gebärmutterschleimhaut verhindert. Diese wiederum bildet zahlreiche Drüsen, welche Sekrete produzieren, die die Schleimhaut auf die Auf