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B978-3-437-48043-0.00003-0

10.1016/B978-3-437-48043-0.00003-0

978-3-437-48043-0

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Durchschnittliche Herzfrequenzen und Herzminutenvolumen in unterschiedlichen Lebensabschnitten

Tab. 3.1
Alter Herzfrequenz Herzminutenvolumen
Neugeborene ca. 140 Schläge/min ca. 200 ml
Säuglinge ca. 120 Schläge/min ca. 410 ml
Erwachsene 60 bis 80 Schläge/min ca. 5 l

Blutgruppen des AB0-Systems. Antigene auf den Erythrozyten und Antikörper im Plasma der verschiedenen Blutgruppen sowie Häufigkeit des Vorkommens in Mitteleuropa

Tab. 3.2
Blutgruppe Antigene auf den Erythrozyten Antikörper im Plasma Häufigkeit in Mitteleuropa (%)
A A Anti-B 44
B B Anti-A 10
AB A und B kein 4
0 kein Anti-A und Anti-B 42

Aufgaben des Blutes

Tab. 3.3
Blutbestandteil Aufgabe
Erythrozyten
  • Sauerstofftransport am Hämoglobin (3.2.8)

  • Blutgruppenantigene auf den Erythrozyten (3.1.4)

Leukozyten Immunabwehr
Thrombozyten Blutstillung und Blutgerinnung
Blutplasma
  • Nährstofftransport (Glukose, Aminosäuren, Fettsäuren)

  • Kohlendioxidtransport (physikalisch gelöst als HCO3-, 3.2.8 und 3.9.2)

  • Lösungsmedium für Salze (Ca2+, K+, Na+, Cl, 3.9), Bluteiweiße, Hormone und Blutgerinnungsfaktoren

  • Pufferfunktion (Einstellung des pH-Wertes, 3.9.3)

Durchschnittliche Atemfrequenzen, Atemzugvolumen und Atemminutenvolumen in unterschiedlichen Lebensabschnitten

Tab. 3.4
Alter Atemfrequenz Atemzugvolumen Atemminutenvolumen
Neugeborenes 40–60/min ca. 30 ml ca. 1,5 l
Säugling 30–40/min ca. 90 ml ca. 3 l
Schulkind 15–30/min ca. 220 ml ca. 3,5–6,5 l
Jugendliche und Erwachsene 12–20/min ca. 500 ml ca. 6–9,5 l

Zusammensetzung der Inspirations- und Exspirationsluft (Temp. 35 °C, relative Luftfeuchtigkeit 95 %)

Tab. 3.5
Molekül Inspirationsluft (Vol. %) Exspirationsluft (Vol. %)
Stickstoff (N2) 78 78
Sauerstoff (O2) 21 17
Kohlendioxid (CO2) 0,03 4,03
Edelgase 0,97 0,97

Transmitter und ihre Funktionen

Tab. 3.6
Transmitter Funktion
Acetylcholin neuromuskuläre Übertragung an der motorischen Endplatte, Übertragung parasympathischer Nervenimpulse im vegetativen Nervensystem
Dopamin Kontrolle emotionaler und geistiger Leistungen, Steuerung von Bewegungsabläufen, Katecholaminwirkung
Noradrenalin, Adrenalin Katecholaminwirkung, Übertragung sympathischer Nervenimpulse im vegetativen Nervensystem

Wichtige Rezeptoren im menschlichen Körper

Tab. 3.7
Gruppe Reaktion auf Lokalisation
chemische Rezeptoren (Chemorezeptoren)
  • Atemgase

  • pH-Wert

Atemzentrum, Aortenbogen, A. carotis
Druckrezeptoren (Barorezeptoren)
  • Blutdruck

  • Venendruck

  • Füllungszustand von Hohlorganen

  • Aortenbogen, A. carotis

  • Herzvorhof

  • Herzvorhof, Darm, Blase

Osmorezeptoren osmotischer Druck von Salzen Gehirn
α-Rezeptoren Adrenalin, Noradrenalin periphere Arteriolen
β1-Rezeptoren Adrenalin, Noradrenalin, Acetylcholin Reizbildungszentren und -weiterleitung am Herzen
β2-Rezeptoren Adrenalin, Noradrenalin, Acetylcholin Lunge, Gebärmutter

Funktionelle Gliederung des Nervensystems

Tab. 3.8
Animales Nervensystem Vegetatives Nervensystem
Motorisches System Sensorisches System Sensibles System Sympathikus Parasympathikus
Bewusste und unbewusste Innervation quergestreifter Muskulatur
  • Sehen

  • Hören

  • Riechen

  • Schmecken

  • Berührung

  • Schmerz

  • Temperaturempfinden

  • Abbau

  • Energieentladung

  • Aufbau/Erholung

  • Energiespeicherung

Wichtige Gehirnabschnitte und ihre ZwischenhirnThalamusMittelhirnMedulla oblongataKleinhirnHypothalamusHypophyseHirnStammGroßhirnGehirnAbschnitteBrücke, HirnAufgaben

Tab. 3.9
Abschnitt Funktionen
Großhirn
  • Psyche, Stimmung, Motivation

  • Bewegung

  • Sinneswahrnehmungen

  • Sensibilität

  • Sprache

Kleinhirn
  • Koordinierung von Bewegungen

  • Unbewusste Stütz- und Haltemotorik

Zwischenhirn
  • Thalamus

  • Hypothalamus

  • Hypophyse

  • Sensibles Integrationszentrum

  • Übergeordnetes Zentrum des autonomen Nervensystems, Steuerung des endokrinen Systems

  • Endokrine Drüse, Steuerung des endokrinen Systems

Hirnstamm
  • Mittelhirn und Brücke

  • Verlängertes Mark (Medulla oblongata)

  • Verbindung von Gehirn und Rückenmark, Schutzreflexe

  • Atemzentrum, Kreislaufzentrum, Brechzentrum

Wirkung von Sympathikus und Parasympathikus an verschiedenen Organen

Tab. 3.10
Organ Parasympathikus Funktion Sympathikus
Auge (3.4.2) Miosis Pupille Mydriasis
Bronchien (3.2.7) Bronchokonstriktion Durchmesser Bronchodilatation
vermehrte Sekretion Sekretion verminderte Sekretion
Haut (3.4.1) Blutgefäße Vasokonstriktion
Herz (3.1.1) Frequenzabnahme Frequenz Frequenzzunahme
Kraft Kraftzunahme
Erregbarkeit Erregungszunahme
langsamere Erregungsleitung Erregungsleitung schnellere Erregungsleitung
Koronargefäße Vasokonstriktion Vasodilatation
Magen-Darm-Trakt (3.6.1) Blutgefäße Vasokonstriktion
Tonussteigerung Peristaltik Tonusminderung
verminderte Sekretion Sekretion vermehrte Sekretion

Speicheldrüsen

Tab. 3.11
Drüse Lage Ausmündung
Glandula parotis Grube zwischen aufsteigendem Unterkieferast und dem äußeren Gehörgang Wangeninnenseite in Höhe der oberen Backenzähne
Glandula submandibularis Innenseite des Unterkiefers neben dem Zungenbändchen
Glandula sublingualis auf einer Muskelplatte des Mundbodens

Die Passagehindernisse der Speiseröhre

Tab. 3.12
Engstellen im Verlauf der Speiseröhre
1. Enge in Kehlkopfhöhe (Ringknorpel), engste Stelle
2. Enge in Höhe der pulsierenden Aorta
3. Enge beim Übertritt in den Zwerchfellschlitz

Zelltypen der NebenzellenMagenschleimhaut

Tab. 3.13
Zelltyp Produktion von …
Nebenzellen zähem, säurefestem Magenschleim, der die Schleimhaut überzieht und vor dem ätzenden Milieu optimal schützt
Hauptzellen Vorstufen von eiweißspaltenden Enzymen (Pepsinogen), die zum Schutz der Zellen erst im Mageninneren durch die Salzsäure aktiviert werden (Pepsin)
Belegzellen Salzsäure sowie dem „Intrinsic Factor“, einem Glykoprotein, das die Resorption von Vitamin B12 für die Blutbildung ermöglicht

Zelltypen des endokrinen SomatostatinInsulinGlukagonPankreas

Tab. 3.14
Zelltyp Hormon Funktion
A-Zellen Glukagon erhöht den Blutzuckerspiegel durch Glykogenabbau in der Leber
B-Zellen Insulin macht Zellmembranen durchlässiger für Zucker und erniedrigt den Blutzuckerspiegel durch erhöhte Aufnahme von Glukose in die Zellen
D-Zellen Somatostatin hemmt die Ausschüttung von Insulin und Glukagon

Anatomie und Physiologie

Jürgen Luxem

Andreas Lobmüller

(Kap. 3.6)
  • 3.1

    Herz, Kreislauf und Blut23

    • 3.1.1

      Herz23

    • 3.1.2

      Blutgefäße30

    • 3.1.3

      Kreislauf32

    • 3.1.4

      Blut36

    • 3.1.5

      Lymphatisches Gewebe40

  • 3.2

    Atmung41

    • 3.2.1

      Atemwege42

    • 3.2.2

      Lungenvolumina und Lungenkapazitäten45

    • 3.2.3

      Atemmuskulatur und Atemorgane47

    • 3.2.4

      Atemmechanik (Ventilation)48

    • 3.2.5

      Luftzusammensetzung49

    • 3.2.6

      Diffusionsvorgänge49

    • 3.2.7

      Atemregulation50

    • 3.2.8

      Sauerstoff- und Kohlendioxidtransport50

  • 3.3

    Nerven51

    • 3.3.1

      Nervenzellen52

    • 3.3.2

      Einteilung des Nervensystems54

    • 3.3.3

      Zentrales Nervensystem (ZNS)55

    • 3.3.4

      Peripheres Nervensystem (PNS)58

    • 3.3.5

      Vegetatives Nervensystem (VNS)59

  • 3.4

    Sinnesorgane60

    • 3.4.1

      Haut61

    • 3.4.2

      Auge62

    • 3.4.3

      Ohr63

  • 3.5

    Stütz- und Bewegungsapparat64

    • 3.5.1

      Aufbau eines Röhrenknochens64

    • 3.5.2

      Knochenverbindungen65

    • 3.5.3

      Das menschliche Skelett66

    • 3.5.4

      Muskulatur71

  • 3.6

    Verdauung und Abdomen73

    • 3.6.1

      Verdauungsorgane73

    • 3.6.2

      Abdominalorgane81

  • 3.7

    Harnorgane, Nebenniere und männliche Geschlechtsorgane84

    • 3.7.1

      Harnsystem85

    • 3.7.2

      Nebenniere88

    • 3.7.3

      Männliche Geschlechtsorgane88

  • 3.8

    Weibliche Geschlechtsorgane und Schwangerschaft91

    • 3.8.1

      Weibliche Geschlechtsorgane und Sexualhormone91

    • 3.8.2

      Schwangerschaft und Geburt95

  • 3.9

    Stoffwechsel, Wasser- und Elektrolythaushalt und Säure-Basen-Haushalt99

    • 3.9.1

      Stoffwechsel (Metabolismus)100

    • 3.9.2

      Wasser- und Elektrolythaushalt100

    • 3.9.3

      Säure-Basen-Haushalt103

Herz, Kreislauf und Blut

AnatomieHerz und Blutgefäße ermöglichen die Zirkulation des Blutes im Organismus; gemeinsam bilden sie das Herz-Kreislauf-System. Mit dem Blut werden Sauerstoff und Kohlendioxid (3.2), Nährstoffe und zahlreiche andere für die Aufrechterhaltung der Körperfunktionen notwendige Stoffe (z. B. Enzyme, Hormone, Zellen der Immunabwehr) im Körper transportiert.Physiologie

Herz

Das Herz (HerzCorCor) ist eine „dauerhafte Pumpe“. Es schlägt 60- bis 100-mal pro Minute; das sind ca. 120 000 Schläge pro Tag und annähernd 43 Millionen Schläge im Jahr. In einem ganzen Leben schlägt das Herz etwa 3,2 Milliarden Mal. Das Herz, ein muskulöses Hohlorgan mit vier Kammern, treibt durch seine Pumparbeit den Blutfluss im Gefäßsystem an. Die Herzklappen regeln dabei die Richtung der Blutströmung.
Lage, Aussehen, Größe, Gewicht
Lage
Das Herz (Abb. 3.1) liegt zwischen den beiden Lungenflügeln im Brustkorb (Thorax). Dieser Raum wird als Mittelfellraum (Mediastinum) Mediastinumbezeichnet. Im Mediastinum liegen weitere Strukturen:
  • Luftröhre (Trachea, 3.2.1)

  • Speiseröhre (Ösophagus, 3.6.1)

  • Körperhauptschlagader (Aorta, 3.1.3)

  • Lungenblutgefäße (Pulmonalarterien und -venen, 3.1.3)

  • Diverse Nerven (z. B. N. vagus, 3.3.4)

Innerhalb des Mediastinums ist das Herz nach links verlagert. Daher besteht die linke Lungenhälfte (Abb. 3.14) auch nur aus zwei Lungenlappen, die rechte Lungenhälfte dagegen aus drei (3.2.3). Das Mediastinum ist vorn vom Brustbein (Sternum), hinten von der Wirbelsäule und unten vom Zwerchfell begrenzt; zwischen diesen Strukturen liegt das Herz.
Aussehen
In der Form gleicht das Herz einem Kegel (Abb. 3.1). Das obere Ende wird dabei als Herzbasis (Basis cordis) und das untere als Herzspitze (Apex cordis) bezeichnet. Die anatomischen Herzachsen beschreiben die genaue Lage des Herzens im Brustkorb. Die wichtigste Achse verläuft längs von der Herzbasis zur Herzspitze und reicht von hinten oben rechts nach vorne unten links.
Größe
Die Größe des Herzens ist von verschiedenen Faktoren wie Trainingszustand, Alter und Gesundheit abhängig. Als Faustregel gilt, dass das Herz etwa die Größe einer Faust hat. Bei Sportlern vergrößert es sich durch Zunahme des Muskelgewebes.
Gewicht
Das Herz wiegt zwischen 250 und 400 g und macht etwa 0,4 bis 0,5 % des Gesamtkörpergewichts aus.
Aufbau
Das Herz ist ein Muskel, der innen aus vier Hohlräumen besteht (Abb. 3.2). Diese werden von elastischem Bindegewebe, dem die Herzinnenhaut (Endokard) aufliegt, ausgekleidet.
Voneinander unterschieden werden die rechte und die linke Herzhälfte, die durch die Herzscheidewand (Septum) HerzScheidewandgetrennt sind. Jede SeptumHerzhälfte besteht aus einem Vorhof HerzVorhof(Atrium) Atriumund einer Kammer (HerzKammerVentrikel)Ventrikel.
  • In den rechten Vorhof münden obere und untere Hohlvene (V. cava superior und inferior) sowie die Koronarvenen. Von dort wird das sauerstoffarme Blut in die rechte Kammer gepumpt.

  • Aus der rechten Kammer gelangt das Blut über den Truncus pulmonalis und die Pulmonalarterien in die Lunge.

  • Aus jedem Lungenflügel transportieren zwei Lungenvenen mit Sauerstoff angereichertes Blut in den linken Vorhof. Aus dem Vorhof strömt das Blut in die linke Kammer.

  • Die linke Kammer stößt das Blut in die Aorta und den Körperkreislauf aus.

Rechter Vorhof und rechte Kammer bilden die Vorderwand, linker Vorhof und linke Kammer die Hinterwand des Herzens.
Aufbau der Herzwand
Drei Schichten bilden die Herzwand von innen nach außen:
  • HerzWandHerzinnenhaut (Endokard)Endokard: Die Herzinnenhaut liegt, wie der Name schon sagt, innen. Sie besteht aus einem glatten Oberflächengewebe und kleidet alle Innenräume aus. Das Endokard bildet auch die Herzklappen. Hauptfunktion der Herzinnenhaut ist der reibungslose Blutfluss durch die Herzhöhlen.

  • Herzmuskel (Myokard)Myokard: Das Herzmuskelgewebe bildet die dickste Schicht der Herzwand. Das Myokard der linken Herzhälfte ist stärker ausgebildet (Dicke ca. 1 cm) als das der rechten (Dicke ca. 0,5 cm). Der Grund dafür ist, dass die linke Herzhälfte mehr Arbeit leisten muss, um das Blut in den Körperkreislauf zu pumpen (Hochdrucksystem, 3.1.3). Die rechte Herzhälfte dagegen pumpt das Blut in die Blutgefäße der Lunge. Dafür ist weniger Kraft notwendig (Niederdrucksystem, 3.1.3).

  • Herzaußenhaut (EpikardEpikard und PerikardPerikard): Die Herzaußenhaut besteht aus zwei Teilen, die gemeinsam den Herzbeutel (Perikardsack) bilden. Das Epikard überzieht das Herz von außen und stellt das innere Blatt des Herzbeutels dar. An der Herzbasis schlägt das Epikard um und formt das äußere Blatt (Perikard). Zwischen Epikard und Perikard entsteht auf diese Weise ein Gleitspalt. Dieser enthält eine kleine Menge eines dünnflüssigen (serösen) Sekretes. Es verhindert, dass die beiden Schichten miteinander verkleben (Adhäsionskräfte werden reduziert), und bildet einen Gleitfilm.

Achtung

Bei einer Entzündung des Herzbeutels (Perikarditis, 13.1.4) wird die Pumpfunktion des Herzens durch eine vermehrte Flüssigkeitsansammlung im Herzbeutel (Perikarderguss) eingeschränkt. Ist die Flüssigkeitsansammlung so groß, dass sie die Bewegung des Herzens unmöglich macht, wird dies als Perikardtamponade bezeichnet.

Klappensystem
Bei den Herzklappen werden Segel- und Taschenklappen unterschieden (Abb. 3.2). Die Funktion der Herzklappen HerzKlappengleicht der eines Ventils. Blut kann durch sie hindurchströmen, jedoch nicht mehr zurückfließen.
Segelklappen Segelklappenfinden sich zwischen einem Vorhof und einer Herzkammer. Die Segelklappe zwischen rechtem Vorhof und rechter Kammer heißt Trikuspidalklappe. TrikuspidalklappeSie besteht aus drei Segeln. Zwischen dem linken Vorhof und der linken Kammer liegt die BikuspidalklappeBikuspidalklappe. Sie wird aus nur zwei Segeln gebildet. Da ihre Form einer Bischofsmütze (Mitra) gleicht, wird sie auch Mitralklappe Mitralklappegenannt. Vorhof-Kammer-Klappen öffnen sich in Richtung Herzkammer und verhindern, dass Blut aus den Herzkammern in die Vorhöfe zurückströmen kann.
Zwischen Ventrikel und den ableitenden Blutgefäßen finden sich die TaschenklappenTaschenklappen. Die Pulmonalklappe Pulmonalklappeliegt zwischen rechter Herzkammer und Lungenarterienstamm (Truncus pulmonalis), die AortenklappeAortenklappe befindet sich im Übergang von linker Herzkammer zur Aorta. Pulmonal- und Aortenklappe öffnen sich in Richtung der großen Gefäße (Truncus pulmonalis und Aorta). Treibende Kraft hierfür ist die Kontraktion des Kammermyokards während der Austreibungsphase.
Alle vier Herzklappen liegen in einer Ebene, der sogenannten VentilebeneVentilebene.

Merke

Schließen die Herzklappen nicht dicht ab oder öffnen sie sich nicht vollständig, muss das Herz insgesamt mehr Arbeit leisten, um das Blut pumpen zu können.

Erregungsbildung und Reizleitung
Die Funktionselemente des Herzens sind die Herzmuskelfasern. Eine Herzmuskelfaser ist eine Kette von hintereinander geschalteten Herzmuskelzellen, die von einer gemeinsamen Hülle umgeben sind. Zwei Typen von Herzmuskelfasern werden unterschieden:
  • Die Fasern der Arbeitsmuskulatur der Vorhöfe und Kammern, welche die Hauptmasse des Herzens ausmachen und die Pumparbeit verrichten

  • Die Fasern des spezifischen Erregungsbildungs- und Reizleitungssystems

Membranpotenziale
Die Herzmuskelfasern sind wie Nerven oder die Skelettmuskulatur erregbare Strukturen, d. h., sie haben ein Ruhemembranpotenzial und reagieren auf einen Reiz mit einem Aktionspotenzial (3.3.1).Aktionspotenzial
Beziehung zwischen Erregung und Kontraktion – elektromechanische Kopplung
Wie bei Skelettmuskeln löst auch bei der Herzmuskelfaser ein Aktionspotenzial die Kontraktion aus. Durch das Aktionspotenzial wird ein wenig Kalzium in die Herzmuskelzelle befördert. Dieser nur geringe Kalziumioneneinstrom ist ein Signal für die Zelle, die daraufhin eine größere Menge Kalziumionen aus intrazellulären Speichern in das Zellplasma entlässt. Erst dieses freigesetzte Kalzium löst die Muskelkontraktion aus. Dieser Vorgang wird als elektromechanische Kopplung bezeichnet.
Refraktärperiode
Die Herzmuskulatur Refraktärperiodehat mit anderen erregbaren Geweben (z. B. Nervengewebe, Muskelgewebe) die Eigenschaft gemeinsam, dass ihre Ansprechbarkeit auf Reize während der Repolarisation aufgehoben oder vermindert – refraktär (widerspenstig, nicht beeinflussbar) – ist. Unterschieden werden die absolute und die relative Refraktärperiode.
Während der absoluten Refraktärperiode ist keine Neuerregung der Herzmuskelzelle möglich. In der sich anschließenden relativen Refraktärperiode setzt die Ansprechbarkeit auf Reize allmählich wieder ein. Da das Herz in dieser Phase des Erregungsablaufs für neue Aktionspotenziale empfänglich ist, wird sie auch vulnerable (verletzliche) Phase genannt. Durch die lang anhaltende Refraktärzeit wird das Herz vor einer zu frühen Wiedererregung geschützt. Dieser Vorgang verhindert, dass unerwünschte elektrische Erregungen den ständigen rhythmischen Wechsel von Kontraktion und Erschlaffung stören.

Merke

Fallen in die relative Refraktärperiode (vulnerable Phase) neue Aktionspotenziale, besteht die Gefahr, dass die natürliche Erregungsbildung und -leitung gestört wird und es zum Kammerflimmern kommt (7.5.2).

Reihenfolge der Erregungsausbreitung
Am gesunden Herzen geht der elektrische Impuls zu einem Herzschlag vom SinusknotenSinusknoten aus, der im rechten Vorhof an der Einmündung der oberen Hohlvene (V. cava superior) liegt. Er treibt das Herz in Ruhe an. Vom Sinusknoten breitet sich die Erregung gleichmäßig über die Arbeitsmuskulatur der beiden Vorhöfe aus (Abb. 3.3).
Die Überleitung der Erregung von den Vorhöfen auf die Kammern erfolgt am Vorhof-Kammer-Vorhof-Kammer-KnotenKnoten (Atrioventrikular- oder AV-Atrioventrikular-KnotenKnoten). Der AV-KnotenAV-Knoten liegt am Übergang von den Vorhöfen zu den Kammern zwischen den Segelklappen. Der übrige Bereich der Vorhof-Kammer-Grenze besteht aus unerregbarem, nicht leitendem Bindegewebe, dem Herzskelett. Die Überleitung der Erregung erfolgt im AV-Knoten mit einer Verzögerung von etwa 0,1 Sekunden. Diese Zeit ist notwendig, damit die Vorhöfe ausreichend Zeit haben, zu kontrahieren und Blut in die Kammern zu pumpen, während die Ventrikel noch entspannt sind.
Die Kammern selbst folgen einem komplexeren Prinzip der Erregungsausbreitung. Es muss gewährleistet sein, dass zuerst die Muskelfasern an der Herzspitze und zuletzt die Muskelfasern an den Gefäßabgängen (Aorta und Truncus pulmonalis) kontrahieren. Dies wird erreicht, indem die Reizleitung die Erregung aus den Vorhöfen über den AV-Knoten, das His-His-BündelBündel und die zwei Tawara-Schenkel (Tawara-SchenkelKammerschenkel) in die Herzspitze Kammerschenkelleitet, noch bevor Zellen an der Herzbasis die Erregung aufnehmen können. Dabei versorgt ein Tawara-Schenkel die rechte Herzhälfte und ein Tawara-Schenkel, unterteilt in zwei Faszikel, die linke Herzhälfte. Die Endaufzweigungen der Tawara-Schenkel heißen Purkinje-Fasern. Aus diesen Purkinje-FasernLeitungsfaserspitzen treten die Erregungen aus und breiten sich, wie in den Vorhöfen, von Muskelzelle zu Muskelzelle aus. Dieses Erregungsmuster ermöglicht, dass große Gebiete der Herzspitze nahezu gleichzeitig von der Erregung erfasst werden und eine gerichtete Kontraktion von der Herzspitze zur Herzbasis möglich wird.

Merke

Die elektrischen Vorgänge am Herzen können an der Körperoberfläche als Elektrokardiogramm (EKGEKG) abgeleitet werden (7).

Autorhythmie
Die rhythmischen Pulsationen des Herzens werden, wie oben beschrieben, durch Aktionspotenziale ausgelöst, die im Herzen selbst entstehen. Diese Fähigkeit wird auch als Autorhythmie oder Autonomie des Herzens bezeichnet.
Die Fähigkeit zur spontanen, rhythmischen Auslösung von Erregungen ist normalerweise auf das Erregungsbildungs- und Reizleitungssystem beschränkt. Dabei führt jedes Aktionspotenzial bei einem gesunden Herzen zu einer Kontraktion des Myokards.

Achtung

Bilden sich autonome (ektope) Zentren außerhalb des Erregungsbildungs- und Reizleitungssystems, z. B. im Kammermyokard, kommt es zu unrhythmischen Extraschlägen (ExtrasystolenExtrasystolen) am Herzen. Folgen viele Extrasystolen schnell aufeinander, entstehen lebensbedrohliche HerzrhythmusstörungenHerzrhythmusstörungen, wie Kammertachykardie und Kammerflimmern (7.5).

Hierarchie der Erregungsbildung
Die Bildung von elektrischen Erregungen im Reizleitungssystem des Herzens ist nicht ausschließlich vom Sinusknoten abhängig, da auch die übrigen Teile des Reizleitungssystems die Fähigkeit zur eigenständigen Erregungsbildung besitzen. Sie werden Schrittmacherzentren genannt.
Der Sinusknoten ist mit 60 bis 100 Impulsen pro Minute das primäre Schrittmacherzentrum des Herzens, da er die höchste Entladungsfrequenz aufweist. Fällt die Erregungsbildung im Sinusknoten aus (z. B. durch Herzinfarkt, 13.2.1) oder wird die Erregung aus dem Sinusknoten nicht auf die Vorhofmuskulatur übertragen, so übernimmt der nachfolgende AV-Knoten als sekundäres Schrittmacherzentrum mit 40 bis 60 Impulsen pro Minute die Schrittmacherfunktion. Fällt auch hier die Erregungsbildung aus, führt dies zu einer kompletten Unterbrechung der Erregungsüberleitung von den Vorhöfen auf die Kammern. Als tertiäres Schrittmacherzentrum verbleibt in diesem Fall nur noch die ventrikuläre Erregungsbildung (Kammereigenrhythmus). Der Kammereigenrhythmus generiert 20 bis 40 Impulse pro Minute und leitet die Aktionspotenziale über das Erregungsleitungssystem der Kammern an das Ventrikelmyokard weiter (ventrikulärer Ersatzrhythmus).
Vegetative Innervation
Der Herzmuskel wird durch sein Erregungsbildungs- und -leitungssystem autonom und dauerhaft stimuliert. Die Frequenz der Impulse, die aus dem Reizbildungssystem hervorgehen, sowie die Leitungsgeschwindigkeit im Erregungsleitungssystem werden jedoch direkt und indirekt durch Sympathikus und Parasympathikus beeinflusst. Dieser Einfluss erstreckt sich auf Schlagkraft (Schlagkraft, HerzInotropie), InotropieFrequenz (Frequenz, physikalische GrößeHerzChronotropie),Chronotropie Überleitungsgeschwindigkeit von den Vorhöfen auf die Kammern (Dromotropie) und die Höhe der DromotropieReizschwelle (Bathmotropie).Bathmotropie
Parasympathische Innervation
Die das Herz versorgenden parasympathischen Nerven stammen direkt aus dem N. vagus (3.3.5). Sie gelangen vorwiegend zum Sinus- und zum AV-Knoten, wo sie sowohl die Herzfrequenz senken (negativ chronotrop) als auch die AV-Überleitungszeit verlängern (negativ dromotrop). Die parasympathische Innervation reicht nur bis zum AV-Knoten. Die parasympathische Beeinflussung der Herzkammern erfolgt indirekt, indem der Sympathikus zentral gedämpft wird.
Sympathische Innervation
Im Unterschied zum Parasympathikus innerviert der Sympathikus (3.3.5) alle Anteile des Herzens nahezu gleichmäßig. Die Stimulation durch den Sympathikus erfolgt direkt am Herzen.
Eine Steigerung der sympathischen Aktivität bewirkt eine Zunahme der Herzfrequenz (positiv chronotrop), eine Steigerung der Schlagkraft in den Kammern (positiv inotrop), eine Senkung der Erregungsschwelle (positiv bathmotrop) und eine Verkürzung der AV-Überleitungszeit (positiv dromotrop). Eine maximale Stimulation des Sympathikus kann eine so hohe Zunahme der Herzfrequenz bewirken, dass ein Kammerflimmern ausgelöst wird und ein funktioneller Herzstillstand resultiert (7.5.2).
Herzphasen und Herzmechanik
Unterschieden werden vier Aktionsphasen am Herzen. Anspannungs- und Austreibungsphase werden der SystoleSystole (Kontraktion des Herzens), Entspannungs- und Füllungsphase der DiastoleDiastole (Erschlaffung des Herzens) zugerechnet.
Zunächst erfolgt die gleichzeitige Kontraktion der Vorhöfe, anschließend kontrahieren die Kammern gemeinsam. Den mechanischen Herzphasen gehen die elektrischen Vorgänge im Herzen voran.
Füllungsphase (Diastole)
Während der Füllungsphase der Vorhöfe sind die Segelklappen geschlossen. Die elektrische Entladung des Sinusknotens führt zu einer Erregung der Vorhöfe, die daraufhin kontrahieren. Ist der Druck in den Vorhöfen größer als in den Ventrikeln, öffnen sich die Segelklappen und die Ventrikelfüllung beginnt.
Anspannungsphase (Systole)
Sind die Ventrikel mit Blut gefüllt, verschließen sich die Segelklappen. Die Taschenklappen sind noch geschlossen. Die elektrische Kammererregung und Erregungsausbreitung von der Herzspitze zur Herzbasis markiert den Beginn der Anspannungsphase. Die Ventrikel beginnen zu kontrahieren.
Austreibungsphase (Systole)
Die Taschenklappen öffnen sich, wenn der Druck in den Kammern größer als in den Arterien ist. Jetzt wird das Blut aus den Ventrikeln in die Arterien gepumpt. Die Austreibungsphase markiert das Ende der Systole.
Entspannungsphase (Diastole)
In der Entspannungsphase schließen sich die Taschenklappen. Dann beginnen sich die Vorhöfe, bei geschlossenen Segelklappen, erneut zu füllen.
Herzfrequenz
Die Schlagfolge des Herzens innerhalb einer Minute wird als Herzfrequenz (HF)HerzFrequenz bezeichnet. Sie beträgt bei einem Erwachsenen in Ruhe 60–100 und bei Neugeborenen bis zu 140 Schläge pro Minute.
Bei physischer oder psychischer Belastung ist die Herzfrequenz beschleunigt. In Zeiten körperlicher Ruhe kann die Herzfrequenz absinken.
Schlag- und Herzminutenvolumen
Mit SchlagvolumenSchlagvolumen (SV) ist die in Milliliter angegebene Blutmenge gemeint, die bei der Kontraktion einer Herzkammer in die Gefäße gepumpt wird. Das Schlagvolumen beträgt bei einem Erwachsenen etwa 70 ml pro Ventrikel. Eine Reserve von weiteren 70 ml Blut pro Ventrikel bleibt in den Kammern zurück.
Das HerzMinutenvolumenHerzminutenvolumen (HMV) ist das Produkt aus Herzfrequenz und Schlagvolumen und gibt an, wie viel Liter Blut pro Minute von einer Kammer gepumpt werden. Angaben über die durchschnittliche Herzfrequenz und das Herzminutenvolumen in unterschiedlichen Lebensabschnitten enthält die Tab. 3.1.

Merke

Herzminutenvolumen = Herzfrequenz × Schlagvolumen ( HMV = HF × SV )

Der linke Ventrikel eines Erwachsenen pumpt in Ruhe 70-mal pro Minute 70 ml Blut. Das Herzminutenvolumen beträgt demnach 4 900 Milliliter oder 4,9 Liter. Unter Belastung ist ein Erwachsener in der Lage, sein Herzminutenvolumen durch Erhöhung der Herzfrequenz und des Schlagvolumens auf bis zu 20 Liter zu steigern.
Blutversorgung am Herz
Die HerzKranzgefäßeHerzkranzgefäße (Koronargefäße) Koronargefäßeversorgen den Herzmuskel mit Blut (5 % des pro Herzschlag gepumpten Blutvolumens, obwohl das Herz nur 0,5 % der Körpermasse ausmacht) und sind in das Myokard eingelagert. Unterschieden werden Koronararterien und Koronarvenen.
Die linke und rechte KoronararterieKoronararterie entspringen als erste Gefäße nach der Aortenklappe aus dem Anfangsteil der Aorta. Die linke Koronararterie (LCA; left coronary artery)left koronary artery teilt sich in zwei größere Äste auf. Der Ramus interventricularis anterior (Ramus interventricularis anteriorRIVA) versorgt mit seinen Nebenästen die gesamte Herzvorderwand und einen Großteil der Kammerscheidewand. Linker Vorhof und linke Hinterwand werden vom Ramus circumflexus (RCX)Ramus circumflexus und seinen Seitenästen durchblutet. Die rechte Herzkranzarterie (RCA; right coronary artery)right koronary artery und ihre Seitenäste versorgen die Wand von rechtem Vorhof, rechter Kammer mit rechter Hinterwand sowie einen kleinen Teil der Kammerscheidewand.

Merke

Bei Verengungen oder Verschlüssen der Koronararterien (KHK, akutes Koronarsyndrom) kann es in Abhängigkeit des Stenosegrads und des myokardialen Sauerstoffbedarfs zu einer Schädigung des Herzmuskelgewebes kommen (13.1.3, 13.2.1).

Die KoronarveneKoronarvenen transportieren sauerstoff- und nährstoffarmes Blut. Die größte Koronarvene ist der Sinus Sinuscoronariuscoronarius. Er nimmt als Sammelvene den größten Teil des Blutes aus den Herzvenen auf und mündet in den rechten Vorhof.
Die Durchblutung des Herzens erfolgt aus zwei Gründen praktisch nur in der Diastole (diastolische Perfusion): Erstens werden die Koronargefäße während der Kontraktion des Herzmuskelgewebes vor allem im linken Ventrikel so stark komprimiert, dass nur ein geringer Blutfluss möglich ist. Zweitens verschließt die geöffnete Aortenklappe während der Systole die Abgänge in der Aorta zu den Koronararterien.

Achtung

Tachykardien erhöhen zunächst das HZV und verbessern damit die Koronardurchblutung. Erst ab einer mehr oder weniger individuellen Tachykardiegrenze wird durch die verkürzte Diastole auch die Perfusionszeit am Herzmuskel verkürzt und die Koronardurchblutung verschlechtert sich.

Blutgefäße

BlutgefäßeDas Blut wird in Arterien (Verteilergefäße) und Venen (Sammelgefäße) transportiert. Der Stoffaustausch findet in den Kapillaren (Austauschgefäße) statt. Jeder Gefäßabschnitt hat eigene Aufgaben; dies spiegelt sich im unterschiedlichen Aufbau der Gefäßwände wider.
Wandbau
Ähnlich dem schichtweisen Aufbau der Herzwand besitzen auch die Blutgefäße, mit Ausnahme der Kapillaren, einen dreiteiligen Wandaufbau (Abb. 3.4):
  • Die innere Schicht (Intima)Intima besteht aus einer einschichtigen Lage Endothelzellen. Die glatte Oberfläche der Intima ermöglicht ein störungsfreies Fließen des Blutes.

  • In die mittlere Schicht (Media)Media sind glatte Muskulatur und elastisches Bindegewebe eingelagert. Durch Kontraktion und Erschlaffung der Muskelfasern kann das Gefäßlumen vergrößert oder verkleinert werden. Die elastischen Bindegewebsfasern ermöglichen die Dehnbarkeit des Gefäßes für unterschiedliche Füllungsvolumina.

  • Die äußere Schicht (Adventitia)Adventitia bildet eine Hülle aus Bindegewebe um das Gefäß und verankert es außen an benachbarten Strukturen.

Die Blutgefäße werden mit Eigennamen bezeichnet, die ihre genaue Lage oder ihren Verlauf im Körper beschreiben. In Abbildungen werden üblicherweise Arterien rot und Venen blau eingefärbt (Abb. 3.2).
Arterien
ArterienArterien (Abb. 3.5) transportieren Blut vom Herzen weg. Diese allgemeingültige Definition gilt für alle Arterien in jedem Abschnitt des Blutgefäßsystems.
Die Aorta und große von ihr abgehende Blutgefäße weisen eine hohe Dehnungsfähigkeit auf (Arterien vom elastischen Typ), bedingt durch in die Media eingelagerte elastische Bindegewebsfasern. Von besonderer Bedeutung ist dies bei der Blutdruckregulierung und Organdurchblutung (3.1.3).
Bei herzfern gelegenen Arterien geht die Dehnungsfähigkeit zunehmend verloren. Stattdessen findet sich in der Media überwiegend glatte Muskulatur (Arterien vom muskulären Typ). Arterien vom muskulären Typ werden als WiderstandsgefäßeWiderstandsgefäße bezeichnet, weil sie ihren Gefäßdurchmesser durch Erweiterung (Vasodilatation) und Verengung (VasodilatationVasokonstriktion)Vasokonstriktion regulieren können.
Größere Arterien zweigen sich in kleinere Arterien, sogenannte ArteriolenArteriolen, auf. Dabei nehmen die Durchmesser der Gefäße kontinuierlich ab und die Anzahl der Gefäße zu. Arteriolen speisen die Kapillaren mit Blut.

Achtung

Durch Krankheiten sackartig geweitete elastische Arterien bilden ein sogenanntes AneurysmaAneurysma aus. Dabei geht die Wandstabilität verloren. In schweren Fällen kann die Gefäßwand zerreißen. Folgen sind lebensbedrohliche innere Blutungen in das Gehirn (15.3) oder in die Brust- oder Bauchhöhle (19.1.7).

Kapillaren
KapillarenKapillaren sind feinste Verästellungen der Arterien und Venen, die das venöse und arterielle Blutgefäßsystem miteinander verbinden. Sie besitzen eine sehr dünne Gefäßwand aus einer einzigen Endothelzellschicht. An den Kapillaren finden die Austauschvorgänge zwischen Blut und Körperzellen statt. Durch Mikrozirkulation werden dem Gewebe Nährstoffe und Sauerstoff (O2) zugeführt und Abfallstoffe (z. B. Kohlendioxid, CO2) abtransportiert. Diese Stoffwechselvorgänge unterliegen umfangreichen Regulationsmechanismen.
Kontrahieren die Muskelfasern der vorgeschalteten Arteriolen, stoppt der Blutfluss in den nachgeschalteten Kapillaren. Letzterer kann aber in Geweben mit erhöhter Stoffwechselleistung (z. B. Entzündung) durch Erweiterung der Arteriolen auch gesteigert werden. Die Hautareale röten sich und das einströmende Blut erwärmt das Gewebe.
Venen
VenenVenen (Abb. 3.6) sammeln Blut und führen es zum Herzen zurück. Diese Festlegung gilt ausnahmslos für jede Vene in jedem Gefäßabschnitt.
Das Blut aus den Kapillaren gelangt zunächst in kleinere Sammelgefäße, die Venolen.Venolen Diese drainieren dann das Blut in die größeren Venen. Venen besitzen eine nur schwach ausgestattete Media mit wenigen eingelagerten Muskelzellen. Dafür enthalten sie viel Bindegewebe, das ihnen eine gewisse Dehnungsfähigkeit verleiht. Wegen dieses Wandaufbaus können Venen große Blutmengen aufnehmen und werden daher auch Kapazitätsgefäße genannt.
Venen enthalten aus Endothel bestehende Venenklappen, die das Zurückfließen VenenKlappendes Blutes verhindern und dazu beitragen, den Blutfluss in Richtung Herz zu lenken (3.1.3).

Achtung

Durch Gefäßwandschäden, intravasale Druckerhöhung oder Venenklappeninsuffizienz ausgelöste Störungen an Venen führen zu unregelmäßigen, schlauchförmigen, erweiterten und an der Oberfläche geschlängelt verlaufenden Gefäßveränderungen, den KrampfadernKrampfadern (VarizenVarizen).

Kreislauf

Das Herz pumpt Blut über die BlutkreislaufBlutgefäße in den Lungen- und Körperkreislauf. Dabei entsteht eine Druckwelle, die an oberflächlich verlaufenden Arterien als Puls getastet werden kann. Der vom Herzen und den Blutgefäßen erzeugte Blutdruck ermöglicht eine kontinuierliche Organdurchblutung. Der Kreislauf des Blutes durch den Körper kann in zwei Teilkreisläufe unterteilt werden, den Lungen- und den Körperkreislauf.
Lungenkreislauf
Der Lungenkreislauf beschreibt den Weg LungeKreislaufdes Blutes von der rechten Herzkammer durch die Lunge bis zum linken Vorhof. Im Kapillarstromgebiet der Lunge wird Kohlendioxid an die Alveolen (3.2.6) abgegeben und das Blut mit Sauerstoff angereichert (oxygeniert). Eine Besonderheit des Lungenkreislaufs ist, dass die Lungenvenen das mit Sauerstoff angereicherte Blut transportieren, während die Venen in den übrigen Kreislaufabschnitten sauerstoffarmes Blut befördern.

Merke

Eine LungeEmbolieLungenembolie ist der vollständige oder teilweise Verschluss einer oder mehrerer Lungenarterien (13.2.5).

Körperkreislauf
Zwischen der linken Herzkammer und dem rechten Vorhof verläuft der Körperkreislauf.
Arterieller Teil
KörperkreislaufAus dem linken Vorhof gelangt das Blut über die Mitralklappe in die linke Herzkammer. Öffnet sich die Aortenklappe, wird das Blut in die Aorta gepumpt. Die etwa daumendicke Aorta entspricht in ihrem Aussehen Aortaeinem Gehstock. Sie wird in einen aufsteigenden Teil (Aorta ascendens), den Aortenbogen (Arcus aortae) und in einen langen absteigenden Teil (Aorta descendens) unterteilt. Der absteigende Teil verläuft sowohl im Brustkorb (Pars thoracalis) als auch in der Bauchhöhle (Pars abdominalis), wobei das Zwerchfell die Grenze der beiden Teile darstellt.
Von der aufsteigenden Aorta zweigen die Koronararterien ab, die den Herzmuskel versorgen. Am Aortenbogen entspringen Arterien zur Versorgung von Kopf, Hals und den oberen Extremitäten. Der absteigende Teil der Aorta steigt hinter dem Herzen ab und verläuft unmittelbar vor der Wirbelsäule bis in das Becken. Im Brustkorb zweigen Arterien für die Durchblutung der Brustorgane und der Brustwand ab. Dem Bauchteil der Aorta entspringen Gefäße für die Bauchorgane. Im Becken teilt sich die Aorta in die beiden Beckenarterien auf, die arterielles Blut an die Beckenorgane und die unteren Extremitäten abgeben.
Das Myokard der linken Herzhälfte ist besonders stark ausgebildet, weil es das Blut gegen den Widerstand der Blutsäule in den Körperkreislauf pumpen muss. Daher entsteht während der Systole des linken Ventrikels ein Blutdruck von etwa 120 mmHg. Dieser Blutdruck wird in die Arterien weitergegeben. Die linke Herzkammer sowie die Arterien und Arteriolen des Körperkreislaufs werden deshalb als Gefäße des Hochdrucksystems zusammengefasst (Abb. 3.7).
Venöser Teil
Die Kapillaren münden über Venolen in die großen Organvenen. Die Venen der unteren Körperhälfte münden in die untere Hohlvene (V. cava Hohlveneinferior). Das venöse Blut aus Kopf,Vena cava Hals, Armen und dem Großteil der Brustorgane fließt in die obere Hohlvene (V. cava superior) ab. Untere und obere Hohlvene münden in den rechten Vorhof.
Im überwiegenden Teil des Blutkreislaufs herrschen niedrige Blutdrücke. Daher werden der venöse Schenkel des Körperkreislaufs, die rechte Herzhälfte, der Lungenkreislauf und der linke Vorhof zum Niederdrucksystem zusammengefasst (Abb. 3.7).

Merke

VorlastVorlast und NachlastNachlast sind funktionelle Begriffe. Als Vorlast bezeichnet man vereinfacht das dem Herzen angebotene Blutvolumen, welches das Herz pumpen muss, um es weiterzubefördern. Als Nachlast dagegen wird vereinfacht bezeichnet, „wogegen“ das Herz anpumpen muss, also vor allem der Widerstand (Wandspannung) der Arterien.

Venöser Rückstrom
Der venöse Rückfluss des Blutes zur rechten Herzhälfte wird durch verschiedene Faktoren unterstützt:
  • Eine Sogwirkung entsteht bei der Einatmung und der Kontraktion der Kammermuskulatur. Dies unterstützt den Fluss des venösen Blutes aus den Hohlvenen in den Brustkorb.

  • Venen sind in den unteren Extremitäten von kraftvoller Muskulatur (Wadenmuskulatur) umgeben. Durch die Kontraktion der Beinmuskulatur wird das venöse Blut in Richtung Herz gepumpt. Dieser Mechanismus wird als Muskelpumpe bezeichnet.

  • In Armen und Beinen verlaufen Arterien und Venen in gemeinsamen Bindegewebsschichten eng nebeneinander. Durch die Pulsation der benachbarten Arterien wird das Blut Richtung Herz gedrückt (arteriovenöse Kopplung).

  • Durch die nachschiebende Blutsäule aus dem arteriellen Schenkel wird das Blut im venösen Schenkel in Richtung Herz geschoben.

  • Die Venenklappen (Abb. 3.8) verhindern das Zurückfließen des Blutes und sind die strukturelle Grundlage des zielgerichteten Blutrückflusses.

Puls
PulsDas aus der linken Herzkammer mit großem Druck ausgeworfene Blut löst eine Druckwelle in den Arterien aus, die als ArterienpulsArterienpuls bezeichnet wird. An unmittelbar unter der Haut verlaufenden Arterien kann die Druckwelle von außen getastet (palpiert) werden (6.2.1).
Pulswelle
PulsWelleAls Pulswelle wird der Druckanstieg innerhalb der Arterien bezeichnet, wenn das Blut aus der linken Herzkammer durch Herzmuskelkompression in die Arterien gepumpt wird. Genau genommen entsteht zunächst ein durch Kompression hervorgerufener Überdruck, der sich „wellenförmig“ ausbreitet (Pulswelle). Hiernach folgt ein relativer Unterdruck, der die Flüssigkeit (Blut) nach sich zieht.
Arterieller Blutdruck
Windkesselfunktion
Der BlutdruckWindkesselfunktionBlutdruck in den Herzkammern ist großen Schwankungen unterworfen. In der Systole entsteht durch die Kontraktion des linken Ventrikels ein systolischer Blutdruck von etwa 120 mmHg. In der Diastole fällt der Blutdruck unter 10 mmHg ab. Analog dem Blutdruck verändert sich auch die Blutströmung. Um eine kontinuierliche Blutströmung im arteriellen System zu gewährleisten, müssen die Druckschwankungen des linken Ventrikels im Gefäßsystem in einen gleichmäßigeren Druckverlauf umgewandelt werden (Abb. 3.9). Aufgrund der elastischen Wandstruktur der herznahen Aorta wird ein Teil des vom Herzen ausgeworfenen Blutvolumens und dessen kinetische Energie während der Systole durch Wanddehnung in der Aorta gespeichert. Während der Diastole wird dieser gespeicherte Blutanteil kontinuierlich wieder abgegeben.

Merke

Eine ArterioskleroseArteriosklerose führt zu einem Elastizitätsverlust der herznahen Arterien. Folgen sind Störungen in der WindkesselfunktionWindkesselfunktion und Herzinsuffizienz (13.1.1).

Entstehung des arteriellen Blutdrucks
Der Blutdruck beschreibt die Kraft des Blutes auf die Gefäßwände und ist die entscheidende Größe für die Organdurchblutung. Dafür sind verschiedene Faktoren maßgeblich verantwortlich:
  • Herzminutenvolumen

  • Blutvolumen

  • Eng- und Weitstellung der Widerstandsgefäße (peripherer Widerstand)

Wenn in der Medizin von „Blutdruck“ gesprochen wird, ist damit immer der arterielle Blutdruck gemeint. Die Einheit für den Blutdruck ist mmHg (gelesen: Millimeter Quecksilbersäule). Angegeben wird der Blutdruck immer als systolischer „oberer“ und diastolischer „unterer“ Wert. Idealerweise beträgt er bei Erwachsenen in Ruhe 120/80 mmHg. Physische und psychische Belastungen lassen den Blutdruck steigen.
Blutdruckregulation
In der Wand der elastischen Arterien messen sogenannte Druckrezeptoren (DruckRezeptorenPressorezeptoren)Pressorezeptoren die Wanddehnung. Über Nervenfasern gelangen die Informationen in die Medulla oblongata (3.3.3), eine Hirnregion, in der das Kreislaufzentrum liegt. Dort werden KreislaufZentrumsämtliche Funktionen des Kreislaufs kontrolliert. Das vegetative Nervensystem nimmt entweder direkt über Nervenfasern oder über die Ausschüttung der endogenen Katecholamine Noradrenalin und Adrenalin aus dem Nebennierenmark Einfluss auf Herz und Gefäße.
Der Sympathikus steigert das Herzminutenvolumen und bewirkt eine Vasokonstriktion der Widerstandsgefäße. Folge ist eine Blutdruckerhöhung.
Durch die Wirkung des Parasympathikus sinkt das Herzminutenvolumen über das Absenken der Herzfrequenz. Infolgedessen sinkt der Blutdruck.

Blut

BlutDas Blutvolumen macht ca. 8 % des Körpergewichts aus. Das sind ungefähr 80 ml Blut pro Kilogramm Körpergewicht. Insgesamt fließen also zwischen 5 und 7 Liter Blut durch die Blutgefäße eines Erwachsenen. Das Blut (Tab. 3.3) besteht aus festen und flüssigen Bestandteilen. Die festen Blutbestandteile machen etwa 45 % des Gesamtblutvolumens aus und umfassen:
  • Rote Blutkörperchen (Erythrozyten)

  • Weiße Blutkörperchen (Leukozyten)

  • Blutplättchen (Thrombozyten)

Der flüssige Blutanteil ist das Blutplasma, das ungefähr 55 % des Blutvolumens ausmacht.
Erythrozyten
ErythrozytenDie roten Blutkörperchen (Erythrozyten) sind Zellen des Blutes und dienen dem Sauerstofftransport zu den Körpergeweben. Erythrozyten werden im roten Knochenmark gebildet. Bei Erwachsenen findet sich rotes Knochenmark in den Knochenenden (Epiphysen) der großen Röhrenknochen und in platten Knochen, bei Kindern zusätzlich in den Diaphysen der Röhrenknochen (Abb. 3.10).
Vor Eintritt in die Blutbahn verlieren die roten Blutzellen ihren Zellkern (Abb. 3.12). Damit sind sie nicht mehr teilungsfähig. Hauptbestandteil der Erythrozyten ist das eisenhaltige HämoglobinHämoglobin (Hb), der rote Blutfarbstoff. Bei Männern liegt der Hämoglobingehalt zwischen 14 und 18 g, bei Frauen zwischen 12 und 16 g pro 100 ml Blut. Erythrozyten machen den weitaus größten Teil der Blutzellen aus. Die roten Blutkörperchen besitzen eine runde Scheibenform (Abb. 3.11) und sind besonders verformbar. Diese Eigenschaft ermöglicht es ihnen, noch durch die kleinsten Blutgefäße zu passen.
Die Lebensdauer von Erythrozyten beträgt etwa 120 Tage. Im Maschenwerk der Milz werden die Blutkörperchen abgebaut und dem Hämoglobinmolekül wird das Eisen entzogen. Das Eisen wird „recycelt“ und steht erneut zum Aufbau von Hämoglobin und Erythrozyten zur Verfügung. Die übrigen Abbauprodukte des Hämoglobins werden in der Leber zu Gallenfarbstoff umgewandelt.
Hauptaufgabe der Erythrozyten ist die Beförderung von Sauerstoff durch Bindung an das Hämoglobin (HbO2, 3.2.8). Hämoglobin HbO2kann auch einen geringen Teil des in den Zellen anfallenden Kohlendioxids (HbCO2) HbCO2binden.
Blutgruppen
BlutgruppenDie Erythrozyten tragen auf ihrer Zelloberfläche sogenannte Antigene, welche die Blutgruppe eines Menschen bestimmen. Im Blutplasma befinden sich Antikörper, die gegen die Antigene fremder Blutgruppen gerichtet sind.
Die Blutgruppen werden anhand des AB0-Systems in Verbindung mit dem Rhesus-System bestimmt.
AB0-SystemIm AB0-System werden die Blutgruppen A, B, AB und 0 unterschieden (Tab. 3.2). Menschen mit der Blutgruppe A tragen das Antigen A auf ihren Erythrozyten, solche mit der Blutgruppe B das Antigen B. Bei Ersteren finden sich daher Anti-B-Antikörper im Plasma, bei Letzteren Anti-A-Antikörper.
Personen mit der Blutgruppe AB besitzen auf ihren Erythrozyten die beiden Antigene A und B. Im Blutplasma sind deshalb keine Antikörper vorhanden. Träger der Blutgruppe AB können daher jede andere fremde Blutgruppe erhalten, ohne darauf mit einer Unverträglichkeit zu reagieren. Sie sind Universalempfänger.Universalempfänger
Tragen die Erythrozyten keine spezifischen Antigene, hat die betreffende Person die Blutgruppe 0. Im Blutplasma befinden sich Antikörper gegen die Antigene A und B. Entfernt man das Blutplasma durch technische Verfahren im Labor, kann jeder Mensch problemlos Erythrozytenkonzentrate der Gruppe 0 erhalten (Universalspender).Universalspender
Ein weiteres antigenes Protein auf der Erythrozytenoberfläche ist der sogenannte Rhesusfaktor. Bei RhesusfaktorRhesusfaktor positiven (Rh+) Menschen kann das Antigen nachgewiesen werden. Rhesusfaktor negativ (rh-) liegt vor, wenn das Antigen auf der Erythrozytenoberfläche nicht bestimmt werden kann.
Leukozyten
Die weißen Blutkörperchen (Leukozyten) erhielten ihren Namen, Leukozytenweil sie im Gegensatz zu den roten Blutkörperchen keinen Farbstoff besitzen. Sie sind Zellen des Blutes und dienen der Infektionsabwehr. Alle weißen Blutkörperchen gehen aus einer gemeinsamen Stammzelle im Knochenmark hervor (Abb. 3.12). Danach beginnt ihre Spezialisierung in verschiedene Zelltypen (Granulozyten, Lymphozyten, Monozyten). Leukozyten bilden also keine einheitliche Zellart, sondern haben ein unterschiedliches Aussehen und verschiedene Aufgaben. Ihre Lebensdauer reicht von wenigen Tagen bis zu einem ganzen menschlichen Leben.
Weiße Blutzellen bilden den zellulären Anteil des Abwehrsystems im Körper und wandern über das Blut durch eigenständige Fortbewegungsmöglichkeiten in die Gewebe zur Immunabwehr ein (Tab. 3.3). In Entzündungsherden sind sie gehäuft anzutreffen.
Immunsystem
ImmunsystemDas Immunsystem dient der Abwehr von Erregern wie Bakterien oder Viren, die in den Körper eingedrungen sind.
Die Oberflächen körperfremder Substanzen tragen Antigene, welche die Bildung von spezifischen Gegenmolekülen – den Antikörpern – auslösen. Antikörper werden von differenzierten weißen Blutzellen produziert. Sie erkennen und markieren die ortsfremden Antigene und lösen verschiedene Immunreaktionen im Körper aus.
Die unspezifische Abwehr ist angeboren und richtet sich gegen alle körperfremden Substanzen. Fresszellen (Phagozyten) können durch Strukturen auf ihrer Zellmembran Fremdzellen, z. B. Bakterien, selbstständig erkennen und in Bruchstücke zerlegen. Eine weitere Möglichkeit der unspezifischen Abwehr ist die Verbindung von Antikörpern mit den entsprechenden Antigenen zu einem gemeinsamen Komplex. Auf diese Weise wird den Phagozyten (z. B. Makrophagen) signalisiert, den Antigen-Antikörper-Komplex zu zerstören. Eine Sonderform der Granulozyten sind die Mastzellen, die unter anderem Histamin ausschütten, das weitere Entzündungsprozesse in Gang setzt und die Kapillarwände durchlässiger macht (9.3.2 und 11.2.119.3.211.2.11).
Die spezifische Abwehr ist erworben und wird mit jedem weiteren Antigenkontakt wirksamer. Die humorale Abwehr – eine Form der spezifischen Immunreaktion – ist die klassische Antigen-Antikörper-Reaktion. Die Antikörper werden von speziellen B-Lymphozyten gebildet. Die Zellen, die nach dem Kontakt mit dem Antigen erhalten bleiben, können bei einem erneuten Kontakt sehr schnell große Mengen des entsprechenden Antikörpers produzieren (Gedächtniszellen). Werden so viele Antikörper gegen ein Antigen produziert, dass eine Infektion keine Krankheitszeichen mehr auslöst, ist die Immunität gegenüber diesem Erreger Immunitäterreicht. Die humorale Abwehr wird durch eine zweite Form der spezifischen Abwehrreaktion, die sogenannte zelluläre Abwehr, unterstützt und ergänzt. Hierbei werden die Antikörperbildung unterstützt, Immunreaktionen unterdrückt, körperfremde Zellen durch Killerzellen direkt zerstört oder ebenfalls Gedächtniszellen gebildet.
Thrombozyten
ThrombozytenBlutplättchen (Thrombozyten) sind kernlose BlutplättchenZellfragmente. Sie sind flach und unregelmäßig geformt und stammen ebenfalls aus dem Knochenmark (Abb. 3.12). Ihre Lebensdauer liegt zwischen 5 und 12 Tagen. Die Blutplättchen werden wie die Erythrozyten in Milz und Leber abgebaut.
Bei einer Gefäßverletzung haften sich die Blutplättchen an die Wundränder an (Thrombozytenadhäsion), verformen sich und lagern sich aneinander (Thrombozytenaggregation). Sie bilden einen Pfropf (Thrombus), der die Wunde verschließt (Blutstillung).Blutstillung Außerdem sondern die Thrombozyten noch Enzyme ab, welche die Blutgerinnung in Gang setzen.
Blutgerinnung
BlutgerinnungFür den Körper ist es lebensnotwendig, dass die Blutgefäße unversehrt und damit die Gefäßwände undurchlässig für Blut bleiben. Nach Verletzung eines Gefäßes werden daher verschiedene Verschluss- und Reparaturmechanismen in Gang gesetzt. Sie werden in die Phasen der Blutstillung und der Blutgerinnung unterteilt. Die primäre Blutstillung erfolgt durch das Aneinanderlagern (Aggregation) und Verkleben (Agglutination) der Blutplättchen und die Bildung eines lockeren Thrombus. Danach läuft eine Enzymkaskade (Faktorenaktivierung) ab, deren Ziel die Umwandlung des plasmalöslichen Fibrinogens in Fibrinfäden ist. Die Fibrinfäden verkleben den Thrombus und verfestigen ihn. Dieser bleibt so lange bestehen, bis die Kontinuität der Gefäßwand wiederhergestellt ist. Dann löst ein System zur Fibrinolyse den Thrombus wieder auf. Alle Blutgerinnungsfaktoren werden in der Leber (3.6.2) produziert.
Blutplasma
PlasmaBlutplasmaDas Blutplasma besteht zu 90 % aus Wasser. Weitere Bestandteile sind:
  • Ionen (z. B. Kalium, Kalzium, Natrium, Chlorid, 3.9)

  • Hormone (z. B. Adrenalin, Noradrenalin, 3.7.2)

  • Nährstoffe (Glukose, Aminosäuren, Fettsäuren, 3.6.2)

  • Bluteiweiße

  • Farbstoffe (z. B. Bilirubin, 3.6.2)

  • Blutgerinnungsfaktoren

Lymphatisches Gewebe

Lymphatisches Gewebe findet sich im Gewebelymphatischesgesamten Organismus als umschriebene Organe (z. B. Lymphknoten, Milz, Rachenmandeln, Appendix) oder eingebettet in andere Organe (z. B. Darm).
Hauptaufgaben sind die Aufnahme von Wasser und geringen Mengen an Eiweiß aus den Zwischenzellräumen (Interstitium) über die Lymphgefäße in Interstitiumdas Blut sowie die Teilnahme an der Immunabwehr durch die Lymphozyten (spezialisierte Leukozyten). Die Darmlymphgefäße beteiligen sich an der Nährstoffaufnahme und nehmen die Endprodukte des Fettstoffwechsels aus dem Darm auf.
Lymphe und Lymphgefäße
LympheDie Lymphe ist dem Blutplasma in ihrer Zusammensetzung ähnlich (3.1.4). Neben einem unterschiedlichen Proteingehalt finden sich auch in der Lymphe weder Erythrozyten noch Blutplättchen, jedoch viele Leukozyten. Die Lymphe bildet ein Zwischenglied zwischen der Flüssigkeit des Interstitiums (Gewebsflüssigkeit) und dem Blutplasma. Täglich produziert der Körper zwei bis drei Liter Lymphe und entsorgt in den Lymphknoten auch Krankheitserreger.
LymphgefäßeDie Lymphgefäße bilden neben dem Blutgefäßsystem ein zweites System flüssigkeitsführender Röhren und transportieren Nähr- und Abfallstoffe. In ihrem Aufbau ähneln die Lymphgefäße den Venen und besitzen teilweise Klappen, die den gerichteten Fluss der Lymphe ermöglichen. Die Lymphgefäße entspringen den Zwischenzellräumen. Dort entstehen Lymphkapillaren, die in größere Lymphgefäße übergehen und schließlich in die Venen münden.
Lymphknoten
Die bohnenförmigen LymphknotenLymphknoten sind Filterstationen zur Reinigung der Lymphe. Weiterhin dienen sie als Reservoir für Lymphozyten. Bei Kontakt mit körperfremden Substanzen leiten diese Abwehrreaktionen ein. Lymphknoten liegen in Gruppen an den Zusammenflüssen größerer Lymphgefäße, vor allem in der Leiste, am Hals und an der Lungenpforte.
Milz
Die MilzMilz (SplenSplen, LienLien) ist das größte lymphatische Organ. Nähere Angaben zu Aufbau und Funktion der Milz finden sich in 3.6.2.

Wiederholungsfragen

  • 1.

    Beschreiben Sie die Lage des Herzens und benennen Sie benachbarte Strukturen. (3.1.1)

  • 2.

    Benennen Sie die Hohlräume im Herzen und erklären Sie den Aufbau der Herzwand. (3.1.1)

  • 3.

    Unterscheiden Sie die Herzklappen nach Aufbau und Lage und benennen Sie diese. Welche Funktion haben die Herzklappen? (3.1.1)

  • 4.

    Wie erfolgt die Erregungsausbreitung am Herzen? (3.1.1)

  • 5.

    Was wird unter dem Begriff „Autorhythmie“ verstanden? (3.1.1)

  • 6.

    Beschreiben Sie den Einfluss von Sympathikus und Parasympathikus auf das Herz. (3.1.1)

  • 7.

    Erklären Sie die Blutversorgung am Herzen. Warum wird das Herz praktisch nur in der Diastole durchblutet? (3.1.1)

  • 8.

    Beschreiben Sie die Phasen der Herzmechanik. Wann schließen und öffnen sich die Herzklappen? Wie erfolgt die Blutströmung? (3.1.1)

  • 9.

    Wie hoch ist die Herzfrequenz eines Erwachsenen in Ruhe pro Minute? Wie oft schlägt das Herz eines zwei Monate alten Säuglings? (3.1.1)

  • 10.

    Beschreiben Sie den allgemeinen Aufbau eines Blutgefäßes. (3.1.2)

  • 11.

    Nennen Sie Unterschiede im Wandbau von Arterien, Venen und Kapillaren. (3.1.2)

  • 12.

    Was sind Widerstandsgefäße und welche Aufgabe haben sie? (3.1.2)

  • 13.

    Erklären Sie den Verlauf und die Funktion des Körperkreislaufs. (3.1.3)

  • 14.

    Erklären Sie die Mechanismen des venösen Rückstroms zum Herzen. (3.1.3)

  • 15.

    Wie entsteht der arterielle Blutdruck? Wie hoch ist normalerweise der arterielle Blutdruck? (3.1.3)

  • 16.

    Erläutern Sie den Einfluss des vegetativen Nervensystems auf die Regulierung des arteriellen Blutdrucks. (3.1.3)

  • 17.

    Beschreiben Sie die Blutbestandteile und nennen Sie deren Funktion. (3.1.4)

  • 18.

    Erläutern Sie die Blutgruppen des AB0-Systems. (3.1.4)

  • 19.

    Was ist Lymphe und aus welchen Bestandteilen setzt sie sich zusammen? (3.1.5)

Atmung

AtmungDer menschliche Organismus ist durch die Atmung (Respiration)Respiration in der Lage, einen regelmäßigen Gasaustausch zwischen Umgebungsluft und Lunge aufrechtzuerhalten. Bei der Einatmung (Inspiration) gelangt Sauerstoff (O2) in die Lungen. Dort wird er anschließend von den Erythrozyten im Blut aufgenommen und über das Kreislaufsystem zu allen Zellen transportiert. In den Zellen wird aus Sauerstoff und den Nährstoffen durch Stoffwechselprozesse Energie gewonnen (3.9). Der Vorgang der Sauerstoffaufnahme durch Ventilation der Atemwege und Diffusion in das Kapillarnetz der Lunge heißt äußere Atmung, der Sauerstoffverbrauch in den Körperzellen zur Energiegewinnung innere Atmung. Bei der Ausatmung (Exspiration) gibt der Organismus Kohlendioxid (CO2) ab, das ein Endprodukt der Stoffwechselprozesse im Körper ist.

Atemwege

Die Luft gelangt über die Atemwege in die Lunge. Die Atemwege Atemwegewerden funktionell in das luftleitende und das gasaustauschende System aufgeteilt. Zum luftleitenden System zählen die Nase und der Mund, der Rachen (Pharynx), der Kehlkopf (Larynx), die Luftröhre (Trachea) und die Hauptbronchien. Das gasaustauschende System wird von den kleinen Bronchien (Bronchiolen) und den Lungenbläschen (Alveolen) gebildet.
Anatomisch werden die Atemwege in die oberen und unteren Atemwege gegliedert, abgegrenzt durch den Kehlkopf.
Obere Atemwege
Nase
Die Nase ist der natürliche NaseEinatemweg. Die gut durchblutete Nasenschleimhaut erwärmt die eingeatmete Luft und feuchtet sie an, die feinen Haare der Nase filtern Schadstoffpartikel heraus.
Die Nase besteht aus den beiden Nasenbeinen, die den knöchernen Nasenrücken bilden, und Knorpelgewebe an der Nasenspitze. Die Nasenscheidewand (Septum) trennt die Nasenhöhle in zwei Hälften.
Im Inneren ist die Nase in drei Nasengänge aufgeteilt. Der untere Nasengang führt in den Nasenrachenraum (Nasopharynx). Der mittlere Gang steht Nasopharynxmit den Nasennebenhöhlen in Verbindung. Der Nasennebenhöhlenobere Nasengang enthält die Riechschleimhaut, über die Gerüche erfasst und über den Riechnerv in das Gehirn weitergeleitet werden.
Rachen (Pharynx)
Der Rachen (Abb. 3.13) Rachengliedert sich in den Nasenrachenraum (NasopharynxNasopharynx), Mundrachenraum (OropharynxOropharynx) und Kehlkopfrachenraum (Laryngopharynx/LaryngopharynxHypopharynxHypopharynx).
Eine besondere Bedeutung hat der Kehlkopfrachenraum, denn in ihm KehlkopfRachenraumkreuzen sich Luft- und Speisewege. Die Luftröhre wird beim Schlucken der Nahrung durch den Kehldeckel des Kehlkopfes verschlossen.
Kehlkopf (Larynx)
Der Kehlkopf (Larynx) bildet Kehlkopfden Eingang zur LarynxLuftröhre (Trachea). Ringknorpel und Schildknorpel geben ihm sein typisches Aussehen. Zwischen den beiden Knorpeln spannt sich an der Vorderseite (ventral) ein dünnes Band (Ligamentum Ligamentum conicumconicum).

Achtung

Wenn andere Methoden der Atemwegssicherung scheitern, kann im Notfall ein Kehlkopfschnitt (KoniotomieKoniotomie) auf Höhe des Ligamentum conicum durchgeführt werden, über den eine Beatmung des Notfallpatienten möglich ist.

Im Inneren des Kehlkopfes befinden sich die Stellknorpel. Sie sind mit den beiden StimmbänderStimmbändern verbunden und regeln im Rahmen der Stimmbildung deren Spannung, durch welche die Tonlage eingestellt werden kann.
Bei Erwachsenen ist die StimmritzeStimmritze die engste Stelle des luftleitenden Systems. Bei Neugeborenen, Säuglingen und Kleinkindern, bei denen die Anatomie entwicklungsbedingt etwas verändert ist, wird die engste Stelle von einem Schleimhautwulst gebildet. Er liegt unmittelbar unterhalb der Stimmritze und ist mit dem Laryngoskop nicht einsehbar.
Beim Schluckakt (3.6.1) wird der Kehlkopf vom Zungenbein, an dem er aufgehängt ist, durch Muskelkraft nach oben gezogen, sodass der Kehldeckel (KehldeckelEpiglottis)Epiglottis den Eingang zur Luftröhre verschließt. Dieser Mechanismus verhindert, dass flüssige oder feste Fremdstoffe (z. B. Essensreste, Erbrochenes) in die Luftröhre gelangen (Aspiration).

Achtung

Bei Bewusstlosigkeit oder bestimmten neurologischen Störungen (z. B. Schlaganfall, 15.2) können der Schluckmechanismus und/oder der Hustenreflex (3.3.3) ausfallen, sodass eine erhöhte Aspirationsgefahr besteht.Aspirationsgefahr

Untere Atemwege
Luftröhre (Trachea)
Die LuftröhreLuftröhre (Trachea) (Abb. 3.14) verläuft ventral der Speiseröhre (ÖsophagusÖsophagus) im Hals und Mediastinum und reicht vom Kehlkopf bis zu ihrer Teilung (Bifurkation) in die beiden Hauptbronchien. Insgesamt ist sie beim Erwachsenen etwa 10 bis 15 cm lang und hat einen Durchmesser von 2 bis 2,5 cm (Neugeborene: Länge 4 cm, Durchmesser 0,5 cm).
Die TracheaTrachea besteht aus einem Gerüst aus hufeisenförmigen Knorpelspangen. Die einzelnen Spangen sind zum Rücken hin (dorsal) durch eine bindegewebige Membran verschlossen. Diese Anordnung der Knorpelspangen schafft einen Hohlraum (Lumen), der für die Luftströmungen fortwährend offen gehalten wird.
Innen ist die Luftröhre, wie der gesamte luftleitende Teil des Respirationstrakts bis zu den Bronchiolen, von einer mit Flimmerepithel bedeckten Schleimhaut Flimmerepithelüberzogen. Die darin vorhandenen Flimmerhärchen befördern durch einen regelmäßigen wellenförmigen Flimmerschlag eingeatmete Fremdpartikel in Richtung Kehlkopf und Rachen. Unterstützt und verstärkt werden kann dieser Partikeltransport durch Hustenstöße.
In die Schleimhaut eingelagert sind mikroskopisch kleine Drüsen, die ständig Sekret absondern und ein feuchtes Milieu erzeugen. Wie die Nasenschleimhaut ist auch die Schleimhaut im Respirationstrakt stark durchblutet.
Bronchialbaum
Die Luftröhre teilt sich an ihrem unteren Ende (Abb. 3.15), der sogenannten BifurkationBifurkation, in den rechten und linken HauptbronchusHauptbronchus, die entsprechend in den rechten und linken LungeLungenflügel ziehen. Dabei zweigt der rechte Hauptbronchus steiler als der linke ab und ist etwas größer. Die Bronchien verlaufen im Lungengewebe. Die beiden Hauptbronchien teilen sich rechts in drei und links in zwei untergeordnete LappenbronchienLappenbronchien und diese jeweils wieder in Segmentbronchien.Segmentbronchien So entsteht ein weitverzweigtes System der Atemwege in den Lungen, der sogenannte BronchialbaumBronchialbaum (Abb. 3.14).
Die BronchienBronchien (Haupt-, Lappen- und Segmentbronchien) folgen weitgehend dem Bauprinzip der Trachea. Knorpelspangen legen sich um die Bronchien und halten das Lumen offen. In die Schleimhaut eingelagert ist glatte Muskulatur. In der Wand der Lappen- und Segmentbronchien werden die typischen Knorpelspangen zunehmend durch unregelmäßig geformte Knorpelplättchen ersetzt.
Den Segmentbronchien folgen die Bronchioli.Bronchioli Sie besitzen kein Knorpelgewebe, jedoch glatte Muskulatur, die einen Einfluss auf die Weitstellung der Bronchien nehmen kann. Entsprechend der Aufästelung werden die Durchmesser der kleinen Bronchien immer geringer, gleichzeitig steigt mit der Anzahl der luftleitenden Wege deren Gesamtquerschnitt an.
Die Bronchioli münden in die Lungenbläschen (Alveolen).Alveolen Alveolen sind kleine, sackartige Ausstülpungen der Bronchioli und bilden die Endabschnitte des Bronchialbaums. Sie sind auch für das schwammartige Aussehen der Lungen verantwortlich.
Bronchioli und Alveolen bilden das gasaustauschende System. Entlang dieser Strukturen verlaufen kleinste Blutgefäße (Kapillaren)Kapillaren. Die äußerst dünne Wand (Endothel) der Bronchioli und Alveolen und die Endothelschicht der Kapillaren ermöglichen als miteinander verschmolzene, gasdurchlässige Membranen (Blut-Luft-Schranke) den Übertritt (DiffusionLungeDiffusion, 2.2) von Sauerstoff aus der Einatemluft in das Blut und von Kohlendioxid aus dem Blut in die Alveole.
In den Alveolen erzeugen Anziehungskräfte an der Grenzfläche zwischen Gas- und Flüssigkeitsphase eine Spannung, welche die Oberflächen der Alveolen zu verkleinern droht. Dieser Spannung wirkt jedoch der sogenannte Oberflächenfaktor, das Surfactant, entgegen, mit dem die SurfactantInnenflächen der Lungenbläschen überzogen sind. Fehlt der Alveole Surfactant, kollabieren die Lungenbläschen wegen der zu hohen Spannung und verkleben. Dann ist ein ungestörter Gasaustausch nicht mehr möglich.

Lungenvolumina und Lungenkapazitäten

Kenntnisse über Lungenvolumina LungeVoluminaund -kapazitäten LungeKapazitätensind im Rettungsdienst unerlässlich. Beispielsweise muss die Frage beantwortet werden können, mit wie viel Litern Luft ein Notfallpatient zu beatmen ist, damit ein Gasaustausch in den Alveolen erfolgen kann.
Eine Übersicht über die verschiedenen Atemvolumina bei Ruheatmung und vertiefter Ein- und Ausatmung zeigtAbb. 3.16.
Totraumvolumen (TRV)
Wie schon oben beschrieben, wird zwischen den luftleitenden und gasaustauschenden Atemwegen unterschieden. Nur in den Letzteren (Bronchioli und Alveolen) ist die Diffusion und damit der Übertritt von Sauerstoff in die Lungenkapillaren möglich. Aufgrund dessen werden die luftleitenden Atemwege, in denen die Luft lediglich strömt, aber nicht verwertet werden kann, auch als anatomischer TotraumTotraum bezeichnet. Das TotraumVolumenTotraumvolumen beträgt mit 2 ml/kg Körpergewicht bei einem 70 kg schweren Patienten etwa 140 ml. Dieses Volumen wird eingeatmet, nimmt jedoch nicht am Gasaustausch teil.
Bei gesunden Menschen ist der funktionelle Totraum gleichbedeutend mit dem anatomischen Totraum. Verlieren jedoch Teile des gasaustauschenden Systems ihre Diffusionseigenschaft und damit ihre Funktion, so erhöht sich der Anteil des funktionellen Totraums. Der funktionelle Totraum ist besonders bei lungenkranken Patienten (z. B. mit Lungenemphysem) stark vergrößert.
Atemfrequenz (AF)
Die AtemfrequenzAtemfrequenz gibt an, wie oft ein Mensch atmet, um die notwendigen Sauerstoffmengen aufzunehmen. Die Atemfrequenz beträgt bei Erwachsenen in Körperruhe etwa 12–20 Atemzüge pro Minute (Neugeborene: 40 bis 50 Atemzüge pro Minute).
Atemzugvolumen (AZV)
Mit AtemzugvolumenAtemzugvolumen ist die in Milliliter angegebene Luftmenge gemeint, die bei einer Inspiration eingeatmet wird. Im Mittel beträgt das Atemzugvolumen zwischen 8 und 10 ml/kg Körpergewicht; das sind bei einem durchschnittlich schweren Erwachsenen 500 bis 800 ml.
Atemminutenvolumen (AMV)
Das AtemminutenvolumenAtemminutenvolumen ist das Produkt aus Atemfrequenz und Atemzugvolumen und gibt an, wie viele Liter Luft pro Zeiteinheit (Minute) eingeatmet werden. Angaben über durchschnittliche Werte der Atemfrequenz, des Atemzugvolumens und des Atemminutenvolumens in unterschiedlichen Lebensabschnitten enthältTab. 3.4.

Merke

Atemminutenvolumen = Atemfrequenz × Atemzugvolumen (AMV = AF × AZV)

Inspiratorisches/exspiratorisches Reservevolumen und Residualvolumen
Das inspiratorische ReservevolumenReservevolumen (IRV) ist die Luftmenge, die nach einer normalen Einatmung noch zusätzlich eingeatmet werden kann. Bei Erwachsenen beträgt es etwa 2,5 Liter.
Das exspiratorische Reservevolumen (ERV) ist die Luftmenge, die nach einer normalen Ausatmung noch zusätzlich ausgeatmet werden kann. Das exspiratorische Reservevolumen eines Erwachsenen liegt bei etwa 1 Liter.
Die Luft, die trotz maximaler Ausatmung immer in den Atemwegen verbleibt, wird als ResidualvolumenResidualvolumen (RV) bezeichnet. Es hat bei Erwachsenen ein Volumen von etwa 1,1 Litern.
Vital- und Totalkapazität
Die Vitalkapazität (VC)Vitalkapazität ist die Summe aus Atemzugvolumen, inspiratorischem und exspiratorischem Reservevolumen (Abb. 3.16). Sie beträgt bei Erwachsenen etwa 4 Liter.

Merke

Vitalkapazität = Atemzugvolumen + inspiratorisches Reservevolumen + exspiratorisches Reservevolumen (VC = AZV + IRV+ ERV)

Die Totalkapazität (TLC)Totalkapazität ist die Summe aus Atemzugvolumen, inspiratorischem und exspiratorischem Reservevolumen sowie dem Residualvolumen. Die Totalkapazität eines Erwachsenen liegt bei etwa 5 Litern.

Merke

Totalkapazität = Atemzugvolumen + inspiratorisches Reservevolumen + exspiratorisches Reservevolumen + Residualvolumen (TLC = AZV + IRV + ERV + RV, oder zusammengefasst: TLC = VC + RV)

Atemmuskulatur und Atemorgane

Zu der AtemmuskulaturAtemmuskulatur zählen die Zwischenrippenmuskulatur und das Zwerchfell. Als Atemhilfsmuskulatur wird eine Gruppe Atemhilfsmuskulaturvon Muskeln an Brust, Schultern und Hals bezeichnet, die z. B. bei besonders schwerer Atemnot (OrthopnoeOrthopnoe, 14.1.2) die Arbeit der Atemmuskulatur unterstützen kann.
Brustkorb und Zwischenrippenmuskulatur
Die Form des knöchernen Brustkorbes (Thorax)Thorax wird größtenteils durch die zwölf spangenförmigen Rippenpaare geprägt, die rechts und links die lebenswichtigen Organe in der Brusthöhle umspannen und schützen. Rückenwärts (dorsal) sind alle RippenRippen mit der Brustwirbelsäule über kleine Gelenke verbunden. Brustwärts (ventral) stehen die ersten sieben Rippenpaare direkt mit dem BrustbeinBrustbein (Sternum)Sternum in Verbindung. Die 8., 9. und 10. Rippe auf jeder Seite setzen über Knorpelgewebe gemeinsam an der 7. Rippe an und bilden den Rippenbogen.RippenBogen Die 11. und 12. Rippe enden frei (3.5.3).
An der Unterkante der Rippen verlaufen geschützt jeweils eine Zwischenrippenvene und -arterie ZwischenrippenGefäßesowie ein Zwischenrippennerv.ZwischenrippenNerv
Zwischen den einzelnen Rippen liegen jeweils die in äußere und innere Gruppen aufgeteilten Zwischenrippenmuskeln (ZwischenrippenMuskelnInterkostalmuskelnInterkostalmuskeln). Diese verspannen die Zwischenrippenräume unter den bei Inspiration und Exspiration im Pleuraspalt wechselnden Druckverhältnissen. Die äußeren Interkostalmuskeln heben die Rippen. Sie können somit bei der Inspirationsbewegung des Thorax mithelfen. Die innere Zwischenrippenmuskulatur senkt die Rippen und wirkt exspiratorisch.
Zwerchfell
Das Zwerchfell (ZwerchfellDiaphragma)Diaphragma ist der wichtigste Atemmuskel. Es besteht aus einer Muskelplatte aus quergestreifter Muskulatur, die sich kuppelartig vom unteren Thoraxrand in den Thoraxinnenraum hineinwölbt. Das Diaphragma bildet die Grenze zwischen Thorax und Abdomen und besitzt viele Öffnungen für Leitungsbahnen, die aus dem Brustkorb in die Bauchhöhle absteigen (z. B. Aorta). Bei der Inspiration senkt und flacht sich das Zwerchfell ab, bei der Exspiration hebt und wölbt es sich.
Innervation der Atemmuskulatur
Die Atemmuskulatur besteht aus quergestreiften Muskeln (3.5.4), die nach Nervenimpulsen aus dem Gehirn in Abhängigkeit vom Atemzyklus abwechselnd kontrahieren und erschlaffen (3.2.4). Die Interkostalmuskulatur erhält ihre Impulse direkt von den aus dem Rückenmark kommenden InterkostalnervenInterkostalnerven. Das Zwerchfell wird vom Nervus phrenicusN. phrenicus erregt (innerviert). Der Phrenicusnerv stammt aus dem Halsrückenmark (C3 bis C5, 3.3.3).
Neben der Steuerung durch das Nervensystem kann die Atmung auch willentlich beeinflusst werden. Der Mensch ist imstande, die Ein- und Ausatmung bewusst auszulösen und in ihrer Geschwindigkeit und Intensität zu verändern. Außerdem kann die Atmung trainingsabhängig auch für wenige Minuten ausgesetzt werden.

Achtung

Kommt es durch eine Fraktur der Halswirbelsäule im Bereich von C1 bis C5 zu einer Verletzung des Rückenmarks (hoher Querschnitt), fällt die Innervation sämtlicher Atemmuskeln aus. Der Notfallpatient erleidet einen Atemstillstand.

Lunge
Die LungeLunge (Abb. 3.14) besteht aus zwei Lungenhälften. Die rechte Lungenhälfte gliedert sich in drei und die linke in zwei LungeLappenLungenlappen. Diese werden weiter in LungeSegmenteLungensegmente unterteilt. Zwischen den beiden Lungenhälften liegt der Mittelfellraum (MediastinumMediastinum). An der Pforte (Lungenhilus)LungeHilus treten Blutgefäße in die Lunge ein (Aa. pulmonales) oder aus (Vv. Vena pulmonalispulmonales).
Das Lungengewebe (LungeGewebeLungenparenchym)LungeParenchym enthält einen hohen Anteil an elastischem Bindegewebe und erhält dadurch eine gewisse Dehnbarkeit und Eigenelastizität. Im Bindegewebe eingebettet sind die Bronchien, Bronchialarterien und -venen.
Für die Atemmechanik entscheidend sind die die Lunge umgebenden Strukturen. Das Lungenfell (Pleura LungeFellvisceralis) liegt außen direkt dem Lungengewebe auf und grenzt die Lunge ab. An der Lungenspitze (Apex pulmonis) und an der Lungenbasis schlägt das Lungenfell um und bildet das Rippenfell (Pleura parietalis). Das Rippenfell ist mit der Innenseite RippenFellder Rippen verwachsen. Lungen- und Rippenfell werden gemeinsam Brustfell (Pleura)Pleura Brustfellgenannt.
Durch das Umschlagen des Lungenfells in das Rippenfell bildet sich ein Spaltraum, der sogenannte Pleuraspalt. Dieser enthält eine PleuraSpaltkleine Menge eines dünnflüssigen (serösen) Sekretes. Es verhindert, dass die beiden Blätter miteinander verkleben (Adhäsionskräfte werden reduziert), und verbessert die gleitende Bewegung bei der Respiration.

Atemmechanik (Ventilation)

Inspiration
VentilationDie Einatmung erfolgt aktiv durch den Einsatz Inspirationvon Muskelkraft und unter Energieverbrauch. Bei der Einatmung hebt sich der Brustkorb durch die Kontraktion der äußeren Zwischenrippenmuskeln an, zugleich senkt und flacht sich das Zwerchfell ab. Das so vergrößerte Thoraxvolumen ermöglicht die Aufnahme von ausreichenden Luftmengen. Da alle Atemorgane der Thoraxhebung und der Zwerchfellsenkung folgen, entsteht in der Thoraxhöhle und im Pleuraspalt im Vergleich zur Umgebungsluft ein Unterdruck, der durch Einströmen von Luft von außen ausgeglichen wird. Die Luft gelangt nun über die Atemwege in die Alveolen.
Exspiration
ExspirationBei der Ausatmung kommt es zu einer Strömungsumkehr der Luft. Die Umkehr tritt ein, wenn sich der Brustkorb absenkt und die Zwerchfellkuppel durch Erschlaffung wieder in den Thoraxraum gleitet. Dieser Vorgang erfolgt überwiegend passiv. Die elastischen Rückstellkräfte des Lungengewebes führen – ähnlich wie bei einem Luftballon, bei dem die Luft abgelassen wird – das Thoraxvolumen und in der Folge das Lungenvolumen wieder in ihre Ausgangslage zurück. Dadurch wird der Druck in der Lunge erhöht, die Luft wird nach außen gedrückt.

Luftzusammensetzung

LuftzusammensetzungDie Umgebungsluft ist die Luft, die ständig ein- und ausgeatmet wird. Sie enthält ein Gemisch verschiedener Gase, die alle farb-, geschmack- und geruchlos sind.
Im Einzelnen finden sich Stickstoff (N2) zu 78 %, Stickstoff, LuftSauerstoff (O2) zu 21 %, SauerstoffLuftKohlendioxid (CO2) zu 0,KohlendioxidLuft03 % und verschiedene Edelgase, LuftEdelgase zu 0,97 % in der uns umgebenden Luft. Sie ist also praktisch frei von Kohlendioxid.
Der menschliche Organismus kann aus der Umgebungsluft den Sauerstoff nur z. T. verwerten (Tab. 3.5). In der Ausatemluft finden sich noch ca. 17 % Sauerstoff (d. h. minus 4 % gegenüber der Einatemluft). Gleichzeitig gibt der Organismus über die Ausatemluft das Stoffwechselendprodukt Kohlendioxid ab; sein Anteil beträgt 4,03 % (d. h. plus 4 % gegenüber der Einatemluft). Alle anderen Gase werden unverändert wieder ausgeatmet. Die Konzentrationsunterschiede zwischen Sauerstoff und Kohlendioxid beeinflussen sowohl die Diffusionsvorgänge (3.2.6) als auch die Atemregulation (3.2.7).

Diffusionsvorgänge

Im gasaustauschenden System tritt Sauerstoff aus den Alveolen in das Kapillarnetz der Lunge über. Im Austausch gelangt Kohlendioxid aus den Lungenkapillaren in die Alveolen. Diese Vorgänge folgen den Gesetzmäßigkeiten der Diffusion (2.2).
Kohlendioxidpartialdruck
DiffusionLungeDer KohlendioxidPartialdruckKohlendioxidpartialdruck (pCO2) ist der Teildruck des p(a)CO2Kohlendioxids am Gesamtdruck der Umgebungsluft. Er entspricht dem Volumenanteil des CO2 am Gesamtgasvolumen und wird in mmHg angegeben. Er kann sowohl in der Luft als auch im Blut gemessen werden. Der pCO2 beträgt in der Umgebungsluft 0,2 mmHg (= 0,03 % des Barometerdrucks Barometerdruckvon 760 mmHg) und fällt damit praktisch nicht ins Gewicht. Durch die Vermischung der Inspirationsluft mit der Alveolarluft steigt der pCO2 in den Alveolen auf 40 mmHg an. Das Kapillarblut der Lunge („venöses“ Blut) enthält einen Kohlendioxidanteil von 46 mmHg. Dieser Unterschied im Partialdruck zwischen der Alveole und der Lungenkapillare ist die treibende Kraft für den Übertritt von CO2 aus dem Blut in die Alveole. Der pCO2 im arteriellen Blut (paCO2) liegt physiologisch aber immer noch zwischen 35 und 45 mmHg.
Sauerstoffpartialdruck
SauerstoffPartialdruckWie beim Kohlendioxidpartialdruck spricht man auch vom Sauerstoffpartialdruck (pO2) als einem Anteil am p(a)O2Gesamtgasgemisch. In der Umgebungsluft beträgt er 160 mmHg (= 21 % des Barometerdrucks von 760 mmHg). Die Inspirationsluft vermischt sich mit der Alveolarluft. Daher fällt der pO2 in den Alveolen auf 100 mmHg ab. Das Blut der Lungenarterien hat nur einen Sauerstoffpartialdruck von 40 mmHg. Die Differenz zwischen den beiden Partialdrücken in den Alveolen und den Lungenkapillaren ist die treibende Kraft für den Sauerstoffübertritt von der Alveolarluft in das Blut (OxygenierungOxygenierung). Nach der Oxygenierung liegt der pO2 im arteriellen Blut (paO2) bei etwa 100 mmHg.

Achtung

Bei einem LungeÖdemLungenödem (13.2.2) kommt es zunächst zu einer Wasseransammlung ÖdemLungen-in dem Raum zwischen Alveole und Kapillare (interstitielles Lungenödem). Die Diffusionsstrecke ist dadurch verlängert, der Sauerstoffübergang wird gestört.

Gastransport im Blut
Die Pulmonalarterien transportieren sauerstoffarmes Blut aus der rechten Herzkammer in die Lunge. Im Kapillarnetz der Lunge kommt es zum eben beschriebenen Gasaustausch. Die Pulmonalvenen transportieren jetzt sauerstoffreiches Blut in den linken Vorhof (3.1.3).
In den Endstromgebieten der Organe diffundiert der Sauerstoff in die Körperzellen und wird dort durch Stoffwechselprozesse in Energie umgewandelt. Kohlendioxid tritt als Stoffwechselendprodukt aus den Körperzellen in das Blut über und wird über den Blutkreislauf in das Kapillarnetz der Lunge transportiert. Auch der Gasaustausch zwischen Körperzellen und Blut und umgekehrt folgt den Gesetzmäßigkeiten der Diffusion.

Atemregulation

Der Organismus muss die Atmung mitunter innerhalb sehr kurzer Zeit auf innere oder äußere Einflüsse abstimmen und somit regulieren. Zum Beispiel beschleunigt und vertieft er bei physischer oder psychischer Belastung die Atmung. Die lebenswichtige Atemregulation erfolgt über verschiedene, z. T. miteinander verknüpfte Mechanismen.
Atemzentrum
Das AtemzentrumAtemzentrum liegt wie das Brech- und Kreislaufregulationszentrum in der Medulla oblongata, dem verlängerten Rückenmark, einem Teil des Hirnstamms (3.3.3). Hier werden alle die Atmung betreffenden Werte, wie Kohlendioxid-/Sauerstoffpartialdruck und pH-Wert des Blutes, zusammengefasst und zueinander in Beziehung gesetzt. Das Atemzentrum kann die Atemfrequenz, die Atemtiefe und den Atemrhythmus regulieren, indem es Impulse aussendet, die Atemmuskeln und Hilfsmuskeln zur Kontraktion veranlassen.
Kohlendioxidpartialdruck (pCO2)
Beim gesunden Menschen hat der pCO2 im arteriellen Blut den größten Einfluss auf die Atemregulierung. Steigt der pCO2 im Blut an (HyperkapnieHyperkapnie), wird die Atmung gesteigert. Fällt er im Blut ab (HypokapnieHypokapnie), wird die Atmung gehemmt. Eine Zunahme des pCO2 kann das Atemzeitvolumen etwa verzehnfachen.
Sauerstoffpartialdruck (pO2)
Steigt der pO2 im Blut an, wird die Atmung gehemmt. Fällt er im Blut ab (HypoxämieHypoxämie), wird die Atmung gesteigert. Eine Abnahme des pO2 unter 60 mmHg kann das Atemzeitvolumen etwa verdreifachen.
pH-Wert des Blutes
Neben den CO2- und O2-Partialdrücken ist der pH-Wert des Blutes die dritte atemregulierende Größe (3.9.3). Er liegt zwischen 7,35 und 7,45. Fällt der pH-Wert ab (AzidoseAzidose), wird die Atmung gesteigert. Steigt er an (AlkaloseAlkalose), wird die Atmung gehemmt. Ein Abfall des pH-Wertes kann das Atemzeitvolumen etwa vervierfachen.
Chemorezeptoren
Chemorezeptoren für den ChemorezeptorenpCO2pCO2, den ChemorezeptorenpO2pO2 und den pH-Wert (3.3.1) ChemorezeptorenpHfinden sich in der Medulla oblongata selbst, im Aortenbogen und an der A. carotis. Hier werden ständig die notwendigen Parameter registriert und zur Auswertung und Steuerung an das Atemzentrum geleitet, sodass die Atmung laufend an die Vorgänge im Organismus angepasst werden kann.
Einfluss des vegetativen Nervensystems
Neben der direkten Steuerung der Atemregulierung beeinflusst auch das vegetative Nervensystem über sogenannte β2-Rezeptoren die Atmung. Der Sympathikus (3.3.5) weitet die Atemwege (BronchodilatationBronchodilatation) und vermindert die BronchialsekretionBronchialsekretion. Der Parasympathikus hingegen verengt die Atemwege (Bronchokonstriktion) und steigert die BronchokonstriktionBronchialsekretion.

Sauerstoff- und Kohlendioxidtransport

Sauerstoff und Kohlendioxid können im Blut auf unterschiedliche Weise zu den Körperzellen bzw. in die Lunge transportiert werden. Sauerstoff wird überwiegend an das Hämoglobin der Erythrozyten gebunden (HämoglobinHbO2), wobei sich vier HbO2Sauerstoffmoleküle an jedes Hämoglobinmolekül anlagern (3.1.4). Darüber hinaus kann Sauerstoff auch an andere Bluteiweiße binden. Der geringste Teil des Sauerstoffs ist im Blut physikalisch gelöst.
Kohlendioxid ist gut in Wasser (H2O) löslich. Es verbindet sich in einer chemischen Reaktion mit Wasser zu Kohlensäure, die zu Protonen und Bikarbonat zerfällt. Als Bikarbonatfrei werdendes Bikarbonat (HCO3) wird das Kohlendioxid HCO3-hauptsächlich transportiert (3.9.3). Ein geringer Teil des Kohlendioxids kann jedoch auch am Hämoglobin der Erythrozyten gebunden (HbCO2) und so befördert werden. HbCO2
Sauerstoffsättigung (SpO2)
Die SpO2 gibt in Prozent der Sauerstoffsättigungmaximal möglichen Sauerstoffaufnahme an, wie viel Sauerstoff an Hämoglobin gebunden ist. Normalerweise liegt der SpO2-Wert im arteriellen Blut zwischen 95 und 100 %. Die Sauerstoffsättigung kann mittels der Pulsoxymetrie gemessen werden.
Mithilfe dieses Messverfahrens ist eine Beurteilung der respiratorischen Situation des Patienten möglich. Allerdings ist das Verfahren bei Erkrankungen, die mit einem Verlust von Erythrozyten oder Hämoglobin einhergehen (z. B. Blutverlust oder Anämie), nicht geeignet. Die bei Blutverlust im Gefäßsystem verbleibenden wenigen Erythrozyten sind zwar bestens mit Sauerstoff beladen. Durch den Blutverlust sind es aber insgesamt zu wenige Erythrozyten, um die Gewebe im Körper ausreichend mit Sauerstoff zu versorgen.

Praxistipp

Durch ein Überangebot an Sauerstoff kann die Sauerstoffsättigung und damit der Sauerstoffgehalt des Blutes nicht weiter ansteigen. Im Rahmen von Rauchgasinhalationen, Schock oder Anämie ist die Anwendung der Pulsoxymetrie zur Messung der Sauerstoffsättigung nicht geeignet.

Wiederholungsfragen

  • 1.

    Nennen Sie den Unterschied zwischen äußerer und innerer Atmung. (3.2)

  • 2.

    Beschreiben Sie den Verlauf der Atemwege. Trennen Sie zwischen den oberen und unteren Atemwegen sowie zwischen dem luftleitenden und dem gasaustauschenden System. (3.2.1)

  • 3.

    Wie hoch ist die Atemfrequenz eines Erwachsenen pro Minute in Ruhe? Wie oft atmet ein Neugeborenes? (3.2.2)

  • 4.

    Berechnen Sie das Atemzugvolumen für einen 75 kg schweren Mann. Wie hoch ist das Atemminutenvolumen? (3.2.2)

  • 5.

    Wie verlaufen Inspiration und Exspiration? (3.2.4)

  • 6.

    Benennen Sie die atmosphärische Luftzusammensetzung. Wie viel Sauerstoff enthält die Exspirationsluft? (3.2.5)

  • 7.

    Beschreiben Sie den Gasaustausch in der Lunge und an den Körperzellen. (3.2.6)

  • 8.

    Nennen Sie die atemregulierenden Größen und beschreiben Sie ihre Wirkung auf die Atmung. (3.2.7)

  • 9.

    Welchen Einfluss haben Sympathikus und Parasympathikus auf die Atmung? (3.2.7)

  • 10.

    Wie können Sauerstoff und Kohlendioxid im Blut transportiert werden? (3.2.8)

  • 11.

    Was gibt die Sauerstoffsättigung an? (3.2.8)

Nerven

Milliarden von Nervenzellen bilden das Nervensystem. Wegen ihrer hohen NervensystemSpezialisierung arbeitet das Nervensystem außerordentlich differenziert und präzise. Seine Grundfunktionen sind Aufnahme, Leitung, Verarbeitung, Speicherung und Bildung von Reizen.
Das Nervensystem ist das wichtigste Informations- und Kommunikationssystem im Körper. Daneben werden zusätzlich Informationen durch Hormone aus speziellen Hormondrüsen (z. B. Insulin aus dem Pankreas, 3.6.2) und durch Beeinflussung benachbarter Zellen mittels hormonähnlicher Wirkstoffe, sogenannter Mediatoren (z. B. Histamin), weitergegeben.
Die Informationsübermittlung in das Nervengewebe oder aus diesem heraus erfolgt mittels energetischer Potenziale, den sogenannten Aktionspotenzialen, die über Nerven geleitet werden. Durch Überträgersubstanzen (Transmitter) erfolgt die Übertragung der Aktionspotenziale auf die Empfangsstellen (Rezeptoren) der Organe. Umgekehrt können Rezeptoren von außen gereizt werden und Aktionspotenziale generieren. Auf diese Weise können Informationen aus der Umwelt in Richtung Rückenmark und Gehirn geleitet werden.
Zentrum des Nervensystems ist das Gehirn, das mit dem Rückenmark zum zentralen Nervensystem zählt. Beide Bestandteile des zentralen Nervensystems sind von den Hirnhäuten umgeben und geschützt. Daneben existiert das periphere Nervensystem, das aus dem Gehirn selbst und aus dem Rückenmark hervorgeht. Eine Besonderheit stellt das vegetative Nervensystem dar, das mit seinen beiden Anteilen Sympathikus und Parasympathikus die Funktionen der inneren Organe beeinflusst.

Nervenzellen

Nervenzellen (Neurone) Nervenzellezählen zu den größten Zellen Neuronim menschlichen Körper. Ihr charakteristisches Baumerkmal sind zahlreiche Fortsätze, die vom Nervenkörper (PerikaryonPerikaryon) abgehen (Abb. 3.17).
Die kurzen, wurzelähnlichen Ausläufer heißen Dendriten. Sie stehen mit benachbarten DendritNervenzellen in Verbindung und bilden die Aufnahmeorte von Reizen. Über sie werden Impulse zum Nervenkörper hingeleitet. Der lange Fortsatz wird Axon genannt. Axone leiten Aktionspotenziale von der AxonNervenzelle zu benachbarten Dendriten oder speziellen Zellrezeptoren. Sie enden in sogenannten Synapsen (s. dort).
Wegen ihrer hohen Spezialisierung sind Nervenzellen im Gegensatz zu anderen Zellen im Organismus nicht mehr teilungsfähig. Allenfalls das Axon besitzt die Fähigkeit, sich teilweise neu bilden zu können.
Membranpotenziale
Auslöser für die Entstehung von Membranpotenzialen sind elektrische und MembranPotenzialbiochemische Vorgänge an der Nervenzellmembran. Sie bauen einen Spannungsunterschied zwischen dem Zellinneren (Intrazellulärraum) und dem Zelläußeren (Extrazellulärraum) auf.
Ruhemembranpotenzial
Das Ruhemembranpotenzial ist mit einer RuhemembranpotenzialBatterie vergleichbar: Entlang einer semipermeablen Membran (2.2) bestehen zwischen dem Zellinneren und dem Zelläußeren unterschiedliche Konzentrationen von Ladungsträgern. Intrazellulär befinden sich viele Kaliumionen und wenig Natriumionen (3.9.2) sowie reichlich negativ geladene Proteine. Extrazellulär ist die Konzentration der Natriumionen hoch und die der Kaliumionen gering. Dadurch ist das Zellinnere gegenüber dem Zelläußeren insgesamt negativ geladen.
Potenziale schaffen, einem Elektromagneten ähnlich, elektrische Felder, die mit Elektroden gemessen werden können. Das Ruhemembranpotenzial wird als Spannung ausgedrückt und beträgt etwa –70 Millivolt (mV).
Aktionspotenzial
Wird nun die Zellmembran mit einem Stromstoß gereizt, öffnen sich in ihr kleine Kanäle, sodass Natriumionen von außen in das Zellinnere strömen können (SchwellenreizSchwellenreiz; Abb. 3.18). Dadurch ist der Stromkreis geschlossen und es fließt Strom. Durch diesen Stromfluss ändert sich das Membranpotenzial. Dieser Vorgang wird Depolarisation genannt. Durch die Depolarisation ändert sich für die DepolarisationDauer des Ionenflusses das elektrische Feld in der Umgebung der Zelle: Das Zellinnere wird im Membranbereich positiv und das Membranpotenzial beträgt maximal +30 mV. Auch diese Änderung kann mit Elektroden gemessen werden.
Repolarisation
Am Ende einer Depolarisation ist die Zelle in ihrem Inneren positiv geladen. In der nachfolgenden Zeit erholt sich die Zelle von ihrem Aktionspotenzial und stellt die ursprünglichen Konzentrationsverhältnisse wieder her. Die Repolarisation dient also der RepolarisationRückführung in das Ruhemembranpotenzial. Dies geschieht, indem Natriumionen aus der Zelle transportiert und Kaliumionen im Gegenzug in die Zelle gepumpt werden.
Transmitter
Transmitter sind Transmitterchemische Botenstoffe und dienen in unterschiedlicher Weise der Informationsübertragung im Körper. Sie sind einerseits an der Umwandlung eines elektrischen Signals aus dem Nervensystem in ein biochemisches Signal beteiligt; andererseits können im Blutplasma vorliegende Botenstoffe (z. B. Katecholamine aus dem Nebennierenmark,Katecholamine 3.7.2) direkt an einem Organ wirken.
Die bedeutendsten Transmitter und ihre Aufgaben sind in Tab. 3.6 dargestellt.
Rezeptoren
RezeptorenRezeptoren (Abb. 3.19) sind die „Antennen“ der Zellen. Sie nehmen Signale aus dem Körper auf und leiten sie in die Zellen der Organe weiter. Resultat ist ein in der Zelle messbarer Anstieg oder Abfall der Aktivität. Rezeptoren reagieren auf Transmitter, Drücke oder Reize in den Sinnesorganen (z. B. Schmerzempfindung in der Haut, Lichteinfall, Schallwellen). Tab. 3.7 zeigt die wichtigsten Gruppen von Rezeptoren im Körper und nennt Beispiele für ihre Transmitter und Lokalisation.
Synapse
Die im Nervenkörper erzeugten Aktionspotenziale breiten sich innerhalb weniger Millisekunden entlang des Axons aus. Die Aktionspotenziale werden an das Ende des Axons zu den Endaufzweigungen, den SynapseSynapsen (Abb. 3.19), geleitet. Synapsen bilden die Verbindungspunkte zwischen einem Axon und nachgeschalteten Strukturen wie Dendriten, Muskeln und Drüsen. Die Nervenimpulse werden über die Transmitter in den Synapsen weitergeleitet und mithilfe von Rezeptoren in ein biochemisches Signal umgewandelt.
Aufbau einer Synapse
Die präsynaptische Membran liegt am Membranpräsynaptischekolbenartig verdickten Ende des Axons. Sie enthält in Vesikel eingeschlossene Transmitter. Ihr gegenüber liegt die postsynaptische Membran, der die MembranpostsynaptischeRezeptoren für die Transmitter aufsitzen. Zwischen beiden Membranen liegt der etwa 50 nm breite synaptische Spalt, der Spalt, synaptischerElektrolytflüssigkeit und Enzyme enthält.

Einteilung des Nervensystems

Anatomische Gliederung
Topografisch werden zwei große Bereiche des Nervensystems unterschieden:
  • Zum zentralen Nervensystem (ZNS) gehören Gehirn und Rückenmark.

  • Das periphere Nervensystem (PNS) besteht aus Spinal- und Hirnnerven.

Funktionelle Gliederung
Bei der Gliederung nach den Funktionen des Nervensystems ergibt sich folgende Unterteilung (Tab. 3.8):
  • Das animale (willkürliche) Nervensystem umfasst das motorische System, das die quergestreifte Muskulatur innerviert, das sensorische System, das Wahrnehmungen aus den Sinnesorganen vermittelt, und das sensible System, das Eindrücke von Rezeptoren sammelt.

  • Das vegetative (autonome, unwillkürliche) Nervensystem besteht aus den beiden Anteilen Sympathikus und SympathikusParasympathikus, die auf die inneren ParasympathikusOrgane einwirken und darüber die Körperfunktionen im Gleichgewicht halten. Aus dieser Funktion heraus wird verständlich, dass das vegetative Nervensystem autonom ist, also nicht dem Willen des Menschen folgt.

Zentrales Nervensystem (ZNS)

Hüllen und Hohlräume des ZNS
Hirn- und Rückenmarkshäute
Gehirn und Rückenmark liegen geschützt innerhalb knöcherner Strukturen und sind an ihrer Oberfläche von den sogenannten Hirnhäuten (Meningen) MeningenHirnHäuteumgeben. Diese werden nach Beschaffenheit und Aussehen unterschieden und benannt:
  • Harte Hirnhaut (Dura mater)

  • Weiche Hirnhaut (Leptomeninx), bestehend aus:

    • Spinnwebenhaut (Arachnoidea)

    • Zarter Hirnhaut (Pia mater)

Merke

Eine Entzündung der Hirnhäute heißt Meningitis.

Dura mater
Die harte Hirnhaut (Dura Dura matermater) ist eine feste, aus Bindegewebe bestehende Haut, die dem Schädelknochen von innen fest anhaftet. Dazwischen verlaufen Arterien, welche die Dura mater und die platten Schädelknochen versorgen (Aa. meningeae).
Im Bereich der Wirbelsäule liegt zwischen Knochen und Dura mater ein von Fett und Venen gefüllter Raum (EpiduralraumEpiduralraum).
Duplikaturen von Dura mater erzeugen im Gehirn Hohlräume (SinusSinus), die venöses Blut enthalten (Sinus durae matris) und zugleich Gehirnstrukturen voneinander abgrenzen (z. B. Falx cerebri).

Merke

Eine Verletzung der Hirnhautarterien führt zu einer Einblutung zwischen Schädelknochen und Dura mater, die als epidurales HämatomepiduralesHämatom (EDH) bezeichnet wird (18.4).

Zwischen der Dura mater und der Arachnoidea liegt der SubduralraumSubduralraum, der als kleiner Spalt Kapillaren enthält.

Merke

Eine Blutung in den Subduralraum wird als subdurales HämatomsubduralesHämatom (SDH) bezeichnet (18.4).

Leptomeninx
Die weiche Hirnhaut (Leptomeninx) kann in Arachnoidea mater und Pia mater unterteilt werden.
Arachnoidea
Die Spinnwebenhaut (ArachnoideaArachnoidea) besteht aus einem dünnen Häutchen, das unterhalb der Dura mater anhaftet und von dem aus feine „spinnwebenartige“ Bindegewebsfäden zur Gehirn- bzw. Rückenmarksoberfläche ziehen, ohne in die einzelnen Furchen hineinzureichen. Die auf diese Weise entstehende Höhle ist der Subarachnoidalraum, in dem zahlreiche SubarachnoidalraumArterien verlaufen und der den äußeren Liquorraum bildet.

Merke

Einblutungen in den Subarachnoidalraum heißen SubarachnoidalblutungSubarachnoidalblutungen (SAB, 15.3).

Pia mater
Die zarte Hirnhaut (Pia mater) liegt als dünnes, transparentes und gefäßführendes Häutchen direkt der Gehirn- bzw. Rückenmarksoberfläche auf und reicht dabei in alle Furchen hinein. Dadurch wird das Gehirn bzw. Rückenmark von den übrigen Strukturen abgegrenzt.
Ventrikelsystem und Liquorräume
Hohlräume (Ventrikel) im Inneren des Gehirns und des Rückenmarks sowie der Subarachnoidalraum enthalten Liquor Liquor cerebrospinaliscerebrospinalis. Nach ihrer Lage werden sie in die inneren und äußeren Liquorräume unterteilt:
  • Der Subarachnoidalraum bildet den äußeren Liquorraum.

  • Die inneren Liquorräume bestehen im Gehirn aus vier Hirnventrikeln und im Rückenmark aus dem Zentralkanal.

GehirnwasserGehirnWasser (Liquor cerebrospinalis) ist eine klare Flüssigkeit, die in den Hirnventrikeln gebildet wird und neben geringen Mengen an Leukozyten und Eiweißen einen Zuckergehalt von etwa 60 mg/dl (3,3 mmol/l) aufweist. Der Liquor umhüllt das gesamte ZNS und schützt es so vor Stößen. Insgesamt werden täglich etwa 600 ml Liquor produziert, die im Subarachnoidalraum rasch wieder resorbiert werden.
Gehirn
Das Gehirn (Abb. 3.20) Gehirnist das wichtigste Organ des ZNS. Es liegt geschützt zwischen Schädelbasis und Schädelkalotte in der Schädelhöhle (3.5.3). Die wesentliche Aufgabe des Gehirns ist es, Informationen von Sinneswahrnehmungen aus der Umwelt zu verarbeiten, motorische Vorgänge zu steuern und die inneren Organe zu kontrollieren. Das Gehirn ist generell für alle Aktivitäten – sowohl bewusste als auch unbewusste – verantwortlich. Es kann auch als Sitz der Persönlichkeit eines Menschen mit all seinen Gefühlen, Gedanken und Begabungen bezeichnet werden.
Das Gehirn besteht aus über 14 Milliarden Nervenzellen, von denen jede einzelne wiederum über Fortsätze mit bis zu 10 000 anderen Nervenzellen bis in das Rückenmark hinein verbunden ist.
Die Oberflächenbeschaffenheit des Gehirns ähnelt einer Walnuss und seine Konsistenz einem Pudding. Bei einem ausgewachsenen Menschen wiegt es durchschnittlich 1,3 Kilogramm. Heute gilt es als ausgeschlossen, dass ein Zusammenhang zwischen der Größe des Gehirns und der Intelligenz eines Menschen besteht.
Das Gehirn setzt sich aus mehreren, entwicklungsgeschichtlich unterschiedlich alten Abschnitten zusammen, die auch unterschiedliche Aufgaben wahrnehmen (Tab. 3.9).

Merke

Über zwei dicke Nervenstränge – die sogenannte Pyramidenbahn, NervensystemPyramidenbahn – ist das Großhirn mit der Skelettmuskulatur verbunden. Dabei kreuzen die Fasern der rechten Gehirnhälfte auf die linke Seite und umgekehrt. Das führt dazu, dass die rechte Gehirnhälfte die linke Körperhälfte steuert und umgekehrt.

Blutversorgung des Gehirns
Die arterielle Blutversorgung des Gehirns erfolgt über die rechte und linke A. carotis und zwei Arterien der Wirbelsäule (Aa. vertebralis, die sich in der A. basilaris vereinigen), die einen kleinen, eigenständigen Kreislauf (Circulus arteriosus cerebriCirculus arteriosuscerebri bzw. Circulus arteriosus WillisiiCirculus arteriosusWillisii) bilden und verschiedene Abgänge ausbilden (Abb. 3.21). Die Blutgefäße des Hirnarterienrings verlaufen im Subarachnoidalraum und können die Hirndurchblutung in Grenzen unabhängig vom systemischen Blutdruck konstant halten (Autoregulation). In der Hirnsubstanz selbst finden sich viele Kapillaren zur weiteren Blutversorgung, die aus den Arterien im Subarachnoidalraum entspringen. Pro Minute erhält das Gehirn etwa 750 ml Blut (≈15 % des HMV) zur Durchblutung.
Der venöse Abfluss des Blutes aus dem Gehirn erfolgt über die Hirnsinus in die V. jugularis interna und von dort über die obere Hohlvene in den rechten Herzvorhof.

Achtung

Durchblutungsstörungen im Gehirn können vielfache Ursachen haben. Am häufigsten ist der SchlaganfallSchlaganfall (Apoplex,Apoplex siehe Schlaganfall 15.2). Ebenso kann ein Schädel-Hirn-TraumaSchädel-Hirn-Trauma (18.4) die Durchblutung des Gehirns empfindlich stören. Sauerstoffmangel im Gehirn führt zwangsläufig nach einigen Sekunden zur Bewusstlosigkeit und nach wenigen Minuten zum Untergang von Nervengewebe.

Bewusstsein
Arbeiten die verschiedenen Bereiche des zentralen Nervensystems ungestört zusammen, ist der Mensch bei Bewusstsein.
Das quantitative Bewusstsein wird durch Bewusstseinden Wachheitsgrad (Vigilanz) des Menschen bestimmt. Wachheitsstufen reichen von Benommenheit (Somnolenz) über tiefen Schlaf (Sopor) bis hin zum Koma (15.1).
Die qualitativen Bewusstseinsstörungen zeichnen sich durch verminderte Bewusstseinsklarheit (z. B. Halluzinationen) aus. Bewusstseinsklare Menschen sind zur eigenen Person, zur Situation, zu Ort und Zeit orientiert und ihre Gedanken folgen formal-logischen Denkabläufen (z. B. gezieltes Antworten auf Fragen).
Weitere Bewusstseinsqualitäten sind:
  • Reaktion auf Reize (z. B. Schmerz, Rütteln an den Schultern)

  • Ungestörte Sinneswahrnehmungen (Sehen, Hören, Riechen, Schmecken, Fühlen/Tasten)

  • Merkfähigkeit und Erinnerung

  • Bewegungsfähigkeit (Funktion der Skelettmuskulatur)

  • Intakte Schutzreflexe: Husten, Schlucken, Niesen

Ein uneingeschränktes Bewusstsein wird begrifflich als klar, wach oder orientiert zusammengefasst.

Achtung

In Abhängigkeit von der Tiefe einer quantitativen Bewusstseinsstörung verliert der Patient sein qualitatives Bewusstsein bis zu einem vollständigen Ausfall lebenswichtiger Schutzreflexe.

Rückenmark
Das Rückenmark ist etwa 40–50 cm lang Rückenmarkund reicht von der Unterseite des Gehirns bis in den Bereich des zweiten Lendenwirbels. Sein Durchmesser beträgt etwa 1 cm und es wiegt etwa 25 g. Der röhrenförmige Aufbau des Rückenmarks ermöglicht seine Lage im Wirbelkanal (WirbelKanalSpinalkanal,SpinalkanalAbb. 3.22) im Inneren der Wirbelsäule (3.5.3).
Die Nervenzellen des Rückenmarks bilden dabei einen Nervenstrang, der wie ein NervenstrangInformationskabel der Signalübermittlung dient: Sensorische und sensible Informationen aus der Körperperipherie werden empfangen und in das Gehirn weitergeleitet. Aus dem Gehirn werden motorische Befehle an die Nerven des peripheren Nervensystems abgegeben.
Das Rückenmark folgt einer segmentalen Gliederung in acht Gebiete des Halsmarks (C1 bis C8), zwölf Gebiete des Brustmarks (Th1 bis Th12), fünf Gebiete des Lendenmarks (L1 bis L5), vier bis fünf Segmente des Kreuzbeingeflechts (S1 bis S4/5) und ein bis drei Steißbeinsegmente (Co1 bis Co3). Aus den einzelnen Rückenmarkssegmenten entspringen die RückenmarkSegmenteNervenwurzeln der peripheren Nerven (Spinalnerven). Obwohl das Rückenmark kürzer als die Wirbelsäule ist, verlassen die Spinalnerven den Wirbelkanal erst in SpinalnervenHöhe des zugehörigen Wirbels. Auf der Haut lassen sich sensibel versorgte Hautareale (Dermatome) mit Bezug zum Dermatomentsprechenden Rückenmarkssegment identifizieren.

Praxistipp

Insbesondere bei traumatologischen Notfällen unter Mitbeteiligung des Rückenmarks (z. B. QuerschnittslähmungQuerschnittslähmung, 18.3) können aufgrund von Ausfallerscheinungen der Hautsensibilität Rückschlüsse auf die Höhe einer Rückenmarksverletzung gezogen werden. Dabei gilt als ein wichtiger Orientierungspunkt, dass das Hautareal um den Bauchnabel herum dem zehnten Brustsegment (Th10) entspricht.

Peripheres Nervensystem (PNS)

Als Nervenfaser bezeichnet man den Fortsatz einer Nervenzelle. Mehrere Nervenfasern sind meist durch Hüllen aus Bindegewebe zu Nerven zusammengefasst. Die Versorgung von Organen oder Körperteilen mit Nervenfasern und deren Reizübertragung bezeichnet man als Innervation. Die Innervation dient der Steuerung von Körpervorgängen durch Reizausübung (Erregung) und Reizwahrnehmung.
Das periphere Nervensystem umfasst die Gesamtheit aller Hirn- und Rückenmarksnerven, sobald diese die Rückenmarkssegmente oder den Hirnstamm verlassen haben, außerdem alle Ganglien und Rezeptoren, soweit sie außerhalb des zentralen Nervensystems (ZNS) liegen.
Das periphere Nervensystem verbindet somit das zentrale Nervensystem mit dem Körper über 43 Nervenpaare. Davon stammen 12 Hirnnervenpaare aus dem Gehirn und 31 bzw. selten 32 Spinalnervenpaare aus dem Rückenmark.
Die Hirnnerven (HN) entspringen direkt dem Gehirn und durchqueren die Schädelbasis. Ihre Hauptversorgungsgebiete sind der Kopf, der Hals und die Thoraxeingeweide. Die wichtigsten HirnnervenHirnNerven sind:
  • N. oculomotorius (III. HN): Einstellung der Pupillenweite

  • N. facialis (VII. HN): Innervation der mimischen Muskulatur und der Zunge

  • N. vagus (X. HN): Parasympathikus im Kopf-, Hals-, Thorax- und Abdomenbereich

Aus den Zwischenwirbellöchern rechts und links der Wirbelsäule treten die Spinalnerven aus dem Rückenmark aus und bilden die peripheren Nerven. Die Nerven enthalten Axone, die als Fortsätze aus den Nervenzellkörpern des ZNS stammen und über Bindegewebshüllen gegeneinander isoliert sind.

Vegetatives Nervensystem (VNS)

Das vegetative Nervensystem gliedert sich in zwei Teile: Sympathikus und Parasympathikus. Sie beeinflussen durch ihr antagonistisches Zusammenspiel die Tätigkeit sämtlicher innerer Organe im Körper nahezu gegenläufig. Dabei werden Sympathikus und Parasympathikus dergestalt reguliert, dass Aktivität und Entspannung der Organe im Gleichgewicht bleiben (Tab. 3.10).
Der Sympathikus entspringt dem Brust- und SympathikusLendenmark des Rückenmarks und bildet den sogenannten sympathischen Grenzstrang. Er bewirkt zumeist eine Leistungssteigerung von Herz, Lunge und Muskulatur in Stress- und Gefahrenmomenten.
Neben einigen weiteren Hirnnerven stellt der N. vagus den wichtigsten Teil des Parasympathikus dar. Außerdem Parasympathikusentspringen dem Kreuzbeingeflecht zusätzliche parasympathische Fasern. Der Parasympathikus bewirkt die Entspannung und Regeneration des Körpers und dient dem Energieaufbau.

Merke

Am vegetativen Nervensystem wirken zahlreiche Medikamente. So führen z. B. Katecholamine wie Adrenalin (z. B. Suprarenin®) zu einer Aktivitätszunahme des sympathischen Systems. Atropinsulfat (z. B. Atropin®) blockiert das parasympathische System und stimuliert somit indirekt den Sympathikus.

Wiederholungsfragen

  • 1.

    Welche Hauptaufgaben hat das Nervensystem? (3.3)

  • 2.

    Welche charakteristischen Baumerkmale prägen die Nervenzelle? Nennen Sie ihre Funktionen. (3.3.1)

  • 3.

    Wie kommt das Ruhemembranpotenzial zustande? (3.3.1)

  • 4.

    Was sind Transmitter und welche Aufgaben haben sie? (3.3.1)

  • 5.

    Was ist eine Synapse und wo sind Synapsen lokalisiert? Beschreiben Sie den Aufbau einer Synapse und ihre Funktionsweise. (3.3.1)

  • 6.

    Gliedern Sie das Nervensystem nach seiner Lage im Körper. Welche Bereiche werden unterschieden und welche Aufgaben haben sie? (3.3.2)

  • 7.

    Welche Gebiete des Nervensystems können bei einer Gliederung nach seinen Funktionen unterschieden werden? Nennen Sie ihre Funktionen. (3.3.2)

  • 8.

    Benennen Sie die Hirn- und Rückenmarkshäute, beschreiben Sie ihre Lage zueinander und erläutern Sie ihre Funktionen. (3.3.3)

  • 9.

    Was ist Liquor? Wo kommt er vor und welche Aufgaben erfüllt er? (3.3.3)

  • 10.

    Erläutern Sie die wichtigsten Funktionen des Gehirns anhand der unterschiedlichen Gehirnabschnitte. (3.3.3)

  • 11.

    Wie erfolgt die arterielle Blutversorgung des Gehirns? Wo sind die Hirnarterien lokalisiert? Welche großen Körperarterien ermöglichen seine Versorgung? (3.3.3)

  • 12.

    Welchem Funktionsprinzip folgt das vegetative Nervensystem? (3.3.5)

  • 13.

    Erläutern Sie die Wirkung des vegetativen Nervensystems an Herz, Bronchien, Arterien, Magen-Darm-Trakt und Pupillen. (3.3.5)

Sinnesorgane

SinnesorganeMithilfe der Sinnesorgane nimmt der menschliche Körper Eindrücke aus der Umwelt wahr. Diese Sinneseindrücke werden über das Nervensystem in das Gehirn weitergeleitet. Dort werden sie dem Menschen bewusst. Zu den Sinnesorganen zählen:
  • Haut (Tastsinn, Temperatur, Schmerz)

  • Augen (Sehen)

  • Ohr (Hören, Gleichgewicht)

  • Nase (Riechen, 3.2.1)

  • Zunge (Geschmack, 3.6.1)

Verschiedene Sinneseindrücke sind miteinander vernetzt. So reagieren die Augen auf Veränderungen im Gleichgewicht. Mit der Wahrnehmung bestimmter Gerüche über die Nase wird der dazugehörige Geschmack assoziiert.

Haut

HautDie Haut (Abb. 3.23) ist mit einer Fläche von 1,5–2 Quadratmetern und einem Eigengewicht von etwa ⅙ des Körpergewichts das größte Organ des menschlichen Körpers. Sie überzieht als derb-elastische Hülle die äußere Oberfläche des Körpers und geht an den Körperöffnungen in die Schleimhaut über. Die Haut gliedert sich in drei Schichten:
  • Die Oberhaut (Epidermis) OberhautEpidermisbesteht aus einem mehrschichtigen, verhornten Plattenepithel, das über zapfenartige Vorstülpungen (Papillen) mit der darunter liegenden Lederhaut verbunden ist. Die Oberhaut enthält keine Blutgefäße.

  • Die Lederhaut (CoriumCorium) Lederhautbesteht aus elastischem, kollagenem Bindegewebe, das die mechanische Widerstandsfähigkeit der Haut ermöglicht. Die Lederhaut enthält Blut- und Lymphgefäße und die meisten Hautanhangsgebilde, wie Haarwurzeln HautAnhangsgebildemit Talgdrüsen, Schweißdrüsen, Tastkörperchen sowie freie Nervenendigungen zur Schmerzempfindung und als Kälte- und Wärmerezeptoren.

  • Die Unterhaut (Subkutis) Unterhautist eine Verschiebeschicht Subkutiszwischen der Haut und den tiefer liegenden Faszien der Muskulatur. In der Unterhaut findet sich vermehrt Fettgewebe. Dieses dient der FettgewebePolsterung und Wärmeisolation, es enthält bereits größere Blutgefäße und kleinere Nerven.

Merke

Wunden führen zu einer Kontinuitätsunterbrechung der Haut.

Die Haut ist ein äußerst vielseitiges Organ und für die Beurteilung von Verletzten und Kranken (6.2.1) besonders bedeutsam. Die wichtigsten Funktionen der Haut sind:
  • Wärmeregulation

  • Mechanischer Schutz und Widerstandsfähigkeit

  • Schutz vor dem Eindringen von Mikroorganismen über den Säureschutzmantel der Haut

  • Schutz vor Verdunstung und Beteiligung an der Regulation des Wasser-Elektrolyt-Haushalts

  • Tastsinn über eingelagerte Rezeptoren

  • Schmerz- und Temperaturempfindung über freie Nervenenden

Auge

Die Augen (Abb. 3.24) Augesind im vorderen Teil der knöchernen Augenhöhle (Orbita, 3.5.3) eingebettet und stellen einen vorgelagerten Teil des Gehirns dar. Augenmuskeln ermöglichen den Augen eine beachtliche Bewegungsfähigkeit. Die Augenlider – Ober- und Unterlid – sind bewegliche Hautfalten, die gemeinsam mit der Orbita dem Auge einen erheblichen Schutz gegenüber äußeren Einflüssen bieten.
Das Auge ist aus drei Hüllen aufgebaut:
  • Die äußere Hülle des Auges ist die Bindehaut (BindehautKonjunktivaKonjunktiva). Sie besteht im vorderen Teil des Auges aus Hornhaut (Kornea) und geht im Hornhautoberen und unteren Teil in die LederhautLederhaut (SkleraSklera) über. Die Bindehaut bestimmt im Wesentlichen Form und Widerstandsfähigkeit des Augapfels. Als feucht glänzende Schleimhaut mit zahlreichen hellroten Blutgefäßen legt sie sich unter Freilassung der Hornhaut über den Augapfel. Die Bindehaut verbindet Lider und Augapfel zu einer beweglichen Einheit.

  • Die mittlere Hülle des Auges besteht aus der Regenbogenhaut (Iris), dem RegenbogenhautIrisZiliarkörper und der ZiliarkörperAderhautAderhaut (Chorioidea). Zwischen Regenbogenhaut und Bindehaut liegt die vordere AugenkammerAugenkammer, die das Kammerwasser zur Ernährung von Binde- und Regenbogenhaut enthält. In der Mitte der Regenbogenhaut gibt es eine kreisrunde Aussparung, die Pupille. Zwischen Pupille und GlaskörperGlaskörper befindet sich die am Ziliarkörper aufgehängte Linse, die mit der Regenbogenhaut die hintere Augenkammer bildet. Hornhaut und LinseLinse stellen zusammen den optischen BrechapparatBrechapparat, optischer dar. Über Kontraktion und Entspannung des Ziliarkörpers verändert die Linse ihre Form und damit ihre Brechkraft. Wie bei einem Fotoapparat dient sie der Fokussierung des einfallenden Lichts und ermöglicht so eine scharfe Abbildung auf der Netzhaut. Im hinteren Teil des Auges geht die Regenbogenhaut in die Aderhaut über. Diese verfügt über ein umfangreiches Gefäßnetz und stellt ein wichtiges Blutreservoir mit Ernährungsfunktionen für das Auge dar. Der wasserklare und gallertartige GlaskörperGlaskörper füllt den Raum zwischen Linse und Netzhaut aus und gilt als mechanischer Puffer.

  • Die innerste Hülle des Auges ist die NetzhautNetzhaut (RetinaRetina). Sie liegt am hinteren Rand des Auges und ist der Ort des Sehens. Sie enthält die Sehzellen (SehzellenFotorezeptorenFotorezeptoren: Stäbchen und Zapfen), die über den optischen Brechapparat die Lichtimpulse aufnehmen und als Nervenimpulse über den Sehnerv in den okzipitalen Teil des Großhirns (3.3.3) (Sehzentrum) weiterleiten.

Achtung

Eine Abflussbehinderung zwischen hinterer und vorderer Augenkammer kann den Augeninnendruck erhöhen und auf diese Weise einen GlaukomAnfallGlaukomanfall auslösen (23.1.2).

Ohr

Das Ohr (Abb. 3.25) Ohrbesteht aus Außen-, Mittel- und Innenohr und dient als Hör- und Gleichgewichtsorgan. Beim Hörvorgang werden Schallwellen aus der Umgebung aufgenommen und in Nervenimpulse umgewandelt. Die Gleichgewichtswahrnehmung erfolgt über Lageveränderungen des Körpers.
Das AußenohrAußenohr besteht aus der Ohrmuschel und dem äußeren Gehörgang. Die Ohrmuschel ist aus elastischem Knorpel aufgebaut, der von Haut überzogen ist. Wie ein Trichter erfasst sie Schallwellen aus der Umwelt, die über den äußeren Gehörgang zum Trommelfell weitergeleitet werden.
Das Mittelohr (MittelohrPaukenhöhle) wird vom Außenohr durch das TrommelfellTrommelfell luftdicht abgegrenzt. In der PaukenhöhlePaukenhöhle liegen die drei Gehörknöchelchen Hammer, GehörknöchelchenAmboss und HammerSteigbügel,Amboss die über kleine Gelenke Steigbügelmiteinander verbunden sind. Der Hammer ist mit dem Trommelfell verwachsen. Gerät nun das Trommelfell durch die eintreffenden Schallwellen in Schwingungen, bewegen sich die Gehörknöchelchen mit und leiten die Schalldruckwellen auf diese Weise in das Innenohr weiter. Um einen Druckausgleich im Mittelohr herstellen zu können, besteht über die OhrtrompeteOhrtrompete (Eustachi-RöhreEustachi-Röhre, Tuba auditiva Eustachii) eine Verbindung zum Rachenraum.

Achtung

Das Mittelohr ist nur über einen dünnen Knochen der Schädelbasis (3.5) und die Hirnhäute vom Gehirn getrennt. Eine Blutung aus dem Ohr im Rahmen eines Schädel-Hirn-Traumas erfordert die Verdachtsdiagnose einer SchädelbasisFrakturSchädelbasisfraktur (18.4).

Das InnenohrInnenohr ist vom Mittelohr durch einen Knochen mit zwei kleinen Öffnungen getrennt. Im Innenohr befinden sich die für den Hörvorgang und die Gleichgewichtswahrnehmung maßgeblichen GleichgewichtssinnOrgane, die Schnecke (CochleaCochlea) und die Bogengänge (Vestibularorgan).
Die SchneckeSchnecke besteht aus einem flüssigkeitsgefüllten Raum. Durch die Schalldruckwellen wird die Flüssigkeit (EndolympheEndolymphe) in Bewegung versetzt. Die strömende Flüssigkeit in den Schneckengängen reizt die Härchen der Hörzellen. Diese Reize lösen elektrische Impulse aus, die in das Hörzentrum im Großhirn weitergeleitet werden.
Das VestibularorganVestibularorgan besteht aus drei Bogengängen und zwei Vorhofsäckchen, die ebenfalls mit Endolymphe gefüllt sind. Die Bogengänge registrieren Drehbewegungen wie Nicken, Wenden und Drehen des Kopfes, die Vorhofsäckchen ermöglichen die Realisierung von Linearbeschleunigungen wie Vorwärts- und Rückwärtsgehen. Lageveränderungen bewirken die Strömung der Endolymphe. Ähnlich dem Hörvorgang werden hier die mechanischen Vorgänge in elektrische Impulse umgewandelt, die allerdings in das Kleinhirn geleitet werden.

Wiederholungsfragen

  • 1.

    Beschreiben Sie den Aufbau der Haut und erläutern Sie die Funktionen der einzelnen Teile. (3.4.1)

  • 2.

    Beschreiben Sie den Aufbau des Auges und erläutern Sie die Aufgaben der einzelnen Teile. (3.4.2)

  • 3.

    Beschreiben Sie den Aufbau des Ohrs und erläutern Sie die Funktionen der einzelnen Teile. (3.4.3)

Stütz- und Bewegungsapparat

Der Stütz- und Bewegungsapparat des menschlichen Körpers sorgt für die Formgebung des Körpers, ermöglicht ihm Haltung und Bewegung und schützt sensible Körperstrukturen, wie Gehirn, Rückenmark, Herz und Lunge. Für diese Aufgaben ist er aus festen und beweglichen Körperstrukturen (Knochen, Gelenke und Muskeln) zusammengesetzt.
Es wird der passive vom aktiven BewegungsapparatBewegungsapparat unterschieden:
  • Unter dem passiven Bewegungsapparat versteht man die Bänder, Bindegewebe, Knorpel und Knochen des Skeletts. Mit seinen über 200 Knochen, Sehnen und Bändern dient er als Stütz- und Gerüstfunktion der Weichteile.

  • Der aktive Bewegungsapparat umfasst die gesamte Skelettmuskulatur mit ihren Hilfseinrichtungen. Die komplette Muskulatur (3.5.4) setzt sich aus etwa 630 Einzelmuskeln zusammen und macht beim Mann ca. 40–50 % und bei der Frau ca. 30–40 % des gesamten Körpergewichts aus.

Aufbau eines Röhrenknochens

Im Aufbau eines KnochensKnochenAufbau (z. B. Röhrenknochen, Abb. 3.26) werden äußerlich drei Bereiche unterschieden:
  • Der KnochenschaftKnochenSchaft wird als Diaphyse bezeichnet und besteht aus Diaphyseeiner harten Rinde (Kompakta), welche die mit Fettmark Kompaktaausgefüllte Markhöhle (MarkhöhleKnochenmarkKnochenMark) umschließt. Umhüllt ist der Knochenschaft von der KnochenhautKnochenHaut (PeriostPeriost). In ihr verlaufen die Nerven und die Gefäße, die in den Knochen ziehen und ihn ernähren.

  • An den Knochenenden befinden sich die von Knorpelgewebe überzogenen Gelenkflächen, die EpiphysenEpiphyse. Sie sind mit einer schwammartig aussehenden, harten Substanz (Spongiosa) ausgekleidet, die räumlich Spongiosaso angeordnet ist, dass sie bei geringem Eigengewicht optimale Festigkeit gewährleistet.

  • Zwischen den erstgenannten beiden Strukturen liegt die Wachstumszone (WachstumszoneMetaphyse oder MetaphyseEpiphysenfugeEpiphyseFuge). Von dieser Region geht im Kindes- und Jugendalter das Knochenlängenwachstum aus. Später verknöchert sie.

Größe, Form und innere Struktur der verschiedenen Knochen richten sich nach ihrer Funktion. Neben den Röhrenknochen gibt es noch kurze Knochen (z. B. Hand- und Fußwurzelknochen) und flache/platte Knochen (z. B. Schädel, Schulterblatt). Knochen, die in keine dieser Gruppen passen, werden als unregelmäßig geformte Knochen bezeichnet (z. B. Wirbelknochen).

Knochenverbindungen

Miteinander verbunden sind die einzelnen Knochen über Gelenke (nicht kontinuierliche, bewegliche Verbindungen) und HaftenHaften (kontinuierliche Verbindungen, z. B. Kreuzbein).
Gelenkaufbau
Gelenke bestehen aus den GelenkAufbaufolgenden Anteilen (Abb. 3.27):
  • Gelenkkopf und Gelenkpfanne: Sie sind mit Knorpel überzogen und bezeichnen die am Gelenk beteiligten Knochenenden.

  • Gelenkkapsel: Sie setzt an der Knochenhaut an und umschließt das komplette Gelenk als bindegewebige Membran.

  • Gelenkschmiere: Sie befindet sich in dem Spalt zwischen Gelenkkopf und -pfanne. Zum einen verhindert sie die Reibung bei Bewegungen, zum anderen ernährt sie den gefäßlosen Knorpel über Diffusion. Außerdem dient sie als Puffer bei Druckbelastungen.

  • Gelenkbänder: Die Bänder sind straffe Fasern aus Bindegewebe, die von Knochen zu Knochen ziehen und mit der Kapsel verwoben sind. Sie geben zusätzliche Stabilität. Das Körpergewicht und die Muskeln halten die Gelenke ebenfalls zusammen.

Gelenkformen
Die Gelenke werden nach ihren GelenkFormenBewegungsmöglichkeiten unterteilt:
  • Einachsige Gelenke: Das Scharniergelenk, z. B. im Finger, Scharniergelenklässt als Bewegung nur das Beugen und Strecken (Bewegung in einer Ebene) zu.

  • Zweiachsige Gelenke: Sie erlauben Bewegungen um zwei Hauptachsen. Beispiele hierfür sind das Sattelgelenk des Daumens oder das SattelgelenkEigelenkEigelenk zwischen Hand und Unterarm.

  • Dreiachsige Gelenke: Der typische Vertreter dieser Gelenkform ist das Kugelgelenk, z. B. das Hüftgelenk. KugelgelenkHier sind auch kreisende Bewegungen in alle Richtungen möglich.

Man findet auch Kombinationen aus verschiedenen Gelenken, so z. B. das Drehscharniergelenk im Knie oder das DrehscharniergelenkEllenbogengelenk, das sich sogar aus drei Gelenken zusammensetzt.

Das menschliche Skelett

Das menschliche Skelett (Abb. 3.28) wird in drei Bereiche gegliedert:
  • Schädel

  • Rumpf

  • Extremitäten

Schädel
Die knöchernen Strukturen des Schädels (Abb. 3.29, Abb. 3.30) werden in Hirn- und Gesichtsschädel unterteilt.
Der Hirnschädel besteht aus dem Schädeldach und der Schädelbasis. Das SchädeldachSchädeldach wird aus dem StirnbeinStirnbein, den beiden Scheitel- und ScheitelbeinSchläfenbeinenSchläfenbein und dem größten Teil des HinterhauptbeinsHinterhauptbein gebildet. Die komplette untere Begrenzung der Schädelhöhle wird als SchädelbasisSchädelbasis bezeichnet, die in die vordere, mittlere und hintere Schädelgrube unterteilt wird. In jeder dieser Gruben gibt es zahlreiche Löcher, durch die Nerven und Gefäße aus der Schädelhöhle austreten. Die größte Öffnung ist das HinterhauptslochHinterhauptsloch (Foramen magnum); hier verlassen das Foramen magnumRückenmark sowie Nerven und Blutgefäße die Schädelhöhle.
Der GesichtsschädelGesichtsschädel besteht aus mehreren Anteilen. Zu seinen wichtigsten Knochen gehören:
  • Der Unterkiefer mit den UnterkieferZahnfächernZahnfächer.

  • Der OberkieferOberkiefer, der Anteile der knöchernen Nasenhöhle und den Boden der knöchernen Augenhöhle (Orbita) OrbitaAugenhöhlebildet; zusätzlich gibt es auch hier Zahnfächer.

  • Das JochbeinJochbein, es begrenzt die Augenhöhle seitlich.

  • Das NasenbeinNasenbein, welches den oberen Teil des Nasenrückens bildet (anschließend Knorpel).

Rumpf
Rumpf, AufbauAls Rumpf wird die Kombination aus Wirbelsäule, Brustkorb und Becken bezeichnet.
Wirbelsäule
Der aufrechte Gang des Menschen wird maßgeblich durch die Wirbelsäule (Abb. 3.31) und das Becken ermöglicht. Die Wirbelsäule ist durch die zwischen den Wirbelknochen liegenden BandscheibenBandscheiben sehr beweglich. Diese dienen als Puffer und vermindern die Reibung bei Bewegungen. Insgesamt besteht die Wirbelsäule aus 33 bis 34 Wirbeln, die sich in ihrer Form bis auf zwei Ausnahmen sehr ähneln. Die Bestandteile des Wirbelknochens sind:
  • Wirbelkörper

  • Wirbelbogen

  • Dornfortsatz

  • Zwei Querfortsätze

  • Vier Gelenkfortsätze

Zwischen den Wirbelkörpern und den Dornfortsätzen existiert ein Hohlraum (Wirbelloch). Die Wirbellöcher bilden den Wirbel- oder SpinalkanalSpinalkanal, durch den das RückenmarkRückenmark zieht. Seitlich treten die Spinalnerven aus. Aufgrund der zunehmenden Körperlast nimmt auch die Größe der Wirbelkörper von oben nach unten zu.
Die Wirbelsäule ist in fünf Abschnitte unterteilt:
  • Halswirbelsäule (HWS):Halswirbelsäule Sie besteht aus sieben Halswirbeln (C1 bis C7). Der erste (AtlasAtlas) und zweite (AxisAxis) Halswirbel unterscheiden sich anatomisch von allen anderen Wirbelknochen. Der Atlas ist lediglich ein Knochenring (Wirbelbogen) ohne eigentlichen Wirbelkörper. Auf ihm sitzt der Hinterhauptsknochen des Schädels. Er ist mit dem zweiten Halswirbelkörper über einen vom Axis nach oben gerichteten Zahn (Dens axisDens axis) verbunden. Dieses Gelenk ermöglicht die Drehbewegung des Kopfes (GenickGenick). Bei einer Fraktur des Dens axis besteht die Gefahr, dass dieser Zahn das verlängerte Rückenmark verletzt. Im Halsbereich ist die Wirbelsäule leicht nach vorn gebogen (Lordose).

  • Brustwirbelsäule (BWS)Brustwirbelsäule: Sie besteht aus zwölf Brustwirbeln (Th1 bis Th12). An ihnen setzen die Rippen an. Im Brustbereich ist die Wirbelsäule leicht nach hinten geneigt (KyphoseKyphose).

  • Lendenwirbelsäule (LWS): Sie Lendenwirbelsäulebesteht aus fünf Lendenwirbeln (L1 bis L5). Neben der HWS ist hier die Beweglichkeit am größten. Die Wirbelsäule ist leicht nach vorn gebogen (LordoseLordose).

  • Kreuzbein: Es besteht aus fünf Kreuzbeinmiteinander verschmolzenen Kreuzbeinwirbeln (S1 bis S5), die eine Kyphose bilden.

  • Steißbein: Es besteht aus vier bis Steißbeinfünf verwachsenen Steißbeinwirbeln (Co1 bis Co5).

Brustkorb (Thorax)
Der BrustkorbBrustkorb (Thorax) umschließt die in der Brusthöhle und der oberen Bauchhöhle liegenden Organe. Er besteht aus dem Brustbein (Sternum), SternumBrustbeinden zwölf Rippenpaaren (RippenCostaeCostae) und den zwölf Brustwirbeln, mit denen die Rippen über Gelenke verbunden sind. Das Sternum ist ein platter, mit rotem Knochenmark gefüllter Knochen. Bei den Rippen unterscheidet man auf jeder Seite die sieben echten Rippen (1. bis 7. Rippe), die eine direkte Gelenkverbindung zum Sternum haben, die drei falschen Rippen (8. bis 10. Rippe), die über eine gemeinsame Knorpelverbindung mit dem Sternum verbunden sind, und die beiden frei endenden freien oder kurzen Rippen, die keine Verbindung zum Sternum haben (11. und 12. Rippe).
Becken (Pelvis)
Das BeckenBecken (PelvisPelvis) ist die Verbindung zwischen der Wirbelsäule und den unteren Extremitäten. Es ist ringförmig und wird aus dem Kreuzbein und den beiden Hüftbeinen gebildet, die sich wiederum jeweils aus drei platten, miteinander verwachsenen Knochen (SchambeinSchambein, DarmbeinDarmbein und SitzbeinSitzbein) zusammensetzen. Die Schambeine sind vorne über eine Knorpelhaft, die Schambeinfuge (SchambeinFugeSymphyseSymphyse), miteinander verbunden. Als Verbindung zwischen Kreuzbein und Beckenschaufeln dient eine Knochenhaft, die hohe Stabilität und Schutz der im Becken liegenden Organe bietet. Den unteren Abschluss des Beckens bildet der Beckenboden, eine Platte aus Muskeln Beckenbodenund Sehnen, die geschlechtsspezifische Unterschiede aufweist.
Obere Extremitäten
ExtremitätenAls obere Extremitäten werden die Arme Armbezeichnet. Diese setzen sich aus den Oberarmknochen (HumerusHumerus), den Unterarmen mit ElleElle (UlnaUlna) und SpeicheSpeiche (RadiusRadius) sowie den Handskeletten zusammen. Der Oberarmknochen ist ein klassischer Röhrenknochen, der über das Schultergelenk mit dem Brustkorb verbunden ist. Beim SchultergelenkSchultergelenk handelt es sich um ein Kugelgelenk, das sich aus dem Schulterblatt (ScapulaSchulterblattScapula), dem Schlüsselbein (KlavikulaKlavikula) und dem Humeruskopf zusammensetzt. Als Verbindung zwischen Ober- und Unterarm dient das Ellenbogengelenk (EllenbogengelenkDrehscharniergelenk). An der Daumenseite schließt sich hier die Speiche (Radius), auf der Kleinfingerseite die Elle (Ulna) an. Deren jeweils anderes Ende bildet zusammen mit den Handwurzelknochen das Handgelenk. HandZwischen den HandgelenkHandwurzelknochen und den Fingerknochen liegen die Mittelhandknochen. Die Finger bestehen bis auf den Daumen aus drei Knochen. Der Daumen hat nur zwei Glieder und ist über ein Sattelgelenk mit den Mittelhandknochen verbunden.
Untere Extremitäten
ExtremitätenBeinDer am Hüftgelenk ansetzende Oberschenkelknochen (FemurFemur) beschreibt den Anfang der unteren Extremitäten, der Beine. Der Femurkopf bildet zusammen mit der Gelenkpfanne des Beckens das HüftgelenkHüftgelenk (Kugelgelenk). Der Oberschenkelknochen ist der größte und kräftigste Röhrenknochen des menschlichen Körpers. Sein Schaft ist über den Oberschenkelhals in einem Winkel von 130° mit dem Oberschenkelkopf verbunden. Nach unten schließt sich der Unterschenkel an, der über das KniegelenkKniegelenk (Drehscharniergelenk) mit dem Oberschenkel verbunden ist. Zum Knie gehört auch die KniescheibeKniescheibe (PatellaPatella), die eine Reibung zwischen Sehne und Knochen verhindern soll. Der Unterschenkel besteht wie der Unterarm aus zwei Röhrenknochen, dem Schienbein (TibiaTibia) und dem Wadenbein (FibulaFibula). Sie bilden zusammen mit einem der Fußwurzelknochen (SprungbeinSprungbein) das obere SprunggelenkSprunggelenk, das durch seitlich verlaufende Bänder stabilisiert wird (→ BänderdehnungBänderdehnung/-riss)Bänderriss. Es schließen sich weitere Fußwurzelknochen Fußund Mittelfußknochen an (Aufbau ähnlich der Hand). Die Zehen bestehen wie die Finger aus drei Knochen. Eine Ausnahme bildet hier der große Zeh, denn er besteht wie schon der Daumen nur aus zwei Knochen.

Muskulatur

MuskulaturDie Bewegung des Körpers ist nur durch das Zusammenspiel der Muskeln, Knochen, Bänder und Gelenke möglich. Die Muskulatur (Abb. 3.32, Abb. 3.33) ist über Sehnen mit dem Skelett verbunden. Man unterscheidet bei den Muskeln zwischen Beugern und Streckern. Die quergestreifte Skelettmuskulatur ist MuskulaturInnervationwillkürlich innerviert und schnell kontrahierbar (3.3.2). Sie kann große Kräfte mobilisieren, hat aber nur eine geringe Ausdauer. Daneben gibt es noch die glatte Muskulatur der inneren Organe. Sie ist nicht willkürlich innerviert, langsam kontrahierbar und entwickelt nur eine geringe Kraft, ermüdet dafür aber nicht. Eine Ausnahme stellt das Herz mit seiner charakteristischen Herzmuskulatur, dem Myokard, dar, das Elemente beider Muskelarten besitzt. Das Herz ist unwillkürlich innerviert, schnell kontrahierbar, sehr kräftig und ermüdet nicht.

Wiederholungsfragen

  • 1.

    Aus wie vielen Knochen besteht das menschliche Skelett und in welche Gruppen werden sie unterteilt? (3.5.1)

  • 2.

    Wie ist ein Röhrenknochen aufgebaut? (3.5.1)

  • 3.

    Welche Verbindungsarten zwischen Knochen kennen Sie? (3.5.2)

  • 4.

    Aus welchen Anteilen besteht ein Gelenk? (3.5.2)

  • 5.

    Nennen Sie drei Gelenkformen mit je einem Beispiel. (3.5.2)

  • 6.

    Wie viele Wirbel hat der Mensch? (3.5.3)

  • 7.

    Nennen Sie die fünf verschiedenen Anteile eines Wirbels. (3.5.3)

  • 8.

    Wie heißt der erste Halswirbel und wie unterscheidet er sich von den anderen Wirbeln? (3.5.3)

  • 9.

    Wie viele Rippenpaare hat ein Mensch? (3.5.3)

  • 10.

    Welche verschiedenen Muskelarten gibt es im menschlichen Körper? Welche Eigenschaften haben sie? (3.5.4)

Verdauung und Abdomen

Die rettungsdienstliche Tätigkeit konfrontiert den Rettungsdienstmitarbeiter häufig mit verschiedenen Notfallsituationen, in denen genaue Kenntnisse über Aufbau und Funktion des Abdomens und des Speiseweges erforderlich sind. Deshalb ist es wichtig, sich die physiologischen und anatomischen Grundkenntnisse des Magen-Darm-Trakts anzueignen, um entsprechend reagieren und handeln zu können.

Verdauungsorgane

Der VerdauungstraktVerdauungstrakt gliedert sich in mehrere Abschnitte, von denen jeder spezifische Aufgaben erfüllt, sei es bei der Nahrungsaufnahme, dem Transport, der Zerkleinerung, der Verdauung oder der Ausscheidung. Der menschliche Körper ist stets auf die Aufnahme von Nahrung angewiesen, die in ihre Bestandteile Kohlenhydrate, Fette und Eiweiße zerlegt wird. Diese dienen dem Neuaufbau von Körpersubstanz, Botenstoffen und Wirkstoffen sowie dem Energiegewinn für das Nervensystem, die Muskulatur und die Aufrechterhaltung aller Körperfunktionen.
Mundhöhle
In der MundhöhleMundhöhle (Abb. 3.34) erfolgt neben der Aufnahme von Nahrung bereits deren Zerkleinerung, die grobe Anpassung an die Körpertemperatur und die enzymatische Vorverdauung durch den Speichel, der zusätzlich die Gleitfähigkeit verbessert. Ausgekleidet ist die Mundhöhle von einer Schleimhaut, die aus mehrschichtigem und unverhorntem Epithel besteht.
Der MundbodenMundBoden wird durch im Unterkiefer quer gespannte Muskulatur gebildet. Nach oben wird die Mundhöhle durch den harten GaumenGaumen begrenzt, der nach hinten in den weichen Gaumen ausläuft und im ZäpfchenZäpfchen (Uvula) endet. Der harte Gaumen besteht aus einer Knochenplatte des Oberkiefers (Os palatinum), die von einer dünnen Hautschicht überzogen ist. Der hintere Abschnitt besteht aus willkürlich beweglicher (quergestreifter) Muskulatur, die beim Schluckakt als Muskelwulst den Nasenrachenraum verschließt und somit einen regelrechten Transport des Nahrungsbreis über den Rachen in die Speiseröhre ermöglicht. Nach vorne und zur Seite hin grenzen die Zähne die Mundhöhle ab, die je nach Position unterschiedliche Aufgaben erfüllen (Schneiden, Mahlen). Zum Schlund hin endet die Mundhöhle in der sogenannten RachenengeRachenEnge, die beidseits von zwei bogenförmigen Muskeln begrenzt ist, zwischen denen je eine GaumenmandelGaumenMandel zu liegen kommt.
Zähne (Dentes)
Die ZähneZähne (Dentes, Abb. 3.35) bestehen aus den Hartsubstanzen Zahnschmelz (Enamelum), Zahnbein (Dentin) und Zahnzement (Cementum). Im Inneren der Zähne befindet sich das Zahnmark (Pulpa), das Gefäße und Nerven enthält. Die Zähne ragen mit ihrer Zahnwurzel zapfenartig in den Kiefer, wo sie mittels vieler kleiner Bänder extrem fest aufgehängt sind. Die Zahnkrone ist von Zahnschmelz überzogen, der mit bis zu 97 % anorganischem Material (Kalzium, Phosphat) die härteste Substanz im menschlichen Körper ist. Im Dentin, das härter als Knochen Dentinist, verlaufen in kleinen Kanälchen die Nervenfasern, die für die sensible Versorgung des Zahns zuständig sind.
Das Milchgebiss mit insgesamt 20 Zähnen Gebissentwickelt sich ab dem 6. Lebensmonat und ist im 2. Lebensjahr voll entwickelt. Ab dem 7. Lebensjahr erscheinen die ersten Zähne des bleibenden Gebisses mit insgesamt 32 Zähnen.
Zunge (Lingua)
Die ZungeZunge (Lingua) besteht aus einem Zungenkörper (Corpus linguae), dem beweglichen Zungenrücken und dem feststehenden Zungengrund. Die Unterfläche der Zunge ist von einer sehr dünnen Schleimhautschicht überzogen, durch welche die einzelnen Zungenvenen gut sichtbar sind. Dank der extremen Beweglichkeit der Zunge ist diese in der Lage, mit ihrer Spitze jeden Punkt der Mundhöhle zu erreichen und die Nahrung sehr sensibel auf thermische, geschmackliche und taktile Reize zu untersuchen. Den hinteren Teil bildet der Zungengrund, der unmittelbar in den muskulösen Rachenschlauch (PharynxPharynx) mündet. Die starke Verformbarkeit kommt der Lautbildung, dem Transport der Nahrung (Schluckakt) sowie der Säuberung des Mundes zugute. Auf der Oberfläche und an den Randbereichen befinden sich in charakteristischer Anordnung Sinneszellen, welche die Geschmacksempfindungen süß, salzig, sauer, bitter und umami („herzhaft“) weiterleiten und für die Tastempfindlichkeit verantwortlich sind.

Praxistipp

Aufgrund der guten Durchblutung der Zunge ist es möglich, Medikamente sublingual zu verabreichen. Diese ApplikationsublingualeApplikationsform ist für den Rettungsdienst, aufgrund ihrer niedrigen Invasivität und wegen des schnellen Wirkungseintritts, besonders geeignet.

Speicheldrüsen (Glandulae salivariae)
Neben kleinen, in der Mundhöhle versprengten Drüsen sind die drei wichtigsten und größten SpeicheldrüsenSpeichelDrüsen (Glandulae, Tab. 3.11) die OhrspeicheldrüseOhrspeicheldrüse (Glandula parotis), die UnterzungendrüseUnterzungendrüse (Gl. sublingualis) sowie die Unterkieferdrüse (Gl. UnterkieferDrüsesubmandibularis). Das Sekret der kleinen Drüsen dient vor allem dazu, die Wände der Mundhöhle feucht und glatt zu halten, weswegen sie auch Spüldrüsen genannt werden. Das Sekret der großen Drüsen wird über Ausführungsgänge in die Mundhöhle abgegeben. Neben der Anfeuchtung der Mundhöhle leitet es mittels spezieller Enzyme (AmylaseAmylase) auch die Vorverdauung und biochemische Aufspaltung der Nahrung in kleine Bruchstücke ein. Insgesamt werden täglich zwischen 0,5 und 1,5 Liter SpeichelSpeichel produziert. Auch hier steuern der Sympathikus (zähflüssiger Speichel) und der gegenspielende Parasympathikus (reichlich flüssiger Speichel) die Funktion.
Rachen (Pharynx)
RachenDer Rachen (Pharynx, Abb. 3.13) besteht aus einem muskulösen Schlauch, der mit Schleimhaut ausgekleidet und an der Unterseite des Schädels befestigt ist. Er verbindet den NasenrachenNasenrachen und den MundrachenMundrachen mit der Speiseröhre und dient dem Nahrungstransport zum Magen mittels nach unten (kaudal) gerichteter Muskelwellen (Peristaltik). Eingeteilt wird er in drei Abschnitte:
  • Nasopharynx (oberer Anteil)Nasopharynx

  • Oropharynx (mittlerer Anteil)Oropharynx

  • Laryngopharynx (unterer Anteil)Laryngopharynx

Beim SchluckaktSchluckakt schiebt die Zunge den Nahrungsbrei willkürlich zum Rachen. Durch Berühren der sehr sensiblen Hinterwand und des Gaumens läuft eine Reflexkaskade ab, die durch Anheben des Gaumensegels den Nasenrachen abdichtet und durch Kontraktion des Pharynx und der Schluckmuskulatur die Nahrung befördert. Diese passiert den vom Kehldeckel abgedichteten Kehlkopf und gelangt in die Speiseröhre.
Speiseröhre (Ösophagus)
Die SpeiseröhreSpeiseröhre (Ösophagus, ÖsophagusAbb. 3.36) ist ein muskulös-elastischer Schlauch, der den Pharynx mit dem Magen verbindet. Sie ist zwischen 22 und 25 cm lang und aus verschiedenen Muskelschichten aufgebaut, die den Abwärtstransport der Nahrung mithilfe der Peristaltik ermöglichen. Sie gliedert sich in drei Bereiche, die jeweils durch charakteristische und physiologische Engstellen (Tab. 3.12) begrenzt werden. In den oberen zwei Dritteln besteht sie aus quergestreifter Muskulatur, im unteren Drittel aus rein glatter Muskulatur. Im Halsteil verläuft die Speiseröhre direkt vor den Wirbelkörpern und hinter der Luftröhre, um im weiteren Verlauf hinter dem Herz durch das Zwerchfell in den Bauchraum einzutreten.

Achtung

Krampfadern (VarizenSpeiseröhreKrampfadernSpeiseröhreVarizen) in der Speiseröhre können zu starken, mitunter lebensbedrohlichen Blutungen führen.

Magen (Gaster)
Den Übergang von der Speiseröhre zum Magen (Gaster) bildet ein MagenSchließmuskel aus zirkulär angeordneten Muskelfasern, die funktionell einer „chinesischen Fingerfalle“ ähneln. Die Form des Magens variiert je nach Körperlage Gasterund Füllungszustand zwischen einem länglich gezogenen Muskelschlauch und einem hakenförmigen Beutel bei praller Füllung. Seine Hauptaufgaben bestehen im Zermahlen der festen Nahrung, der Emulgierung von Fetten und der Andauung von Nahrungsproteinen. Beim Erwachsenen fasst der Magen durchschnittlich 1,5 Liter. Die Magenwand (Abb. 3.37) besteht aus drei Schichten längs und ringartig angeordneter glatter Muskulatur, die durch rhythmische Kontraktionen den Mageninhalt „vermischen“. Im Inneren ist der Magen von einer Schleimhaut überzogen, in der zylindrisch angeordnete Zellen (Zylinderepithel) formiert und die Magendrüsen in kleinen Grübchen eingelagert sind. In den Magendrüsen befinden sich speziell angepasste Zellen, die unterschiedliche Aufgaben erfüllen (Tab. 3.13).
Anatomisch wird der Magen in folgende Abschnitte gegliedert (Abb. 3.38, Abb. 3.39):
  • Als Magenmund (Kardia) bezeichnet man den funktionellen Schließmuskel beim Übergang vom Ösophagus in den Magen.

  • In der Magenblase (Fundus), dem am höchsten gelegenen FundusAbschnitt, sammelt sich überschüssige Luft.

  • Der Magenkörper (Korpus) stellt den größten Bereich des Magens dar. Ober- und Unterrand beschreiben einen bogenförmigen Verlauf (große und kleine Kurvatur).

  • Den Pförtnervorraum (Antrum pyloricum) kann man sich als erweiterten Vorraum kurz vor dem Schließmuskel am Magenausgang (Pförtner, Pylorus) vorstellen, wo Pförtnerder gut durchmischte und fertig verdaute Nahrungsbrei (Chymus) portionsweise und vom vegetativen Nervensystem gesteuert in den Dünndarm abgegeben wird.

Achtung

Stress oder die häufige Einnahme von Schmerzmitteln wie AzetylsalizylsäureMagengeschwürAzetylsalizylsäure (Aspirin®) hemmen die Schleimproduktion der Nebenzellen. Die nackte Schleimhaut wird durch die Säure angedaut und ein MagenGeschwürMagengeschwür kann sich bilden.

Darm (Intestinum)
Der Darm (Intestinum) lässt Darmsich in zwei große Bereiche, Intestinumden Dünn- (Intestinum tenue) und den Dickdarm (Kolon) einteilen, die sich jeweils in weitere kleinere Abschnitte untergliedern (Abb. 3.40).
Dünndarm (Intestinum tenue)
Den ersten Abschnitt des Dünndarms bildet der etwa 30 cm lange Zwölffingerdarm (ZwölffingerdarmDuodenum), der direkt nach dem DuodenumPförtner mit einer kleinen Erweiterung (Bulbus duodeni) beginnt. Beim Absteigen umgibt er den Kopf der Bauchspeicheldrüse (Pankreas)PankreasBauchspeicheldrüse „C“-förmig, um direkt nach Überkreuzung der Bauchschlagader in den Leerdarm (Jejunum) LeerdarmJejunumüberzugehen. In der Mitte des absteigenden Dünndarmschenkels mündet der gemeinsame Ausführungsgang (Papilla VateriPapilla Vateri) von Leber und Bauchspeicheldrüse (3.6.2), durch den die Galle und die weiteren Verdauungsenzyme zum Nahrungsbrei gelangen. Das Jejunum geht ohne scharfen Übergang in den längsten Teil des Dünndarms, den Krummdarm (Ileum), über.
KrummdarmBeim Erwachsenen ist Ileumder Dünndarm etwa 5 m lang. Das Oberflächenrelief weist unzählige Ringfalten und ZottenZotten (Schleimhautaufwerfungen) auf, die zu einer erstaunlichen Oberflächenvergrößerung führen. Hierdurch steht dem Körper eine fast 200 m2 große Austauschfläche für die Aufnahme der Nahrungsbestandteile zur Verfügung. Zum Ende des Dünndarms flachen die Ringfalten immer stärker ab. Während des gesamten Verlaufs ist der Dünndarm an einem Aufhängeband aus Bindegewebe, dem Gekröse (MesenteriumMesenterium), befestigt. Hierdurch ist der gesamte Abschnitt sehr flexibel und dennoch fest aufgehängt.
Im Mesenterium verlaufen ferner zahlreiche Arterien, Venen, Lymphgefäße und Nervenfasern, die für die Versorgung des Darmes und den Abtransport der Nahrungsbestandteile zuständig sind.
Dickdarm (Kolon)
DickdarmAm Ende des Ileums trennt eine Klappe (Bauhin- oder auch Ileozäkalklappe) die beiden großen Darmbereiche ab. Unterhalb dieser Klappe bezeichnet man den Dickdarm als Blinddarm (KolonCaecum), der sich in Blinddarmeinen sehr dünnen Bereich verjüngt. Bei diesem Anhängsel handelt es sich um den sogenannten Wurmfortsatz (WurmfortsatzAppendix Appendix vermiformisvermiformis).

Merke

Wird im Volksmund von einer Blinddarmentzündung gesprochen, so meint dies die Entzündung des Wurmfortsatzes und nicht des eigentlichen Blinddarms. Klinisch sollte man hier von einer AppendizitisAppendizitis sprechen.

Oberhalb der Bauhin-Klappe verläuft der aufsteigende Anteil des Dickdarms (Colon ascendensColonascendens), der steil nach oben führt und direkt unterhalb der Leber nahezu rechtwinklig (rechte Kolonflexur) in den Querdarm (Colon transversumColontransversum) übergeht. Nach annähernd horizontalem Verlauf knickt der Dickdarm erneut rechtwinklig nach unten als absteigender Anteil (Colon descendensColondescendens) ab. Der gesamte Dickdarm wird von drei schmalen Muskelbündeln (Taenien) begleitet, die als Längsbänder der Verkürzung des Darms und damit dem Transport des Nahrungsbreis dienen. Buckelförmige Ausbuchtungen (Haustren) und anschließende Einziehungen (Plicae) geben dem Dickdarm seine charakteristische und gekammert erscheinende Form. Die im linken Becken „S“-förmig verlaufende Darmschlinge wird als Sigma Sigmabezeichnet. Sie geht nach kurzer Strecke in den EnddarmEnddarm (RektumRektum) über und endet schließlich im Analkanal (Anus)AnusAnalkanal.

Praxistipp

Aufgrund der guten Durchblutung des Analkanals ist auch hier die ApplikationanaleApplikation von Medikamenten (Rektiolen, Zäpfchen) möglich, bei der ebenfalls ein rascher Wirkungseintritt zu verzeichnen ist. Dabei sind Zäpfchen tief einzuführen.

Im etwa 1,5 m langen Dickdarm wird der Kot eingedickt und Wasser entzogen, um den Flüssigkeitsverlust möglichst gering zu halten. Die bakterielle Besiedlung des Dickdarms, vor allem durch den Fäkalkeim Escherichia coli, spaltet Fäkalkeimletzte noch unverdaute Nahrungsreste auf.

Abdominalorgane

Bauchspeicheldrüse (Pankreas)
Die BauchspeicheldrüseBauchspeicheldrüse (PankreasPankreas, Abb. 3.41) gliedert sich in den Kopf (Caput pancreatis), den Körper (Corpus pancreatis) sowie den Schwanz (Cauda pancreatis). Sie wiegt insgesamt ungefähr 70–90 g und misst in ihrem längsten Ausmaß zwischen 15 und 20 cm. Sie liegt den großen Gefäßstämmen (Bauchaorta und V. cava) auf und ist an ihrer Vorderfläche vom BauchfellBauchfell überzogen (retroperitoneale Lage). In ihr verlaufen viele kleine Kanälchen, die sich zu dem im Inneren verlaufenden Bauchspeichelgang vereinigen. Kurz vor dem Austritt in den Zwölffingerdarm vereinigen sich der von der Leber kommende Gallengang und der Pankreasgang, um zusammen die Verdauungssäfte über die gemeinsame Papille (Papilla Vateri) in das Duodenum abzuleiten. Das Pankreas produziert zum Schutz vor Selbstverdauung nur unreife Vorstufen von eiweißspaltenden Enzymen (Chymotrypsinogen, Trypsinogen), die erst im Dünndarm durch das dort herrschende Milieu aktiviert werden (ChymotrypsinChymotrypsin, TrypsinTrypsin). Ferner bildet das Pankreas neben weiteren Enzymen wie LipaseLipase (Fett spaltend) und AmylaseAmylase (Kohlenhydrat spaltend) einen wichtigen Säurepuffer (BikarbonatBikarbonat), um die Magensäure zu neutralisieren.
Funktionell unterscheidet man den Verdauungssäfte produzierenden Anteil (exokrin) von dem Anteil, der die wichtigsten Hormone zur Regelung des Blutzuckerspiegels bildet (endokrin). In bis zu 1,5 Millionen kleinen Zellinseln (Langerhans-Inseln) werden Letztere in Langerhans-Inselndrei verschiedenen Zelltypen gebildet (Tab. 3.14).
Bauchfell (Peritoneum)
Das BauchfellBauchfell (PeritoneumPeritoneum) ist eine zarte Haut, die alle Oberflächen des Bauchraums und der Bauchorgane überzieht. Alle vom Peritoneum vollständig umgebenen Organe liegen intraperitoneal, d. h. in der Bauchhöhle. Das Pankreas oder das Duodenum sind jeweils nur an der Vorderfläche vom Bauchfell überzogen und liegen damit extra- oder auch retroperitoneal. Bei Darmverletzungen oder offenen Bauchtraumata gelangen Bakterien in die Bauchhöhle und führen dort zu einer Bauchfellentzündung (BauchfellEntzündungPeritonitis).
Leber (Hepar)
PeritonitisDie LeberLeber (Hepar, HeparAbb. 3.42) ist das größte und wichtigste Stoffwechselorgan des Menschen. Sie ist rotbraun glänzend, wiegt beim Erwachsenen je nach Geschlecht und Konstitution bzw. Gesundheitszustand zwischen 1 200 und 1 800 g und kann in ihrer horizontalen Ausdehnung bis zur Milz reichen. Die hohe Stoffwechselaktivität der Leberzellen macht sie mit ca. 38 °C zum wärmsten Organ des menschlichen Körpers. Sie kommt direkt unter der rechten Zwerchfellkuppel zu liegen und ist mit ihrer Oberseite fest am Zwerchfell (Diaphragma) verwachsen. Von vorne betrachtet, gliedert sie sich in einen linken und einen rechten Leberlappen. Beide werden von einem festen Band getrennt und sind gleichzeitig daran aufgehängt. Von unten betrachtet, lassen sich noch zwei weitere Lappen abgrenzen, der quadratische und der schwanzförmige Leberlappen. Weiterhin sind an der Unterseite die wie in einer Kuhle eingebettete Gallenblase, die untere Hohlvene und die zugehörigen LebergefäßeLeberGefäße (Pfortader, Leberarterie, Gallengang) zu sehen.
Die Leber ist von einem dünnen Maschenwerk an Kapillaren durchzogen, um die Leberzellen (HepatozytenHepatozyten) möglichst stark mit Blut zu umspülen. Diese Blutversorgung dient zum einen der Versorgung der Zellen mit Nährstoffen und Sauerstoff (hohe Stoffwechselaktivität), zum anderen der weiteren Verwertung der aufgenommenen Nahrungsbestandteile. Die abführenden Gefäße vom unteren Magenabschnitt, der Milz (V. splenica) und nahezu des gesamten Darmabschnitts (die beiden Gekrösevenen, Vv. mesenterica superior und inferior) vereinen sich zur PfortaderPfortader, die das nährstoffreiche Blut der Leber zuführt. Lediglich die tiefer gelegenen Enddarmabschnitte leiten ihr Blut direkt in die untere Hohlvene und nicht zur Pfortader.
Hauptaufgaben der Leber
Produktion und Sekretion
Galle
Täglich werden (von Hormonen und dem autonomen Nervensystem gesteuert) bis zu 800 ml Galle gebildet, die in der Gallenblase (s. dort) extrem konzentriert wird. Die Galle besteht aus Wasser, Elektrolyten, Cholesterin, Lezithin und dem Gallenfarbstoff Bilirubin, der beim Abbau des roten Blutfarbstoffes (Hämoglobin) in der Leber entsteht. Durch die Galle werden die Fette im Dünndarm löslich (emulgiert) und damit resorbierbar gemacht. Der Cholesterinhaushalt wird reguliert und Medikamente und Fremdstoffe werden ausgeschieden. Um einen zu großen Verlust von Gallensalzen zu vermeiden, werden diese im terminalen Ileum zu einem großen Teil wieder resorbiert und zurück zur Leber transportiert (enterohepatischer Kreislauf).
Bluteiweiße (Plasmaproteine)
BluteiweißePlasmaProteineHierzu zählen u. a. die
  • Serumeiweiße (Albumin), die durch osmotischen Druck die Flüssigkeit im Gefäßsystem halten,

  • Blutgerinnungsfaktoren, die eine Blutstillung ermöglichen (Vitamin K ist hierfür ein wichtiger Aufbaustoff),

  • Enzyme, Lipoproteine (Blutfette) und viele weitere.

Speicherfunktion und Abgabe
Neubildung von Glukose (Glukoneogenese)
GlukoneogeneseLaktat (nach schwerer Arbeit vermehrt) und Glyzerin (aus dem Fettgewebe) dienen der Leber neben anderen Stoffen zur GlukoseneubildungGlukoseNeubildung. Diese kann in den Kreislauf abgegeben oder in Form von Glykogen (viele GlykogenZuckermoleküle aneinandergereiht) als Speicherform eingelagert werden. Bei erhöhtem Zuckerbedarf (Sport) kann das Glykogen sehr schnell zu Glukose abgebaut werden.
Bildung von Blutfetten
Fettsäuren aus der Nahrung werden zusammen mit Cholesterin zu kleinen Fetttröpfchen verpackt und dienen den peripheren Zellen ebenfalls als Energiequelle.
Entgiftung und Umwandlung
Die Leber wandelt Medikamente und körpereigene Stoffe um und scheidet sie über die Galle oder über die Nieren aus.

Merke

Funktionsverluste der Leber (Entzündung, Alkohol) führen zu den vielfältigsten Krankheitssymptomen, wie beispielsweise zur Bauchwassersucht (Aszites, durch mangelnde Proteinbildung), zu Blutgerinnungsstörungen oder zur Gelbsucht.

Gallenblase (Vesica biliaris)
Die GallenblaseGallenblase (Vesica biliaris) kann zwischen 40 und 70 ml Flüssigkeit speichern und ist sackartig aufgebaut. Sie gliedert sich in den Halsbereich (Kollum), den Körper (Korpus) und in den Boden (FundusFundus). Die Wand besteht aus zwei feinen Epithelschichten, zwischen denen eine dünne Muskelschicht liegt. Die von den Leberzellen (Hepatozyten) gebildete GallenflüssigkeitGallenflüssigkeit fließt über kleine Kanälchen ab, die sich zu immer größer werdenden Kanälen und nachfolgend zu den großen Gallengängen zusammenschließen. Die vom linken und rechten Lappen ausgehenden Gallengänge (Ductus Gallengängehepaticus dexter Ductushepaticusund sinister) vereinen sich zum gemeinsamen Gallengang und leiten ihre Flüssigkeit in die Gallenblase ab. Hier verbleibt die Galle, bis Nahrungsbrei in den Dünndarm gelangt und die Gallenblase aufgrund chemischer Reize zum Ausschütten ihres Inhalts angeregt wird. Die Galle fließt dann über den ableitenden Gang (Ductus choledochusDuctuscholedochus) ab. Dieser vereint sich mit dem Gang der Bauchspeicheldrüse zu einem gemeinsamen Endstück und mündet schließlich über die Papilla Vateri in den Dünndarm.
Milz (Lien, Splen)
Die MilzMilz (LienLien, Splen, SplenAbb. 3.43) liegt im linken, hinteren, oberen Bereich der Bauchhöhle und beschreibt grob die Form einer Kaffeebohne. Sie ist rotbraun, beim Erwachsenen etwa 11 cm lang, 4 cm dick und 7 cm breit und wiegt ungefähr 150 g. Die Milz ist das größte lymphatische Organ des menschlichen Körpers. Die Maße können je nach Körpergröße, Gesundheitszustand und Blutmenge stark variieren und beträchtliche Dimensionen annehmen. Die normale Milz liegt geschützt unter dem Rippenbogen und ist nicht tastbar. An ihrer Unterseite findet sich die Gefäßpforte (Hilus), an der die verhältnismäßig Hilusgroße Milzarterie und die Milzvene das Organ erreichen. An ihrer Oberfläche ist sie von einer bindegewebigen Kapsel überzogen, das Mark gleicht einem dichten Maschenwerk von Zellen.
Die Milz dient dem Körper als Blutfilter; sie „siebt“ überalterte Erythrozyten aus, bildet und vermehrt weiße Blutkörperchen, speichert etwa ein Drittel der Blutplättchen und spielt eine wichtige Rolle bei der Abwehr von Erregern oder Fremdkörpern. Sie erhält ihr arterielles Blut über die A. splenica direkt aus der Aorta. Das venöse Blut fließt über den Pfortaderkreislauf in die Leber.

Wiederholungsfragen

  • 1.

    Nennen Sie die Aufgaben des Mundspeichels. (3.6.1)

  • 2.

    Nennen Sie die Aufgaben der Zunge. (3.6.1)

  • 3.

    Welche Speicheldrüsen kennen Sie und wo befinden sich diese? (3.6.1)

  • 4.

    In welche Bereiche gliedert sich der Rachen? (3.6.1)

  • 5.

    In welchem Bereich der Speiseröhre kann ein Nahrungsbrocken leicht hängen bleiben? (3.6.1)

  • 6.

    Nennen Sie die unterschiedlichen Zelltypen der Magenschleimhaut und beschreiben Sie deren Funktion. (3.6.1)

  • 7.

    In welche Bereiche gliedert sich der Magen? (3.6.1)

  • 8.

    Welche Aufgaben erfüllt der Zwölffingerdarm? (3.6.1)

  • 9.

    Welchen Zweck erfüllen die Darmzotten? (3.6.1)

  • 10.

    Welche Aufgaben erfüllt der Dickdarm? (3.6.1)

  • 11.

    In welche Bereiche gliedert sich das Pankreas anatomisch? (3.6.2)

  • 12.

    In welche Bereiche gliedert sich das Pankreas funktionell und welche Aufgaben erfüllen die unterschiedlichen Zelltypen? (3.6.2)

  • 13.

    Wo liegt die Leber? (3.6.2)

  • 14.

    Welche Aufgaben erfüllt die Leber? (3.6.2)

  • 15.

    Beschreiben Sie den Weg, den die Galle von der Leber zum Duodenum nimmt. (3.6.2)

  • 16.

    Welche Aufgabe erfüllt die Milz? (3.6.2)

Harnorgane, Nebenniere und männliche Geschlechtsorgane

Zu den HarnorganenHarnorgane (Abb. 3.44) zählen die paarig angelegten Nieren mit den beiden Harnleitern, die Harnblase und die Harnröhre. Die Funktion der Nieren lässt sich in drei Bereiche unterteilen:
  • Entgiftung

  • Ausgleich der Wasser- und Elektrolytbilanz

  • Hormonbildung

Die Nieren sind in Rinde und Mark gegliedert. Die Funktionseinheit der Niere ist das Nephron. Die Nebennieren sind den oberen Nierenpolen aufgelagert, gehören aber nicht zum Harnsystem. Sie sind endokrine Drüsen. Geschlechtsorgane dienen zur Fortpflanzung und damit der Arterhaltung.

Harnsystem

Niere
Lage, Größe und Form
Die NiereNiere (Ren)Ren ist ein paarig angelegtes Organ, das beidseits der Wirbelsäule im rückwärtigen Raum der Bauchhöhle gelegen ist (Abb. 3.44).
Die Nieren liegen atmungsverschieblich etwa zwischen dem 12. Brustwirbel und dem 3. Lendenwirbel. Wegen ihrer Nähe zur Leber steht die rechte Niere etwas tiefer als die linke Niere. Letztere befindet sich unter der Milz. Die Niere eines Erwachsenen wiegt zwischen 120 und 200 g. In ihrem Aussehen gleicht sie einer Bohne.
Als Nierenhülle werden drei Schichten zusammengefasst, welche die Niere außen umschließen:
  • Die Nierenkapsel (Organkapsel) bildet die innerste Hüllschicht, besteht aus derbem Bindegewebe und ist mit dem Nierengewebe locker verbunden.

  • Die Fettkapsel besteht aus Speicherfettgewebe und ist mit der Organkapsel locker verbunden.

  • Ein Fasziensack umgibt als äußerste Schicht die Fettkapsel.

Die drei Schichten der Nierenhülle werden von den ein- bzw. austretenden Leitungsbahnen spaltförmig durchstoßen.
Durchblutung
Die Niere ist außerordentlich gut durchblutet. Sie zeichnet sich in ihrem Inneren durch eine besondere Gefäßarchitektur aus, die den Feinbau und die Funktionsweise der Niere erklärt. Zwischen 20 und 25 % des Herzminutenvolumens fließen stetig aus der Aorta über die beiden Nierenarterien in die Nieren. Täglich fließen somit etwa 1 500 Liter Blut durch die Nieren, d. h. das gesamte Blut mehrmals.
Die Nierenarterie (A. renalis) teilt sich vielfach auf und gibt schließlich die sogenannten zuführenden Arteriolen (Arteriolae glomerularis afferentes oder Vas afferens) ab, die in ein Kapillarknäuel, den Glomerulus, eintreten. Der Glomerulus ist ein spezialisiertes arterielles Kapillarnetzwerk, das aus etwa 30 Kapillarschlingen besteht. Aus dem Glomerulus wird das Blut über die sogenannten abführenden Arteriolen (Arteriolae glomerularis efferentes oder Vas efferens) abgeleitet, die ein zweites Kapillarnetzwerk bilden (Vasa recta). Das zusammengeflossene venöse Blut gelangt über die Nierenvene (V. renalis) direkt in die untere Hohlvene.
Feinbau
Schon mit dem bloßen Auge lässt sich an einem Längsschnitt durch die Niere eine Gliederung in Rinde und Mark unterscheiden (Abb. 3.44):
  • Die NierenrindeNiereRinde liegt unmittelbar unter der Organkapsel und grenzt an das pyramidenförmige Nierenmark. Zwischen den Markpyramiden reicht die Nierenrinde säulenförmig in das Nierenmark hinein.

  • Das NierenmarkNiereMark besteht aus den sogenannten Markpyramiden. Die Pyramidenbasis ist gegen die Nierenrinde gerichtet. Von der Basis der Markpyramide ragen sogenannte Markstrahlen in die Nierenrinde, die im Wesentlichen aus Sammelrohren und gestreckten Nierenkanälchen bestehen.

  • Die funktionelle Einheit (Elementarapparat) der Niere ist das Nephron (Abb. 3.45). NephronDas Nierengewebe jeder Niere enthält etwa 1 Million dieser kleinen Filtereinheiten, die für „Blutwäsche“ und Urinbildung zuständig sind. Jedes Nephron besteht aus dem Nierenkörperchen und dem dazugehörigen Harnkanälchen (HarnkanälchenTubulusTubulus).

    • Die in der Nierenrinde gelegenen Nierenkörperchen bestehen jeweils aus einem kapillaren Gefäßknäuel, dem Glomerulus, das von der Bowman-Kapsel, die als eine Art Bowman-KapselAuffangbehälter bereits den Beginn des Harnröhrensystems darstellt, umschlossen wird, dem Gefäßpol und dem Harnpol. Die Bowman-Kapsel ist ein doppelwandiger, kugelförmiger Becher, in den der Glomerulus eingestülpt ist und der Glomerulusden Kapselraum weitgehend ausfüllt. Die innere Wand der Bowman-Kapsel liegt unmittelbar den Kapillaren auf. Die äußere Wand begrenzt den Spaltraum nach außen. Am Gefäßpol verbinden sich beide Blätter. Als GefäßpolGefäßpol wird der Teil des Nierenkörperchens bezeichnet, an dem die Vas afferens in den Glomerulus eintritt bzw. die Vas efferens das Kapillarknäuel verlässt. Am HarnpolHarnpol, der dem Gefäßpol in der Regel gegenüberliegt, ist die Bowman-Kapsel zu den Nierenkanälchen hin geöffnet.

    • Die Nierenkanälchen (Tubulusapparat, TubulusApparatTubulussystem) bilden ein System verschiedenförmiger Röhren aus Epithelgewebe. Am Harnpol des Nierenkörperchens beginnt der proximale Tubulus, der sich über den dünnen Teil der Henle-SchleifeHenle-Schleife in den distalen Tubulus fortsetzt. Die distalen Tubuli münden jeweils über einen Verbindungstubulus in die SammelrohreSammelrohr, die schließlich über die Nierenpapillen in die Nierenkelche zusammenfließen.

Funktionsweise
Die Niere ist neben der Lunge das wichtigste Ausscheidungsorgan für überschüssige Säuren. Da aber reine Säuren im Harn die Schleimhäute verätzen würden, neutralisiert der Körper diese mit basischen Mineralien (Magnesium, Kalzium), wodurch Salze entstehen, die problemlos von der Niere über die Harnwege ausgeschieden werden können. Außerdem regelt die Niere den Wasser- und Elektrolythaushalt des Körpers.
Glomeruläre Filtration
Über die zuführende Arteriole gelangt Blut in den Glomerulus und die Bowman-Kapsel. Die Membranen dieser beiden Strukturen haben eine Filterfunktion, sodass neben der Flüssigkeit nur kleinmolekulare Bestandteile passieren können. Die auf diese Weise entstandene Flüssigkeit entspricht in ihrer Zusammensetzung im Wesentlichen dem eiweißfreien Blutplasma und wird PrimärharnPrimärharn genannt. Täglich produzieren die Nieren etwa 180 Liter Primärharn.
Tubuläre Sekretion und Resorption
Der Primärharn gelangt anschließend in das Tubulussystem. Entlang dieses Systems und der Sammelrohre findet die Harnkonzentrierung statt. So werden etwa 99 % des Wassers und der übrigen Bestandteile rückresorbiertRückresorption, Harn. Die Vorgänge der Rückresorption erfolgen aktiv, d. h. energieverbrauchend entgegen einem Konzentrationsgefälle (z. B. durch Pumpen), oder passiv, d. h. ohne Energieverbrauch entlang einem Konzentrationsgefälle (z. B. Osmose, 2.2). Der verbleibende Teil des Harns wird als EndharnEndharn bezeichnet und beträgt täglich etwa 1,5 Liter. Er enthält alles, was für den Körper nicht mehr verwendbar oder giftig ist.
Ableitende Harnwege
HarnwegeZu den ableitenden Harnwegen (Abb. 3.44) gehören
  • Nierenbecken

  • Harnleiter (Ureter)

  • Harnblase

  • Harnröhre (Urethra)

Nierenbecken
NiereBeckenÜber die Nierenpapillen gelangt der Endharn in die Nierenkelche und von dort in das Nierenbecken, das an der Nierenpforte in den Harnleiter übergeht.
Harnleiter
Der Harnleiter (HarnleiterUreterUreter) ist ein schlauchförmiges Hohlorgan und besteht im Wesentlichen aus einer kräftigen und dehnbaren Ringmuskelschicht aus glatter Muskulatur und Bindegewebe. Diese erzeugt peristaltische Wellen und treibt auf diese Weise den Harn in Richtung Harnblase.
Der etwa 4 mm dicke und 30 cm lange, paarig angelegte Harnleiter verbindet das Nierenbecken mit der Harnblase. Durch die Form der Einmündung werden die beiden Öffnungen der Harnblase zu den Harnleitern wie ein Ventil verschlossen. So wird verhindert, dass Urin aus der Harnblase zurück in die Harnleiter fließen kann.
Harnblase
HarnblaseDie Harnblase ist ein muskulöses Hohlorgan, das beim Erwachsenen im kleinen Becken liegt. Beim Mann ist die Harnblase zwischen Symphyse und Rektum lokalisiert und liegt der Prostata auf. Bei der Frau befindet sie sich hinter der Symphyse und vor der Gebärmutter. Die Harnblase nimmt den Harn auf und sammelt ihn bis zur ihrer Entleerung über die Harnröhre. Das Fassungsvermögen der Harnblase liegt normalerweise zwischen 150 und 500 ml, bei stärkster Füllung kann sie aber auch einen Liter und mehr enthalten.
Harnröhre
HarnröhreDie Harnröhre (Urethra)Urethra ist der Endabschnitt des Harnsystems und dient der Urinausscheidung. Die weibliche Harnröhre ist etwa 4 cm lang, verläuft gestreckt und mündet in den Scheidenvorhof. Die männliche Harnröhre hat eine Länge von ca. 20 cm und ist unterschiedlich weit. Nach Verlassen der Harnblase durchläuft sie die Prostata und nimmt die Samengänge auf. Ab da verlaufen sie gemeinsam als Harn-Samen-Röhre durch den Harn-Samen-RöhreBeckenboden und treten in den Penis ein, wo sie an der Spitze der Eichel frei enden.

Nebenniere

Die Nebenniere (Glandula suprarenalis) Nebennierenist eine paarige, endokrine Drüse, die jeweils dem oberen Nierenpol aufliegt und von einer bindegewebigen Organkapsel, dem Nierenfettkörper und dem Fasziensack der Niere umgeben ist. Wie bei der Niere lässt sich auch bei der Nebenniere bereits makroskopisch eine Gliederung in Rinde und Mark unterscheiden, die auch funktionell von Bedeutung ist (Abb. 3.44).
Nebennierenrinde
Die Nebennierenrinde (NNR) liegt direkt NebennierenRindeunterhalb der Organkapsel und bildet den Großteil der Nebenniere. In der Nebennierenrinde werden in verschiedenen, fließend ineinander übergehenden Zonen sogenannte Kortikosteroide produziert und an das KortikosteroideBlut abgegeben. Die drei wichtigsten Gruppen der Steroide sind:
  • Mineralokortikoide (z. B.Mineralokortikoide Aldosteron): Aldosteron Aldosteronist entscheidend an der Regulierung des Wasser-Elektrolyt-Haushalts (3.9.2) beteiligt.

  • Glukokortikoide (z. B. GlukokortikoidKortisol): Kortisol Kortisolwirkt tageszeitabhängig tief greifend auf nahezu alle Stoffwechselaktivitäten des Körpers.

  • Sexualhormone: SexualhormoneDie Nebennierenrinde produziert in geringen Mengen weibliche und männliche Sexualhormone, die vor allem der Erhaltung der Geschlechtsfunktion dienen und für die Ausprägung der Geschlechtsmerkmale verantwortlich sind.

Die Produktion der Kortikosteroide in der Nebennierenrinde unterliegt einer übergeordneten Regulation durch das zentrale Nervensystem und endokrine Regelkreise.
Nebennierenmark
Das NebennierenmarkNebennierenMark (NNM) grenzt an die Nebennierenrinde und steht unter anderem über Nervenfasern in enger Beziehung zum sympathischen Teil des vegetativen Nervensystems. Das Nebennierenmark ist Bildungsort der körpereigenen KatecholamineKatecholamine Adrenalin, AdrenalinNoradrenalinNoradrenalin und Dopamin. DopaminDopamin ist eine biochemische Vorstufe von Noradrenalin. Noradrenalin kann vom Körper leicht in Adrenalin umgewandelt werden.
Adrenalin und Noradrenalin finden sich auch als TransmitterTransmitter im sympathischen Teil des vegetativen Nervensystems (3.3.5). Im Nebennierenmark produziertes Adrenalin bzw. Noradrenalin wird ins Blutplasma abgegeben und entfaltet eine direkte Organwirkung, die im Wesentlichen der Wirkung des Sympathikus entspricht. Adrenalin greift darüber hinaus in den Zuckerstoffwechsel ein.

Männliche Geschlechtsorgane

Die männlichen Geschlechtsorgane (Abb. 3.46) werden in äußere und innere Geschlechtsorgane unterteilt.
Äußere Geschlechtsorgane
Zu den äußeren männlichen Geschlechtsorganen werden Geschlechtsorganemännlicheder Hodensack und der Penis gezählt.
Hoden und Nebenhoden sind wegen der temperaturabhängigen Reifung der Spermien außerhalb der Peritonealhöhle im Hodensack (Skrotum) HodenSackuntergebracht. Dort liegt Skrotumdie Temperatur 2–4 °C unterhalb der Körperkerntemperatur. Der aus Bauchhaut bestehende Hodensack ist frei von Fettgewebe. Die Wand besteht aus reichlich glatter Muskulatur, sodass die Haut in Falten aufgeworfen wird. So kann der Hodensack bei Kälteeinwirkung an den Körper herangezogen werden, um die Spermien zu schützen.
Das männliche Glied (PenisPenis) ist sowohl Ausscheidungsorgan für den Harn als auch Begattungsorgan. Es besteht aus der fest verankerten Peniswurzel und dem beweglichen Penisschaft, der in der EichelEichel (Glans penis) mit ihrer Öffnung für die Harn-Samen-Röhre endet. Die Eichel ist mit einer leicht verschiebbaren Hautfalte, der Vorhaut, bedeckt. Für die Erektion stehen dem Penis insgesamt drei Schwellkörper zur Verfügung, die sich durch verstärkten arteriellen Bluteinstrom bei gedrosseltem venösem Blutabfluss füllen.
Innere Geschlechtsorgane
Paarige innere Geschlechtsorgane des Mannes sind:
  • Hoden

  • Nebenhoden

  • Samenleiter

  • Cowper-Drüse

  • Bläschendrüse

Zu den unpaarigen inneren Geschlechtsorganen des Mannes gehören:
  • Vorsteherdrüse (Prostata)

  • Harn-Samen-Röhre

Die Sekrete, die den weitaus größten Teil des Spermas ausmachen, entstammen den sogenannten akzessorischen (hinzutretenden) Geschlechtsdrüsen.
Hoden
Der pflaumenförmige Hoden (Testis) ist die Hodenzentrale Geschlechts-Testis bzw. Keimdrüse des Mannes. Über den Hoden umgebende Hodenhüllen ist er im Hodensack befestigt. Durch unterschiedliche Zellen gekennzeichnet, hat er sowohl exokrine als auch endokrine Funktionen:
  • Exokrine Funktion: Nach Eintritt der Geschlechtsreife Bildungs- und Reifungsort der Spermien (Samenfäden), die das Erbgut des Mannes enthalten,

  • Endokrine Funktion: Bildung des wichtigsten männlichen Sexualhormons Testosteron, das wesentliche Aufgaben Testosteronin der Entwicklung und Erhaltung männlicher Geschlechtsfunktionen und Geschlechtsmerkmale sowie im Stoffwechsel hat.

Nebenhoden
Der Nebenhoden (Epididymis) liegt dem NebenhodenHoden an und besteht im Wesentlichen aus einem vielfach gewundenen, vier bis fünf Meter langen Gangsystem. Hier reifen die Spermien endgültig heran und werden gespeichert. Außerdem produziert der Nebenhoden Sekrete, die dem Sperma beigemischt werden. Aus dem Nebenhodengang geht der Samenleiter hervor.
Samenleiter
Der etwa 50 bis 60 cm lange Samenleiter (Ductus SamenleiterDuctusdeferensdeferens) ist die Fortsetzung des Nebenhodengangs. Er nimmt die Samenflüssigkeit aus der ihm zugewandten Bläschendrüse auf und leitet sie in einem gemeinsamen Endabschnitt (SpritzgangSpritzgang) zusammen mit den Spermien zur Prostata, wo er in die Harnröhre mündet.
Der Samenleiter bildet gemeinsam mit zahlreichen zum Hoden ziehenden Blutgefäßen, Nerven und bindegewebigen Hüllen den SamenstrangSamenstrang (Funiculus spermaticus), an dem der Hoden beweglich aufgehängt ist.
Akzessorische Geschlechtsdrüsen
Die Vorsteherdrüse (ProstataProstataVorsteherdrüse) ist die wichtigste akzessorische Geschlechtsdrüse und ähnelt in Form und Größe einer Kastanie. Als unpaariger Muskelkörper mit exokrinem Drüsengewebe liegt sie zwischen Harnblasengrund und Beckenboden. Sie umschließt vollständig den Anfangsteil der Harnröhre und nimmt den in die Harnröhre mündenden Endabschnitt des Samenleiters, den Spritzgang, auf. Das Sekret der Prostata ist dünnflüssig und schwach sauer und wird dem Sperma bei der Ejakulation beigemischt. Es enthält unter anderem Enzyme zur Verflüssigung des Ejakulats und hat Pufferwirkung.
Die BläschendrüseBläschendrüse (Samenbläschen) liegt als paarige Drüse zwischen Harnblasengrund und Rektum, seitlich des ihr zugewandten Samenleiters. An den gibt sie ihr Sekret ab. Beide enden in einem gemeinsamen Ausführungsgang im Prostatateil der Harnröhre. Die Bläschendrüse produziert im Gegensatz zur Prostata ein schwach alkalisches Sekret, das auf die Spermien bewegungsauslösend wirkt und zugleich wegen des hohen Zuckeranteils als Energielieferant für die Spermien dient. Die erbsengroße Cowper-DrüseCowper-Drüse sondert ein schleimiges, schwach alkalisches Sekret direkt in die Harn-Samen-Röhre ab, das bei einer Erektion die Eichel des Penis befeuchtet und Urinreste in der Harn-Samen-Röhre neutralisiert.
Harn-Samen-Röhre
Die Harn-Samen-Röhre ist der gemeinsame Ausscheidungsweg für den Urin und das Sperma.

Wiederholungsfragen

  • 1.

    Beschreiben Sie Lage, Form und Größe der Niere. (3.7.1)

  • 2.

    Warum steht die rechte Niere tiefer als die linke Niere? (3.7.1)

  • 3.

    Was ist der Glomerulus und welche Aufgabe hat er? (3.7.1)

  • 4.

    Welche Strukturen der Niere werden der Rinde bzw. dem Mark zugerechnet? (3.7.1)

  • 5.

    Aus welchen Bestandteilen besteht ein Nephron? Erläutern Sie die Funktionen. (3.7.1)

  • 6.

    Woraus besteht der Endharn? (3.7.1)

  • 7.

    Welche Strukturen gehören zu den ableitenden Harnwegen? (3.7.1)

  • 8.

    Wo liegen die Nebennieren und welche Form haben sie? (3.7.2)

  • 9.

    Welche Substanzen werden in Nebennierenrinde bzw. Nebennierenmark gebildet? (3.7.2)

  • 10.

    Welche Strukturen zählen zu den inneren und welche zu den äußeren Geschlechtsorganen des Mannes? (3.7.3)

Weibliche Geschlechtsorgane und Schwangerschaft

Die weiblichen Geschlechtsorgane haben vielfältige Aufgaben. Sie produzieren die Geschlechtszellen (Eizellen) und Sexualhormone, welche die Differenzierung, Reifung und Funktion der Keimzellen ermöglichen. Die weiblichen Keimzellen (Eizellen) enthalten die mütterlichen Erbanlagen und gehören zu den größten Zellen des menschlichen Körpers.
In den Eileitern findet als Beginn einer Schwangerschaft die Befruchtung der weiblichen Keimzelle (Eizelle) durch die männliche Keimzelle (Samen) statt. In der Gebärmutter nistet sich das befruchtete Ei ein und wächst ab dem Zeitpunkt der Befruchtung über 38 Wochen (266 Tage) zu einem Kind heran.

Weibliche Geschlechtsorgane und Sexualhormone

GeschlechtsorganeweiblicheDie weiblichen Geschlechtsorgane (Abb. 3.47) lassen sich in äußere Geschlechtsorgane:
  • Große und kleine Schamlippen (Labien)

  • Kitzler (Klitoris)

  • Scheidenvorhof (Vestibulum vaginae)

und innere Geschlechtsorgane:
  • Eierstöcke (Ovarien)

  • Eileiter (Tuben)

  • Gebärmutter (Uterus)

  • Scheide (Vagina)

unterteilen. Eileiter, Eierstöcke, die dazugehörigen Bänder und die umgebenden Bindegewebe werden auch als Adnexe bezeichnet.
Äußere Geschlechtsorgane
Die äußeren Geschlechtsorgane der Frau werden in ihrer Gesamtheit als VulvaVulva bezeichnet (Abb. 3.48). Die großen Schamlippen (große SchamlippenLabienLabien) sind äußerlich sichtbare, fettreiche Hautfalten. Darunter liegen die kleinen Schamlippen (kleine Labien), die meist erst beim Spreizen der großen Schamlippen zu erkennen sind. Zwischen den kleinen Schamlippen liegt der Scheidenvorhof (Vestibulum vaginae) und davor der Kitzler (KlitorisKlitoris). Die Klitoris ist ein schwellfähiges (erektiles) Organ, dessen Schwellkörper in seiner Konstruktion dem des männlichen Penis gleicht. Im ScheidenvorhofScheidenvorhof, begrenzt durch die kleinen Schamlippen, liegen der Harnröhrenausgang und dahinter der Scheideneingang. Der Scheideneingang kann teilweise von einer Haut (HymenHymen) verschlossen sein, die beim ersten Geschlechtsverkehr einreißt und sich zurückbildet.
Innere Geschlechtsorgane
Eierstöcke
Die EierstöckeEierstöcke (Ovarien, Abb. 3.49) sind paarig angelegte, etwa pflaumengroße Drüsen. Sie liegen im kleinen Becken innerhalb des Bauchfells (intraperitoneal) und sind durch ein quer liegendes Band mit der Gebärmutter verbunden. In den Eierstöcken ist von Geburt an der gesamte Vorrat an EizellenEizelle (ca. 40 000 bis 200 000 Eier je Eierstock) angelegt. Jede Eizelle ist von einer Haut, dem Eibläschen oder Follikel, umgeben. Man spricht in Follikeldiesem Stadium von Primärfollikeln. Während der Pubertät erfolgt die Reifung der Eizellen, die Eifollikel wandeln sich in flüssigkeitsgefüllte Bläschen (Sekundärfollikel) um. In regelmäßigen Abständen von etwa 4 Wochen reift ein solcher Follikel bis auf Kirschgröße heran (Tertiärfollikel). Schließlich ist der Druck in seinem Inneren so groß (Graaf-Follikel), dass er aufplatzt Graaf-Follikelund die Eizelle für eine eventuelle Befruchtung in den Eileiter geschwemmt wird (Eisprung, EisprungOvulationOvulation). In der Regel kommt jeden Monat nur ein Ei (Ausnahme stellen Mehrlingsgeburten dar) zur Reifung, sodass während der fortpflanzungsfähigen Zeitspanne i. d. R. nur 400–500 Follikel ausreifen.
Eileiter
EileiterDie paarig angelegten Eileiter (Tuben, Abb. 3.49) sind ca. 10 cm lange, trompetenförmige Muskelschläuche, die ihren Ursprung an den beiden oberen „Ecken“ der Gebärmutter haben. Sie transportieren das Ei durch die Peristaltik der Muskulatur und durch den Flimmerhaarbesatz des Epithels in Richtung Gebärmutter. Die Eileiter enden mit einer trichterförmigen, bewimperten Öffnung frei in der Bauchhöhle, jeweils in der Nähe des zugehörigen Eierstocks.
Gebärmutter
Die Gebärmutter (UterusGebärmutter, Abb. 3.49) ist ca. 7–9 cm lang und hat die Form einer umgedrehten Birne. Unterteilt wird sie in den Gebärmutterkörper und den Gebärmutterhals. Der obere, breite Gebärmutterkörper (ca. ⅔ der Gebärmutter) besteht aus einer kräftigen, glatten Muskulatur und stellt die Gebärmutterhöhle dar. Die Wände werden von der Gebärmutterschleimhaut (Endometrium) ausgekleidet. Die EndometriumGebärmutterschleimhaut besteht aus zwei Schichten: der unteren Basalschicht (Basalis), die der Muskulatur benachbart ist und sich nicht verändert, sowie der darüber liegenden Funktionalschicht (Funktionalis), die den zyklischen hormonalen Veränderungen unterliegt. Während der Schwangerschaft dient der Gebärmutterkörper als sogenannter Fruchthalter und beteiligt sich am Aufbau des Mutterkuchens.
Das untere, schmale Drittel der Gebärmutter besteht aus dem Gebärmutterhals (ZervixZervix) mit dem MuttermundMuttermund (Portio). Letzterer verbindet die Gebärmutterhöhle mit der Scheide. Die Drüsen des Gebärmutterhalses produzieren einen zähen Schleim, der die Uterushöhle verschließt und sie so vor Keimen aus der Vagina schützt. Nur während der fruchtbaren Tage und der Menstruation verdünnt sich der Schleim und öffnet den Kanal um einige Millimeter. Während einer Schwangerschaft schließt der Gebärmutterhals die Fruchthöhle nach außen hin ab.
Die drüsenreiche Schleimhaut der Gebärmutter baut sich im Laufe des Menstruationszyklus auf (Funktionalschicht/Funktionalis) und bereitet sich auf die Einnistung einer Frucht vor. Erfolgt keine Befruchtung, wird die überschüssige Schleimhaut wieder abgestoßen (MenstruationMenstruation).
Scheide
Die ScheideScheide (Vagina, Abb. 3.49) ist ein 8–10 cm langer, elastischer Muskelschlauch. Er stellt die Verbindung zwischen der Gebärmutter und der Außenwelt dar. Die Scheidenwand ist mit 3 mm Wandstärke vergleichsweise dünn. Oberhalb der Muskelschicht wird sie von Epithelzellen bedeckt, die reichlich Glykogen enthalten. Das Glykogen wird beim natürlichen Zerfall der Deckzellen freigesetzt und durch die in der Scheide vorhandenen Milchsäurebakterien in Milchsäure umgewandelt. Dieses für die Scheide typisch saure Milieu (pH-Wert < 4,6) pH-WertScheideverhindert das Eindringen und das Wachstum von Krankheitserregern in die Gebärmutter. Damit sich die Samenzellen während des Geschlechtsakts ungehindert fortbewegen können, wird das saure Scheidenmilieu durch die basische Samenflüssigkeit neutralisiert.
Weibliche Sexualhormone
Die Bildung geschlechtsspezifischer Hormone beginnt mit der Pubertät. Die Hormone der Frau sind jedoch vielfältiger als die des Mannes. Sie steuern nicht nur die Entwicklung der Geschlechtsmerkmale und der Eireifung, sondern auch den Menstruationszyklus, die Schwangerschaft, den Geburtsvorgang und die Stillperiode.
Die beiden wichtigsten Sexualhormone der Frau, das Östrogen und das Progesteron, werden in wechselnden Konzentrationen in den Eierstöcken gebildet. Die Freisetzung und Hemmung wird durch die Hormonausschüttung der Hypophyse (FSH und LH) gesteuert.
Das FSH (follikelstimulierendes HormonHormonfollikelstimulierendes) bewirkt in der ersten Zyklushälfte die Follikelreifung zum Graaf-Follikel und die Ausschüttung von Östrogenen aus den Eierstöcken.
Das LH (luteinisierendesHormonluteinisierendes Hormon) löst zusammen mit dem FSH in der Zyklusmitte den Eisprung und die Umwandlung des Graaf-Follikels in den sogenannten GelbkörperGelbkörper aus, der seinerseits Progesteron und eine geringe Menge Östrogene produziert.
Östrogene
Die Aufgaben der ÖstrogeneÖstrogene sind sehr vielfältig:
  • Förderung der Ausprägung der Geschlechtsmerkmale

  • Aufbau der Uterusschleimhaut (Endometrium) in der ersten Zyklushälfte

  • Förderung der Eireifung

  • Anpassung des mütterlichen Organismus an die Schwangerschaft

  • Vorbereitung der mütterlichen Brust für die Milchproduktion

Im Alter zwischen 45 und 55 Jahren nimmt die Stimulation durch die Hormone der Hypophyse ab, sodass die Eierstöcke ihre Tätigkeit allmählich einstellen und die Regelblutungen seltener werden, bis sie schließlich ganz aussetzen. Die Zeit der letzten Regelblutung wird als MenopauseMenopause bezeichnet.
Progesteron
Der im Eierstock geplatzte, zurückbleibende Graaf-Follikel fällt zusammen und wandelt sich dann zum GelbkörperGelbkörper um (LH). Der Gelbkörper bildet für die Dauer von zwei Wochen das Gelbkörperhormon (ProgesteronProgesteron), dessen Funktion die Erhaltung einer eventuellen Schwangerschaft ist. Erfolgt eine Befruchtung und Einnistung, so bleibt der Gelbkörper bis zum 3. Schwangerschaftsmonat bestehen. Nach dieser Zeit ist der Mutterkuchen (PlazentaPlazenta)Mutterkuchen in der Lage, die Bildung des Progesterons zu übernehmen. Stellt der Gelbkörper die Progesteronbildung vor dem 3. Schwangerschaftsmonat ein oder übernimmt die Plazenta die Hormonproduktion zu spät, droht eine FehlgeburtFehlgeburt (AbortAbort). Bei ausbleibender Befruchtung bildet sich der Gelbkörper zurück und stellt die Progesteronbildung ein. Die für die Schwangerschaft benötigte verdickte Schleimhaut wird zyklusgemäß abgestoßen.
Monatszyklus
In den 30 bis 40 Jahren zwischen dem Beginn der monatlichen Blutung (MenarcheMenarche) und ihrem Ende (Menopause) treten außerhalb einer Schwangerschaft und dem ersten Teil der Stillzeit im Bereich des Endometriums regelmäßig wiederkehrende Veränderungen auf. In der Mitte dieser meist 28 ± 3 Tage dauernden Periode (MenstruationszyklusMenstruationZyklus, Abb. 3.50) wird ein befruchtungsfähiges Ei bereitgestellt.
Menstruation
MenstruationKommt es zu keiner Eibefruchtung und -einnistung, schrumpft die Funktionalisschicht. Die darin befindlichen Blutgefäße degenerieren und lassen dabei Blut austreten. Während der 4–6 Tage dauernden Regelblutung löst sich die Funktionalis stückweise mit Blut vermischt ab. Der Blutverlust beträgt dabei etwa 30–70 ml. Die Schleimhautablösung wird z. T. von schmerzhaften Gebärmutterkontraktionen unterstützt.

Schwangerschaft und Geburt

Etwa am 14. Tag des Zyklus findet der Eisprung statt. Die in den Eileiter gespülte Eizelle bleibt dort ca. 8–12 Stunden befruchtungsbereit. Trifft die Eizelle während dieser Zeit auf ihrem Weg zur Gebärmutter auf befruchtungsfähige Spermien, kann es zur Verschmelzung beider Keimzellen und damit zur Befruchtung kommen.
Entstehung und Entwicklung des Kindes
Befruchtung und Zellteilung
BefruchtungBerührt eine befruchtungsfähige Spermie die Eihülle, bleibt sie an ihr haften und beginnt in sie einzudringen. Die Eizelle wird in dieser Phase für weitere Spermien undurchlässig. Die Zellmembran der Spermie verschmilzt mit der Zellmembran der Eizelle. Die Befruchtung führt zu einer Wiederherstellung des doppelten (diploiden) Chromosomensatzes und sorgt durch Vermischung des Erbgutes für Speziesvariationen. Im Augenblick der Befruchtung wird auch bereits das (chromosomale) Geschlecht des neuen Organismus festgelegt.
Die befruchtete Eizelle (ZygoteZygote) beginnt sich zu teilen. Die entstehenden zwei Zellen teilen sich ihrerseits. So entstehen vier Zellen, acht Zellen usw., bis eine kugelige Zellansammlung vorliegt. In dieser Zeit wandert die sich stetig teilende Eizelle innerhalb von ca. 3–4 Tagen durch den Eileiter (Abb. 3.51) in die Gebärmutter.
Einnistung und Entwicklung
Anfänglich ernährt sich der Keim von den Sekreten der vorbereiteten Gebärmutterwand. Am 5.–6. Tag beginnt die EinnistungEinnistung des Keims in die Gebärmutter. Er dringt dabei durch die Schleimhaut in das mütterliche Gewebe ein. Ort der Einnistung (Nidation) ist meist die hintere, obere Wand der Gebärmutter. Zu diesem Zeitpunkt ist die Keimentwicklung abgeschlossen und es beginnt die EmbryonalphaseEmbryonalphase (3.–8. Schwangerschaftswoche). In dieser Zeit bilden sich die Organe des Embryos. Ab der 9. Schwangerschaftswoche (SSW) spricht man von der FetalphaseFetalphase, die bis zur Geburt andauert. Dieser dritte Entwicklungsabschnitt ist vom Wachstum und der Differenzierung der Organsysteme geprägt.
Fruchtblase
FruchtblaseUm den Keimling bildet sich ab dem achten Tag nach der Befruchtung ein Hohlraum (Abb. 3.52), der sich im weiteren Verlauf zur Fruchtblase entwickelt. In dieser Fruchtblase schwimmt der Embryo bzw. später der Fetus in einer Art Kissen aus Fruchtwasser. Die Fruchtblase schützt die Frucht vor Stößen, Verklebungen und Austrocknung und hat einen erheblichen Anteil an der Temperaturregelung. Das Fruchtwasser wird vom Embryo bzw. Fetus selbst gebildet. Es ist zunächst ein Produkt des fetalen Blutplasmas. Ab der 2. Schwangerschaftshälfte ist die fetale Niere mit dem Urin der Hauptproduzent. Die Menge des Fruchtwassers nimmt stetig zu. Am Ende der Schwangerschaft befinden sich ca. 1,5 l in der Fruchtblase.
Plazenta und Nabelschnur
Ab dem achten Tag nach der Befruchtung beginnt die Plazentaentwicklung. Der Keimling in seiner Zellhülle bildet eine Art zottige Verbindung zum Uterus (Abb. 3.52), über die auch eine Verbindung zu den Uteruskapillaren hergestellt wird. Hierbei erfolgt der Austausch von Sauerstoff und Nährstoffen gegen Kohlendioxid und Stoffwechselendprodukte mittels Diffusion; es besteht also keine direkte Verbindung zwischen dem mütterlichen und dem fetalen Kreislauf. Diese anfangs sehr lockere Verbindung festigt sich innerhalb der ersten drei Monate zu der bekannten Plazenta. Der Haftstiel wird im Verlauf der Schwangerschaft zur NabelschnurNabelschnur, einem ca. 50–60 cm langen Strang. Sie enthält drei Gefäße: zwei muskelstarke Arterien, die sich spiralförmig um eine Vene winden. Diese Gefäße werden von einer gallertartigen Masse umgeben, die sie vor Druck schützt.
Fetalkreislauf
KreislauffetalerFetalkreislaufAb dem 21. Tag beginnt das Herz des Embryos zu schlagen und er besitzt sein eigenes Herz-Kreislauf-System. Die Funktion dieses Kreislaufs ist es schon jetzt, die Zellen mit Sauerstoff und Nährstoffen zu versorgen und Kohlendioxid und Stoffwechselendprodukte abzutransportieren. Aufgrund der Tatsache, dass die Aufgaben der Lungen und der Leber bis zur Geburt durch die Plazenta wahrgenommen werden, gestaltet sich der Blutkreislauf anders als der des geborenen Kindes (Abb. 3.53).
Im fetalen Kreislauf finden sich drei Kurzschlüsse, die es ermöglichen, sich diesen Besonderheiten anzupassen und das Blut überwiegend dem großen Kreislauf zuzuführen. Das sauerstoffreiche Blut des Fetus, das über die Nabelvene von der Plazenta her einströmt, fließt zum Großteil durch den Ductus venosus Arantii an der Leber Ductusvenosus Arantiivorbei direkt in die untere Hohlvene. Von der unteren Hohlvene aus gelangt das Blut zum rechten Vorhof. Hier findet sich zwischen dem rechten und linken Vorhof eine Öffnung im Vorhofseptum, das Foramen ovale. Das im Herzen ankommende sauerstoffreiche Blut vermischt sich im rechten Vorhof mit dem sauerstoffärmeren Blut aus der oberen Hohlvene. Die eine Hälfte des ankommenden Blutes strömt, gesteuert durch eine Falte im Vorhof, durch das Foramen ovale vom rechten Vorhof über den linken Vorhof in die linke Kammer und versorgt auf diesem Weg die obere Körperhälfte (Gehirnversorgung). Die andere Hälfte des Blutes fließt – unter Umgehung der Lunge – durch den Ductus arteriosus Botalli in die Ductusarteriosus BotalliAorta und versorgt so die untere Körperhälfte. Nur ein kleiner Teil, ca. 10 %, durchströmt die Lunge. Ein Teil des Blutes aus dem Körperkreislauf fließt über die untere Hohlvene zurück zum rechten Herzen. Das meiste Blut wird jedoch durch die zwei Nabelarterien, die nun venöses Blut enthalten, zur Plazenta zurückgeführt, wo es Kohlendioxid und Stoffwechselendprodukte abgibt sowie Sauerstoff und Nährstoffe im Gegenzug wieder aufnimmt.
Umstellung des Kreislaufs nach der Geburt
Mit dem ersten Atemzug des Neugeborenen dehnen sich die Lungen aus und ziehen Luft in die Alveolen. Blut strömt in die Lungengefäße. Damit wird der Ductus arteriosus Botalli stillgelegt. Das durch die Lungen zurückströmende Blut drückt das Vorhofseptum mit seinem Foramen ovale gegen die Falte im rechten Vorhof, sodass auch dort kein Blut mehr fließt. Ab diesem Zeitpunkt ist der fetale Kreislauf umgestellt. Auch die Nabelarterien und -venen werden nach dem ersten Atemzug nicht mehr durchflossen. Die nicht mehr benötigten Gefäße kollabieren und verwachsen in den nächsten Tagen.
Schwangerenvorsorge
SchwangerenvorsorgeDie Feststellung der Schwangerschaft geschieht über einen Schwangerschaftstest. Dabei wird im SchwangerschaftTestUrin oder im Blut das HCG (humanes ChoriongonadotropinChoriongonadotropin) nachgewiesen, ein Hormon, das der eingenistete Keim bildet. Dieser Schwangerschaftstest gilt als einzig sicheres Zeichen in der Frühphase der Schwangerschaft, da sich andere, unsichere Zeichen einer Schwangerschaft, z. B. Übelkeit, Erbrechen, Ausbleiben der Menstruation, auch durch psychischen Einfluss, z. B. beim unbedingten Kinderwunsch, einstellen können.
Die Schwangere sollte nach der festgestellten Schwangerschaft in regelmäßigen Abständen die speziellen Vorsorgeuntersuchungen beim Gynäkologen wahrnehmen. Diese umfassen die Feststellung des Geburtstermins, Bestimmung der Blutgruppe, körperliche Untersuchungen, aber auch Ultraschalluntersuchungen zur Beurteilung des Alters und der Entwicklung des Kindes.
Die Ergebnisse und Befunde werden in einem Vorsorgeheft (MutterpassMutterpass) – das die Schwangere ständig mit sich führen sollte – eingetragen. Der Mutterpass dient dem schnellen Überblick aller Besonderheiten bei plötzlich auftretenden Problemen. Bei Notfällen mit Schwangeren sollte das Rettungsfachpersonal daher immer einen Blick in das Vorsorgeheft werfen und dieses unbedingt mit in die Klinik nehmen! Der Mutterpass ist für zwei Schwangerschaften ausgelegt.
Wichtige Seiten im Mutterpass
  • Seite 5–6 (21–22 bei zweiter beschriebener Schwangerschaft): u. a. besondere Befunde und der eigentliche Geburtstermin.

  • Seite 7–9 (23–24): wichtige Daten zur Kindslage, Blutdruck der Schwangeren, Schwangerschaftswoche usw.

  • Seite 10, 11 und 14 (25): wichtige Daten zum Kind sowie Vermerke der Ultraschalldiagnostik.

Normaler Geburtsverlauf
GeburtregelrechteDie normale Geburt (21.3) verläuft in drei Phasen:
  • Eröffnungsperiode

  • Austreibungs- und Pressperiode

  • Nachgeburtsperiode

Eröffnungsperiode
Die Eröffnungsperiode beginnt mit dem BlasensprungBlasensprung oder dem Einsetzen von regelmäßigen Wehen im maximalen Abstand von 8–10 Minuten. Der Muttermund weitet sich währenddessen auf etwa 10 cm und ermöglicht dabei das Eintreten des kindlichen Köpfchens in die Beckenöffnung. Bei einer Weite von 3–5 cm löst sich ein blutiger Schleimpfropfen, der den Muttermundhals verschlossen hatte. Dieses ist ein normaler Vorgang, der jedoch Erstgebärende oft sehr beunruhigt. Die Eröffnungsperiode dauert ca. 5–10 Stunden, was bei Mehrfachgebärenden um die Hälfte verkürzt sein kann. Die WehenWehen werden während der Eröffnungsperiode immer stärker, halten länger an und treten in immer kürzeren Abständen auf (bis < 3 min).
Austreibungs- und Pressperiode
Ist der Muttermund vollständig eröffnet, beginnt die Austreibungs- und Pressperiode, die das Kind durch den Geburtskanal treibt. Dieser Vorgang dauert zwischen 30 und 60 Minuten und kann bei Mehrfachgebärenden stark verkürzt sein. Erreicht der Kopf des Kindes den Beckenboden, drückt er auf das Rektum und die Patientin verspürt oft das Gefühl des Stuhldrangs. Ab dieser Zeit unterliegt die Patientin einem vegetativen Reflex (Presswehen), der bis zur kompletten Geburt des Kindes anhält. Der kindliche Körper wird unter den PresswehenPresswehen schneller durch den Geburtskanal getrieben. Nachdem das Köpfchen geboren ist, folgt die Seitwärtsdrehung des Körpers im Geburtskanal, was an der Drehung des Köpfchens sichtbar wird. Danach erfolgt die Geburt der Schultern und des restlichen Körpers.
Nachgeburtsperiode
Die Nachgeburtsperiode beginnt unmittelbar nach der Geburt. Durch die NachgeburtswehenNachgeburtswehen verkleinert sich der Uterus und damit die Haftfläche der Plazenta und der Eihäute, was zu deren Ausstoßung führt.

Wiederholungsfragen

  • 1.

    Welche Geschlechtsorgane gehören bei der Frau zu den inneren und welche zu den äußeren? (3.8.1)

  • 2.

    Welche Aufgaben haben die Eileiter? (3.8.1)

  • 3.

    Welche Aufgabe erfüllt die Gebärmutter? (3.8.1)

  • 4.

    Nennen Sie die beiden wichtigsten Geschlechtshormone der Frau. (3.8.1)

  • 5.

    Beschreiben Sie den Menstruationszyklus. (3.8.1)

  • 6.

    Was geschieht bei der Befruchtung? (3.8.2)

  • 7.

    Welche Gefäße befinden sich in der Nabelschnur? (3.8.2)

  • 8.

    Beschreiben Sie die Blutzirkulation beim ungeborenen Kind. (3.8.2)

  • 9.

    Beschreiben Sie die Umstellung des fetalen Kreislaufs nach der Geburt. (3.8.2)

  • 10.

    Was ist der Mutterpass? (3.8.2)

  • 11.

    Beschreiben Sie den normalen Geburtsverlauf. (3.8.2)

Stoffwechsel, Wasser- und Elektrolythaushalt und Säure-Basen-Haushalt

Ohne Wasser und Elektrolyte wäre das Leben nicht denkbar. Auch der Körper des Menschen besteht zu einem großen Teil aus Wasser (Körperwasser). Das KörperwasserKörperwasser befindet sich überwiegend innerhalb der Zellen des menschlichen Körpers (intrazellulär) und zu etwa einem Drittel außerhalb der Körperzellen (extrazellulär). Ursache für diese unterschiedliche Verteilung sind die darin enthaltenen Elektrolyte, die osmotisch wirksam sind (2.2).
Der gesamte Stofftransport und Stoffumsatz unseres Körpers, unser Wachstum, der Transport wichtiger Stoffe, die Ausscheidung, für alle diese Funktionen hat die Körperflüssigkeit und ihre Zusammensetzung eine große Bedeutung. Die Gesamtheit dieser Vorgänge wird als Stoffwechsel (Metabolismus) bezeichnet.

Stoffwechsel (Metabolismus)

MetabolismusFür den Aufbau von Körpersubstanz und zur Energiegewinnung muss der Mensch Nahrungsmittel aufnehmen. Die Verwertung der aufgenommenen Nahrungsmittel wird als Stoffwechsel (griech. metabolismos = Stoffwechsel) bezeichnet. Der StoffwechselStoffwechsel umfasst die Aufnahme, den Transport und die chemische Umwandlung von Stoffen im Körper sowie die Abgabe von StoffwechselendproduktenStoffwechselEndprodukte aus dem Körper an die Umgebung. Alle Vorgänge des Stoffwechsels dienen dem Aufbau und der Erhaltung der Körpersubstanz sowie der Aufrechterhaltung der Körperfunktionen.
Mit der Nahrung werden energieliefernde Stoffe (z. B. Kohlenhydrate) aufgenommen. Im Körper werden diese hochmolekularen Substanzen zur Verwertung umgewandelt. Enzyme ermöglichen die dafür Enzymenotwendigen Reaktionsabläufe im Körper, indem sie helfen, den Stoff (Substrat) zu spalten oder zu verändern. Dabei geht das Enzym mit dem Stoff eine vorübergehende Verbindung ein (Enzym-Substrat-KomplexEnzym-Substrat-Komplex), wird aber durch die Reaktion in seiner eigenen Struktur nicht verändert. Die meisten Enzyme sind Eiweiße (Proteine).
Im Hinblick auf die Funktion der Stoffwechselreaktionen im Organismus können zwei zusammenhängende Vorgänge unterschieden werden:
  • der Baustoffwechsel (BaustoffwechselAnabolismusAnabolismus) und

  • der Energiestoffwechsel (Energie, physikalische GrößeStoffwechselKatabolismusKatabolismus).

Der Baustoffwechsel (Anabolismus) dient dem Aufbau von Stoffen (z. B. Muskulatur); durch ihn werden Bestandteile des Körpers aus anderen Substanzen gebildet. Er erfordert Energie, die aus dem Energiestoffwechsel zur Verfügung gestellt wird.
Der Energiestoffwechsel (Katabolismus) hat die Aufgabe, den Abbau von Stoffwechselprodukten zu betreiben. Komplexe Moleküle werden in einfache Moleküle umgewandelt und zur Ausscheidung aus dem Körper bereitgestellt. Während des Abbauvorgangs wird Energie gewonnen und dem Energie, physikalische GrößeGewinnungBaustoffwechsel zur Verfügung gestellt. Dieser Vorgang wird als Energiekopplung Energie, physikalische GrößeKopplungbezeichnet.

Merke

Der Energiestoffwechsel und der Baustoffwechsel sind durch Energiekopplung miteinander verbunden.

Wasser- und Elektrolythaushalt

Flüssigkeitsräume und Ionenverteilung
Der Wassergehalt beträgt beim Mann Wasser-Elektrolyt-Haushalt60 %, bei der Frau 50 % (größerer Fettanteil) und bei Säuglingen 75 % des Körpergewichts. Das KörperwasserKörperwasser (Abb. 3.54) verteilt sich zu ⅔ Flüssigkeitsverteilung, Störungeninnerhalb der Zelle (intrazellulär) und zu ⅓ außerhalb der Zelle (extrazellulär). Der extrazelluläre Flüssigkeitsanteil umfasst die Flüssigkeit zwischen den Zellen (interstitiell) und im Blutkreislauf (intravasal).
Ursache für die unterschiedliche Wasserverteilung im Körper ist die Verteilung der osmotisch wirksamen Substanzen (KationenKationen und Anionen) auf die Flüssigkeitsräume (Abb. 3.55). In der intrazellulären Flüssigkeit sind vornehmlich Kalium-Kationen (K+) und als KaliumAnionenAnion Phosphate und Eiweiße vorhanden. In der extrazellulären Flüssigkeit überwiegen das Kation Natrium (Na+)Natrium und die Anionen Chlorid (Cl)Chlorid und Bikarbonat (HCO3-). BikarbonatAufgrund des HCO3-unterschiedlichen Eiweißgehalts ergeben sich nur geringe Ionenverschiebungen zwischen interstitieller und intravasaler Flüssigkeit.
Regulation der Körperflüssigkeiten
Die Aufrechterhaltung der Flüssigkeitsregulation, StörungenKörperflüssigkeiten im Gleichgewicht (Homöostase) Homöostaseist eine wesentliche Bedingung für das Leben. Ihr Volumen und ihre Zusammensetzung müssen daher innerhalb enger Grenzen konstant gehalten werden. Gesteuert werden die Wasserverschiebungen durch die oben genannten osmotisch wirksamen Substanzen (Ionen).

Merke

Die OsmolaritätOsmolarität ist die Konzentration aller gelösten Teilchen in einem Liter Lösungswasser bezogen auf das Volumen.

Die OsmolalitätOsmolalität ist die Konzentration der gelösten Teilchen in einem Kilogramm Lösungswasser bezogen auf die Masse.

Durch den osmotischen DruckDruckosmotischer (2.2) wird die Verteilung der Flüssigkeiten im Körper aufrechterhalten und geregelt. Die osmotischen Verhältnisse sind für die Wasserverteilung in den Flüssigkeitsräumen des Körpers verantwortlich; so erfolgt z. B. ein Einstrom von Wasser in die Zelle entweder bei einem Absinken der Osmolalität im extrazellulären Raum oder bei einem Anstieg der Osmolalität im intrazellulären Raum. Entgegengesetzte Veränderungen bewirken einen Wasserausstrom aus der Zelle. Ziel der Regulation ist die Gewährleistung von Isotonie und IsotonieIsovolämieIsovolämie, d. h. die Aufrechterhaltung der normalen osmotischen Konzentration und die Konstanthaltung des Volumens im Extrazellulärraum. Der Gesamtkörperbestand an Wasser und Elektrolyten wird durch die normale Aufnahme (ResorptionResorption) und eine normale Ausscheidung (Niere, Atmung, Magen-Darm-Trakt) gewährleistet (Abb. 3.56).
Störungen des Wasser- und Elektrolythaushalts
Abweichungen des Wasser- und Elektrolythaushalts sind eng miteinander verknüpft und können zu ernstlichen Erkrankungen besonders älterer Patienten führen. Dabei können bereits geringe Störungen katastrophale Entgleisungen und eine ernsthafte Bedrohung des Lebens bewirken.
Es wird zwischen Störungen des Flüssigkeitshaushalts und Störungen des Elektrolythaushalts, insbesondere des Natriumhaushalts, unterschieden.
  • Störungen der FlüssigkeitsbilanzFlüssigkeitsbilanz, Störungen werden z. B. durch eine verminderte Flüssigkeitszufuhr bei vermehrter Ausfuhr von Körperflüssigkeit verursacht.

  • Störungen der Flüssigkeitsverteilung Flüssigkeitsverteilung, Störungenwerden vor allem durch Zufuhr wässriger Lösungen ohne ausreichenden Elektrolytgehalt ausgelöst.

  • Störungen der Flüssigkeitsregulation Flüssigkeitsregulation, Störungenwerden in erster Linie durch Erkrankung der renalen, kardialen oder endokrinen Organe hervorgerufen.

Als Hyperhydratation werden Störungen mit einem erhöhten Wassergehalt bezeichnet, als Dehydratation Störungen mit einem verminderten Wassergehalt. OsmolalitätsstörungenOsmolalitätStörungen sind weitgehend von der Natriumkonzentration abhängige Störungen des Flüssigkeitsstatus und können isotonisoton, hypertonhyperton oder hypoton hypotonsein (Abb. 3.57).
Dehydratationen
DiarrhöDehydratationAls Dehydratation oder DehydratationExsikkose (lat. siccus = trocken) Exsikkosewird die Austrocknung des Körpers durch die Abnahme von Körperwasser bezeichnet. Die isotone Dehydratation bezeichnet dabei eine Verminderung der Körperflüssigkeit bei normaler Osmolalität des Serums und kommt im Rahmen von Durchfallerkrankungen oder bei DurchfallDehydratationvermindertem Durstgefühl vor.
Die hypertone Dehydratation ist die Verminderung der Körperflüssigkeit bei gleichzeitig erhöhter Osmolalität des Serums, z. B. durch massive Wasserverluste von mehr als 20 Litern täglich über die Niere bei Diabetes insipidus.
Diabetes mellitusWasserverlustDie hypotone Dehydratation bezeichnet die Verminderung der Körperflüssigkeit bei erniedrigter Osmolalität des Serums, d. h., der Verlust an Natrium ist größer als der an Wasser. Als Ursachen kommen Nieren- oder NiereErkrankung, DehydratationMagen-Darm-MagenDarm-Erkrankungen, DehydratationErkrankungen infrage.
Hyperhydratationen
HyperhydratationDie isotone Hyperhydratation bezeichnet eine Vermehrung der Körperflüssigkeit bei erhaltener normaler Osmolalität des Serums. Sie kommt bei gestörter Natriumausscheidung im Harn (Anurie)Anurie oder aber unter Zufuhr großer Infusionsmengen vor.InfusionHyperhydratation
Die hypotone Hyperhydratation ist die Vermehrung der Körperflüssigkeit bei erniedrigter Osmolalität des Serums. Sie tritt bei vermehrter Wasserzufuhr (Beinahe-Ertrinken in Beinahe-ErtrinkenHyperhydratationSüßwasser) oder verminderter Wasserausscheidung durch die Infusion salzfreier Lösungen (WasserintoxikationWasserIntoxikation) auf.
Als hypertone Hyperhydratation bezeichnet man eine Vermehrung der Körperflüssigkeit bei erhöhter Osmolalität des Serums. Man beobachtet sie nach Infusion von hypertoner Kochsalzlösung oder nach dem Trinken von hypertonen Lösungen (z. B. Meerwasser)Meerwasser, Hyperhydratation.

Säure-Basen-Haushalt

Säure-Basen-Haushalt ist die zusammenfassende Bezeichnung für physiologische Regulationsmechanismen im Körper, deren Aufgabe es ist, Säuren und Basen (2.2) in einem konstanten Verhältnis zueinander zu halten.
Regulation des Säure-Basen-Haushalts
Die Messgröße für den Säure-Basen-Haushalt ist der pH-Wert, der in den pH-WertRegulationmeisten Körperzellen bei pH 7,2 und im Blut bei pH 7,4 liegt. Da sein Wert über die Wasserstoffionenkonzentration bestimmt wird, erfolgt die Steuerung des Säure-Basen-Haushalts über die Einstellung einer festen H+-Konzentration (IsohydrieIsohydrie). Die Isohydrie (pH 7,37–7,43) lässt die meisten Stoffwechselvorgänge unter optimalen Bedingungen ablaufen. Deren Effizienz und Wirksamkeit hängen von der exakten Einstellung des pH-Wertes in den Körperzellen und im Blut ab.
Zur Regulierung des Säure-Basen-Gleichgewichts stehen dem Körper
  • Puffersysteme in Blut und Geweben (Bikarbonat und Proteine),

  • der Gasaustausch über die Lunge und

  • der Ausscheidungsmechanismus der Nieren

zur Verfügung.
Unter den Bedingungen der Isohydrie besteht ein Gleichgewicht der Konzentrationen von Bikarbonat (HCO3-) Bikarbonatund physikalisch gelöster Kohlensäure (CO2) sowie saurer und basischer Gruppen in den Eiweißen, die H+ und OH- abgeben bzw. aufnehmen können.
Störungen des Säure-Basen-Haushalts
Die Ursache für Störungen des Säure-Basen-Haushalts ist entweder in der Atmung (respiratorische Störung) oder im Stoffwechsel (metabolische Störung) begründet. Beide Störungen verschieben den pH-Wert des Blutes (Dyshydrie)Dyshydrie in Richtung der basischen oder der sauren Seite. Ein Absinken des pH-Wertes unter 7,37 wird Azidose, ein Ansteigen über 7,43 wird Alkalose genannt. Die Verschiebung des pH-Wertes erfolgt aufgrund einer veränderten CO2-Abgabe über die Atmung (Hypo- oder Hyperventilation) oder durch den vermehrten Anfall von Säuren bzw. Basen aus den Stoffwechselkreisläufen des Körpers (Abb. 3.58). Um eine Dyshydrie auszugleichen, stehen dem Körper die Lunge und die Nieren als Kompensationsorgane zur Verfügung.
Metabolische Störungen
Der metabolischen Azidose liegt meist ein Verlust von Bikarbonat über die Nieren (Niereninsuffizienz) oder NiereInsuffizienz, Azidoseüber den Magen-Darm-Trakt (z. B. Diabetes, Diabetes mellitusAzidoseAlkoholAlkoholabususAzidose) zugrunde. Sie wird durch die vermehrte Abgabe von CO2 (Säure) über die Atmung (z. B. Kußmaul-Atmung, 6.2, 19.2.1) kompensiert.
Ursachen der metabolischen Alkalose sind ein Anstieg der Bikarbonatkonzentration durch eine verminderte Ausscheidung von Bikarbonat über die Niere und/oder ein übermäßiger Verlust von Magensäure (z. B. Erbrechen).ErbrechenAlkalose Ihre Kompensation erfolgt über eine verminderte, flache Atmung, um vermehrt CO2 zurückzuhalten.
Respiratorische Störungen
Der respiratorischen Alkalose liegt eine alveoläre HyperventilationHyperventilation aufgrund psychogener (z. B. Hyperventilationstetanie)HyperventilationTetanie oder somatischer Stimulation des zentralen Atemzentrums (Hirnhautentzündung) HirnHautentzündung, Alkalosezugrunde. Ihre Kompensation wird durch die gesteigerte Ausscheidung von Bikarbonat über die Nieren erreicht.
Die respiratorische Azidose wird durch eine alveoläre Hypoventilation durch HypoventilationLungenfunktionsstörungen verursacht. Durch die gestörte oder fehlende Atmung (SauerstoffmangelSauerstoffMangel, Azidose) reichern sich physikalisch gelöstes CO2 (Säure) und Wasserstoffionen (H+) im Körper an. Die respiratorische Azidose wird über die Ausscheidung von H+-Ionen und die Rückresorbierung von Bikarbonat über die Nieren kompensiert.

Merke

Metabolische Störungen werden über die Atmung und respiratorische Störungen über die Nieren ausgeglichen.

Wiederholungsfragen

  • 1.

    Wie sind Anabolismus und Katabolismus miteinander verbunden? (3.9.1)

  • 2.

    Welche Flüssigkeitsräume gibt es im Körper? (3.9.2)

  • 3.

    Wie unterscheiden sich Hyperhydratation und Dehydratation? (3.9.2)

  • 4.

    Was ist der Unterschied zwischen Azidose und Alkalose? (3.9.3)

  • 5.

    Nennen Sie zwei Kompensationsmechanismen der Säure-Basen-Regulation. (3.9.3)

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