© 2019 by Elsevier GmbH

Bitte nutzen Sie das untenstehende Formular um uns Kritik, Fragen oder Anregungen zukommen zu lassen.

Willkommen

Mehr Informationen

B978-3-437-48043-0.00002-9

10.1016/B978-3-437-48043-0.00002-9

978-3-437-48043-0

Ionenverbindung des Natriumchlorids (Kochsalz) als Kristallgitter

[L190]

Darstellung einer Atombindung am Beispiel des Sauerstoffs: Die beiden O-Atome teilen sich als Molekül O2 vier Elektronen in ihrer äußeren Schale.

[L108]

Diffusion

[L143]

Osmose

[L143]

Die pH-Skala

[L190]

Aufbau einer menschlichen Zelle

[L190]

Organisationsebenen des menschlichen KörpersAtom OrganellenMolekül GewebeZelle OrgansystemOrgan

[L190]

Bruchteile von Einheiten

Tab. 2.1
Vorsilbe Abkürzung Faktor
Nano- n 1/1 000 000 000
Mikro- μ 1/1 000 000
Milli- m 1/1 000
Dezi- d 1/10

Vielfache von Einheiten

Tab. 2.2
Vorsilbe Abkürzung Faktor
Hekto- h 100
Kilo- k 1 000
Mega- M 1 000 000
Giga- G 1 000 000 000

Grundlagenwissen Physik, Chemie und Biologie

Jürgen Luxem

  • 2.1

    Physik10

  • 2.2

    Chemie12

  • 2.3

    Biologie16

Das Grundlagenwissen der Naturwissenschaften ist für das Verständnis des menschlichen Körpers, seines Aufbaus (Anatomie), seiner Funktionen (Physiologie) und seiner Krankheiten (Pathologie bzw. Pathophysiologie) unabdingbar. Dabei ist die Biologie mit der Chemie, Physik und Mathematik eng verflochten. Nur auf der verlässlichen Basis der naturwissenschaftlichen Grundlagen kann der Körper in seiner Komplexität und Verflechtung begreifbar werden.

Physik

Das griechische Wort „physis“, von dem sich der Begriff „PhysikPhysik“ ableitet, bedeutet Natur. So war auch in früheren Zeiten die Physik die „eigentliche“ Naturwissenschaft; Chemie und Biologie haben sich als wissenschaftliche Disziplinen erst in den letzten Jahrhunderten etabliert. Heute ist die Physik der Teil der Naturwissenschaften, der sich vor allem mit der Messung und mathematischen Beschreibung von Vorgängen und Zuständen befasst. Daher begegnen uns physikalische Begriffe im (rettungsdienstlichen) Alltag überall dort, wo ein Wert gemessen oder ein Gerät auf einen Wert eingestellt werden muss.
Physikalische Größen
Eine physikalische physikalische GrößenGröße hat immer zwei Bestandteile: einen Zahlenwert und eine Maßeinheit. Es reicht also nicht aus, nur einen Zahlenwert anzugeben, z. B. Länge = 50. Eine solche Angabe lässt nämlich offen, ob es sich um eine Länge von 50 cm, 50 m oder sogar 50 km handelt (in der Seefahrt könnten auch 50 nautische Meilen gemeint sein, was einer Entfernung von 92,65 km entspricht).

Achtung

Bei der Messung der Blutzuckerkonzentration gibt es sowohl Messgeräte, welche die Konzentration in mg/dl (Milligramm pro Deziliter) angeben, als auch solche, die in mmol/l (Millimol pro Liter) messen. Ein Blutzuckerwert von 20 (ohne Angabe der Maßeinheit) kann also zweierlei bedeuten: 20 mg/dl wäre ein viel zu niedriger, 20 mmol/l aber ein viel zu hoher Blutzuckerwert!

Konzentration
Die Größe Konzentration, physikalische GrößeKonzentration gibt an, welche Menge eines Stoffes in einem VolumenVolumen (z. B. einer Flüssigkeit oder eines Gases) enthalten ist. Dabei wird die Menge durch das Volumen geteilt, man erhält einen Quotienten:

Merke

Konzentration = Menge / Volumen

Als Menge, physikalische GrößeMenge kann die Masse des Stoffes (gemessen in Gramm [g] oder Milligramm [mg]) oder die sogenannte Stoffmenge (gemessen in der Einheit Mol [mol] oder Millimol [mmol]) eingesetzt werden. Aus diesem Grund kursieren in der Medizin – wie im obigen Beispiel – verschiedene Konzentrationseinheiten wie mg/dl (z. B. Blutzuckerspiegel) und mmol/l (z. B. Elektrolytkonzentrationen im Blut).
Der Umrechnungsfaktor ist abhängig von dem betrachteten Stoff (bzw. dessen Molgewicht); bei Glukose lautet die Umrechnung 1 mg/dl = 0,055 mmol/l bzw. 1 mmol/l = 18 mg/d.
Kraft
Was ist eine Kraft, physikalische GrößeKraft? Wenn eine Kraft wirkt, werden verschiedene Veränderungen hervorgerufen: Ein beweglicher Körper kann beschleunigt, fest- oder hochgehalten bzw. ein festgehaltener Körper kann auch verformt werden. Anhand dieser Veränderungen kann eine Kraft auf verschiedene Arten gemessen werden. Die praktikabelste Messvorschrift für uns auf der Erde ist die folgende:

Merke

Kräfte werden in der Einheit Newton (N) gemessen. 1 N entspricht der Kraft, die nötig ist, um ein Gewicht von 98,1 g (also ca. 100 g) anzuheben.

Druck
Überall dort, wo Kräfte nicht punktförmig an einer Stelle wirken (z. B. bei Gasen in Druckflaschen, die Kräfte auf die Behälterwände ausüben), verwendet man die Größe Druckphysikalische GrößeDruck.
Der Druck berechnet sich aus der Kraft, die auf eine Fläche einwirkt:

Merke

Druck=Kraft/Fläche

In der Technik wird meist die Einheit bar verwendet. 1 bar entspricht einer Kraft von 10 N (also ca. 1 kg) auf einer Fläche von 1 cm2.
Im Rettungsdienst übliche Sauerstoffdruckflaschen werden mit einem Gasdruck von 200 bar ausgeliefert. Das bedeutet, dass auf das Flaschenventil (Querschnitt ca. 6 cm2) eine Kraft wirkt, die einem Gewicht von 1,2 Tonnen entspricht. Was passiert, wenn eine solche Flasche nicht ordnungsgemäß gesichert wird, sodass bei einem Sturz das Ventil abreißt, kann man sich nun vorstellen!
Arbeit/Energie
Die Begriffe „Arbeit“Arbeit, physikalische Größe und „Energie“Energie, physikalische Größe stehen im Grunde für ein und dasselbe: die Möglichkeit eines Systems, einen Prozess ablaufen zu lassen, und zwar solche Prozesse, für die das System „arbeiten“ muss. Arbeit ist somit die Energie, die auf mechanischem Wege auf einen Körper übertragen wird, indem die Kraft entlang eines Weges auf den Körper einwirkt. Die geleistete Arbeit ist also die mechanisch übertragene Energie auf den Körper.
Die beiden Begriffe definieren sich gegenseitig:

Merke

Energie ist die in einem System gespeicherte Fähigkeit, Arbeit zu leisten. Arbeit wird immer dann geleistet, wenn eine Energieform in eine andere umgewandelt wird.

Beispiel: Umwandlung von chemischer Energie in einem Muskel zu mechanischer Energie beim Gewichtheben

Arbeit und Energie werden daher auch in den gleichen Einheiten gemessen. Die wichtigste Einheit ist das Joule (J), eine andere die Kalorie (cal): 4,2 J entsprechen 1 cal. Je nachdem, welche Energieform betrachtet wird, errechnet sich die Energie aus unterschiedlichen anderen Größen (z. B. mechanische Energie = Kraft × Weg; elektrische Energie = Spannung × Stromstärke × Zeit).
Um eine Vorstellung von der Einheit Joule zu bekommen, sollen folgende Vergleiche dienen:

Merke

1 J Energie kann ein Gewicht von ca. 100 g (Kraft = 1 N) einen Meter anheben. 1 J Energie kann 1 ml Wasser um 0,24 °C erwärmen. 1 J Energie kann eine Billardkugel (160 g) auf 13 km/h beschleunigen.

Die Energieeinheit Joule begegnet uns im Rettungswesen beim Umgang mit einem Defibrillator. DefibrillationJouleHier wird die an den Körper des Patienten abgegebene Energie in Joule angegeben.

Merke

Die bei der Defibrillation eines Erwachsenen eingesetzte Energie (200 J) wäre nach obigem Vergleich in der Lage, einen Notfallkoffer (15 kg) um 1,33 m anzuheben oder einen Milliliter Wasser um ca. 48 °C zu erwärmen.

Leistung
Bei technischen Anwendungen ist meist von Interesse, wie schnell Arbeit geleistet oder Energie übertragen wird. Dies beschreibt die physikalische Größe Leistung, physikalische GrößeLeistung.
Leistung ist „Arbeit pro Zeiteinheit“ und errechnet sich daher aus Energie und benötigter Zeit:

Merke

Leistung=Energie/Zeit

Die Einheit der Leistung ist das Watt (W):
1W=1Joule/Sekunde
Diese Einheit findet man häufig bei elektrischen Geräten: Eine Lampe mit der Leistungsangabe 60 W braucht pro Sekunde eine elektrische Energie von 60 J. Eine ältere Einheit, die besonders bei Motoren Anwendung fand, ist die Pferdestärke (PS): 1 PS = 735,5 W = 0,7355 kW.
Eine nützliche Formel für die Leistung ist der Zusammenhang beim elektrischen Strom:

Merke

Leistung = Spannung × Stromstärke

Mithilfe dieser Formel kann z. B. ausgerechnet werden, wie viele Geräte an eine Steckdose, deren Sicherung für eine bestimmte maximale Stromstärke (im Haushalt: 16 A) ausgelegt ist, angeschlossen werden dürfen.
Frequenz
Bei sich periodisch wiederholenden Vorgängen (z. B. Schwingungen, Herzschläge, Atemzüge) wird die Schnelligkeit der Wiederholung durch die FrequenzFrequenz, physikalische Größe beschrieben. Die Frequenz gibt an, wie viele Ereignisse oder Vorgänge in einer gewissen Zeit auftreten:

Merke

Frequenz = Anzahl der Vorgänge / benötigte Zeit

Die Einheit der Frequenz kann 1/s, 1/min, 1/h usw. sein. Für relativ schnell ablaufende Prozesse verwendet man die Einheit Hertz (Hz): 1 Hz = 1/s.
Vielfache und Bruchteile
Ist eine zu messende Größe sehr klein oder sehr groß, sodass mit der üblichen Maßeinheit unhandliche Zahlenwerte entstehen, so verwendet man VielfacheVielfaches, Einheiten oder BruchteileBruchteile von Einheiten von Einheiten. Diese tragen vor dem Einheitennamen eine Vorsilbe (Tab. 2.1, Tab. 2.2).
Bei der Blutzuckermessung findet sich z. B. die Einheit Deziliter (dl). Ein Deziliter ist ein Zehntel eines Liters, also 0,1 Liter oder 100 Milliliter.

Chemie

Die ChemieChemie ist die Wissenschaft von den Stoffen, ihren Eigenschaften und Umwandlungen. Viele Prozesse im Körper basieren auf chemischen Reaktionen, bei denen aus Ausgangsstoffen (Edukte) neue Stoffe (Produkte) entstehen. Diese neuen Produkte unterscheiden sich in ihren Eigenschaften mehr oder weniger deutlich von den Ausgangsstoffen. Abhängig von den Stoffeigenschaften sind auch die Transportprozesse Diffusion und Osmose, die den Durchgang von Stoffen durch Zellmembranen und Gefäßwände ermöglichen. Je besser man daher die Grundlagen dieses Fachgebiets verstanden hat, desto einleuchtender werden auch die komplexen Vorgänge, die das Leben steuern (z. B. der Säure-Basen-Haushalt).
Atom
Das Atom ist der kleinste chemisch nicht weiter teilbare Baustein der Materie. Im Laufe der Wissenschaftsgeschichte wurden unterschiedliche Atommodelle vorgeschlagen. Im Jahr 1913 entwickelte Niels Bohr ein Atommodell. Nach diesem bestehen die AtomeAtom aus einem positiv geladenen Atomkern und einer negativ geladenen Atomhülle. Nach heutigen Erkenntnissen sind alle Atomkerne aus zwei Sorten von Kernelementarteilchen (NukleonenNukleonen) aufgebaut, den positiv geladenen ProtonenProtonen und den ungeladenen NeutronenNeutronen.
Da die Atome nach außen hin elektrisch neutral erscheinen, muss die positive Ladung jedes Atomkerns durch eine entsprechende negative Ladung kompensiert werden. Dies geschieht dadurch, dass eine der Zahl der positiven Kernladungen gleiche Anzahl von Elektronen den Atomkern in Form einer Atomhülle umgibt. Atome sind daher im Normalzustand elektrisch neutral, d. h., die Anzahl von Protonen und Elektronen ist dann jeweils gleich.
Daraus ergibt sich folgender Aufbau des Atoms:
  • Kern: positiv geladen, besitzt fast die gesamte Masse des Atoms

  • Hülle: negativ geladen, bestimmt die räumliche Ausdehnung des Atoms

  • Atom: nach außen neutral, setzt sich aus Kern und Hülle zusammen

Molekül
Ein MolekülMolekül ist ein Teilchen, das aus zwei oder mehreren zusammenhängenden Atomen besteht, welche durch kovalente Bindungen (Atombindung) verbunden sind. Moleküle stellen die kleinsten Teilchen dar, welche die gleichen Eigenschaften des zugrunde liegenden Stoffes haben. Es gibt Moleküle, die aus einem einzigen Element aufgebaut sind (z. B. Sauerstoff = O2); die meisten Moleküle sind aber Verbindungen verschiedener Elemente (z. B. Wasser = H2O).
Ion
Wenn Atome eine elektrische Ladung tragen, werden sie als IonenIon bezeichnet. Die Umwandlung eines neutralen Atoms in ein Ion (durch Entfernen oder Hinzufügen von Elektronen) heißt Ionisierung.
Ionenbindung
IonenbindungenIonenbindungen sind aufgrund ihres Aufbaus für die elektrische Reizleitung im Körper von Bedeutung. Kombiniert man ein Natrium- und ein Chloratom miteinander, so kann das Alkalimetall (Natrium) durch Elektronenabgabe, das Halogen (Chlor) durch Elektronenaufnahme in eine Edelgaskonfiguration (besonders stabile Verbindung, in der Ionen oder Atome nicht mehr dazu neigen, Elektronen abzugeben oder aufzunehmen) übergehen:
Na → Na+ + e
Cl + e → Cl
Chlor kommt wie alle Gase (außer den Edelgasen) in der Natur nur als Molekül (aus mindestens zwei Atomen bestehende Verbindung) vor; daher ist die Darstellung des einzelnen Chloratoms nur fiktiv und dient der Verdeutlichung des Vorgangs. Die so entstehenden geladenen Teilchen sind die Ionen, die positiv geladenen Kationen und die negativ geladenen Anionen. KationKationen und AnionAnion ziehen sich aufgrund ihrer unterschiedlichen Ladung an. Die Bindung zwischen den Teilchen nennt man Ionenbindung. Ionenverbindungen sind nicht gerichtet; daher wirken die Kräfte dreidimensional in den Raum. Die in dem Beispiel genannten Ionen Na+ und Cl bilden als Ionenverbindung ein Kristallgitter (Abb. 2.1).
Atombindung
Kovalente Bindungen bilden sich vor allem zwischen den Atomen von Nichtmetallen (z. B. Sauerstoff [O2] oder Stickstoff [N2]) aus und sind als solche für den festen Zusammenhalt von Atomen in molekular aufgebauten Verbindungen verantwortlich. Werden zwei AtomeAtombindung miteinander verknüpft, z. B. zwei Chloratome (jeweils sieben Außenelektronen), so kann hier kein Elektronenübergang stattfinden, um für beide Atome eine Edelgaskonfiguration (s. Ionenbindung) zu erreichen. In diesem Fall wird ein Elektronenpaar zwischen beiden Atomen geteilt (Abb. 2.2). Beide Chloratome besitzen damit eine stabile Edelgasschale.
Diffusion
DiffusionDiffusion lässt sich an zwei Beispielen aus dem Alltag erläutern: Gerüche verteilen sich auch bei absoluter Windstille nach einiger Zeit im ganzen Raum, und Zucker löst sich auch ohne Umrühren nach langem Warten im Kaffee oder Tee.
Die Erklärung für dieses Phänomen liegt in der Brown-Teilchenbewegung. Alle Teilchen (Moleküle) sind ständig in Bewegung; daher können sich Lösungen und Gasgemische auch temperaturabhängig durchmischen. Gibt man z. B. zwei Lösungen unterschiedlicher Konzentrationen in ein Gefäß, in dem beide Lösungen durch eine Membran getrennt sind, die das direkte Vermischen der Lösungen verhindert, werden die Lösungen sich nicht vermischen können. Wird die Membran jedoch entfernt, kann das direkte Vermischen der Lösungen stattfinden und der in Abb. 2.3 dargestellte Diffusionsprozess kann ablaufen. Die Teilchen des gelösten Stoffes wandern vom Ort der höheren Konzentration zum Ort der niedrigeren Konzentration.
Den Gesetzen der Statistik folgend, stellt sich immer – nach einer ausreichend langen Zeit – ein Zustand ein, in dem die Stoffe gleichmäßig verteilt sind und der Konzentrationsunterschied ausgeglichen ist. Die Konzentration ist dann an jedem Ort im Gefäß gleich. Man kann sagen: Lösungen haben das Bestreben, ihre Konzentrationen auszugleichen.
Osmose
Im Körper Osmosegibt es zahlreiche Membranen, die halbdurchlässig (semipermeabel) sind. Das heißt, sie lassen nur sehr kleine Moleküle (z. B. Wasser) durch. Größere Teilchen wie Salz, Zucker oder Eiweiß können die semipermeable Membran nicht durchdringen.
Treffen an einer solchen Membran unterschiedliche Salzkonzentrationen aufeinander, so besteht zwischen beiden Seiten der Membran – genau wie bei der Diffusion – ein Bestreben, die Konzentration auszugleichen. Da aber das gelöste Salz nicht durch die Membran hindurchpasst, wandern nun Wassermoleküle in Richtung der höheren Salzkonzentration (Abb. 2.4).
In Abb. 2.4 bewegt sich Wasser von der rechten auf die linke Seite. Dadurch nimmt das Volumen auf der Seite mit der höheren Salzkonzentration zu und es baut sich ein Druck – der osmotische Druck – auf.

Achtung

Eine Osmose, bei der auch die Entstehung eines osmotischen Drucks deutlich wird, tritt bei roten Blutkörperchen auf, wenn die Salzkonzentration in der sie umgebenden Flüssigkeit zu gering ist (z. B. in reinem Wasser): Die Zellmembran des Blutkörperchens ist semipermeabel, sodass keine gelösten Teilchen heraus-, wohl aber Wassermoleküle hineinwandern können. Dadurch nimmt das Volumen im Innern zu und es baut sich ein Druck auf. Das Blutkörperchen füllt sich und nimmt eine kugelrunde Form an. Steigt der Druck noch weiter, so kann es sogar zum Zerplatzen der Zellen (Hämolyse) kommen.

Merke

Diffusion und Osmose sind passive Transportvorgänge, da sie ohne den Verbrauch von Stoffwechselenergie ablaufen. Treibende Kraft ist in beiden Fällen ein Konzentrationsunterschied, der ausgeglichen werden soll.

Diffusion: Es wandert vorwiegend der gelöste Stoff (hin zu der niedrigen Konzentration, sodass es zu einem Konzentrationsausgleich kommt).

Osmose: Es wandert das Lösungsmittel (hin zu der höheren Konzentration). Osmose tritt auf, wenn eine semipermeable Membran die unterschiedlichen Konzentrationen voneinander trennt; die Folge ist eine Volumenverschiebung und damit ein osmotischer Druck.

Säuren und Basen

Merke

SäureSäuren sind Stoffe, die in der Lage sind, Wasserstoffionen abzugeben.

BaseBasen, auch Laugen genannt, sind in der Lage, Wasserstoffionen aufzunehmen.

Ob eine wässrige Lösung SäureBase-Reaktionsauer oder basisch reagiert, wird durch den pH-pH-WertWert ausgedrückt. Dieser Wert errechnet sich aus der Konzentration von Wasserstoffionen (H+) in der Lösung. Die pH-Skala (Abb. 2.5) reicht von pH 0 (stark sauer) bis pH 14 (stark basisch bzw. alkalisch). Bei einem pH-Wert von 7 ist die Lösung weder sauer noch basisch, sondern neutral.
Die Chemie, die dahinter steht, ist recht kompliziert; für Vorgänge im menschlichen Körper, die in ständiger Anwesenheit von Wasser ablaufen, genügt es daher, sich Folgendes zu merken:
Treffen eine Säure und eine Base aufeinander, so reagieren sie miteinander und neutralisieren sich gegenseitig. Bei der Neutralisation entstehen immer Wasser und ein (gelöstes) Salz. Beispielsweise neutralisieren sich Salzsäure und Natronlauge unter Bildung von Wasser und Kochsalz (Natriumchlorid, NaCl).

Biologie

Im Gegensatz zu Physik und Chemie ist der Begriff „BiologieBiologie“ leicht zu definieren: Biologie ist die Wissenschaft von der belebten Natur. Die Frage ist nur: Was ist Leben? Wann bezeichnet man ein Ding als Lebewesen?
Alle LebewesenLebewesen zeichnen sich durch Merkmale aus, die sie von nicht lebendigen Strukturen unterscheiden. Die wichtigsten sind:
  • Sie betreiben Stoffwechsel (Aufnahme, Umwandlung und Ausscheidung von Stoffen).

  • Sie sind in der Lage zu wachsen.

  • Sie können sich selbst vermehren.

  • Sie bestehen aus einer oder vielen Zellen.

Nach dieser Definition sind Viren nicht den lebenden Organismen zuzuordnen, denn Viren verfügen zwar über die Funktion der Mutation, aber schon für die Vermehrung sind sie auf ihre Wirtszelle angewiesen. Viren benutzen zwar den Stoffwechsel anderer Organismen und sind in der Lage, diesen Stoffwechsel für ihre Bedürfnisse zu manipulieren, aber über einen eigenen Stoffwechsel verfügen sie nicht.
Zelle
ZelleZellen sind die Bausteine der Lebewesen. Je nachdem, welche Aufgabe die Zelle erfüllen soll, gibt es in hoch entwickelten Lebewesen (Mensch, Wirbeltiere) zahlreiche Arten und Formen von Zellen. Allen gemeinsam ist jedoch der grobe Aufbau aus einigen wichtigen Strukturen (Abb. 2.6).
Jede Zelle besitzt eine Zellmembran, die sie wie eine Haut umschließt. Im Inneren befindet sich das Zell- oder Zytoplasma, eine Flüssigkeit, die zum größten Teil aus Wasser mit darin gelösten Elektrolyten (besonders Kaliumionen) und Eiweißen (Proteinen) besteht. Im Zellplasma finden sich die Zellorganellen – quasi die „Organe“ der Zelle.
Zu den wichtigsten Zellorganellen zählen der Zellkern und die Mitochondrien:
  • Der Zellkern ist die größte Struktur innerhalb einer Zelle und stellt praktisch ihr „Gehirn“ dar. Er enthält die DNA, die gleichzeitig den Zellstoffwechsel steuert und Träger der Erbinformation ist.

  • Die Mitochondrien sind die Kraftwerke der Zelle. In ihnen findet die Verbrennung von Kohlenhydraten mithilfe von Sauerstoff und somit die Energiegewinnung statt.

Organisationsebenen des menschlichen Körpers
In Abb. 2.7 ist der Aufbau des menschlichen Körpers (OrganismusOrganismus) mit Beispielen für die unterschiedlichen Organisationsebenen dargestellt.
Ausgehend von der oben beschriebenen Ebene der Zellen, ist die nächsthöhere Ebene die der Gewebe. Mehrere Gewebe, die räumlich dicht beieinanderliegen und auf eine eigene Organanlage und Entwicklung zurückzuführen sind, Organbezeichnet man als Organ. Organe haben in der Regel eine deutlich erkennbare Gestalt. Organe, die miteinander eng in Beziehung stehen und eine gemeinsame Aufgabe erfüllen, bilden ein Organsystem.
Gewebe
GewebeGewebe sind Zellverbände von ähnlicher Bauart und Funktion, die sich für eine gemeinsame Funktion gleichartig differenziert haben. Dabei werden vier Grundgewebearten unterschieden:
  • Epithel- und Drüsengewebe

  • Binde- und Stützgewebe

  • Muskelgewebe

  • Nervengewebe

Epithel- und Drüsengewebe
Das EpithelgewebeEpithelgewebe besteht aus flächenhaft angeordneten Zellen, die alle inneren oder äußeren Körperoberflächen auskleiden bzw. bedecken. Entsprechend ihrer Gewebespezialisierung unterscheiden sich die Zellen in ihren Aufgaben. Das Hautepithel zeichnet sich vornehmlich durch eine Schutzfunktion (Epidermis der Haut) aus, während das Drüsenepithel (Schweißdrüsen) die Aufgabe hat, Sekrete abzusondern. Das Resorptionsepithel im Darm (Epithel der Darmzotten) sorgt für die Aufnahme von Nährstoffen aus der Nahrung und das Sinnesepithel (Sinneszellen in der Netzhaut) dient der Reizaufnahme und -weiterleitung an das Gehirn.
Das Epithelgewebe verfügt normalerweise über keine eigene Blutversorgung in seiner obersten Schicht. Der Sauerstofftransport läuft daher in den Spalten (Interzellularräumen) zwischen den einzelnen Epithelzellen ab. Der Vorgang, der wesentlich zur Versorgung der Epithelzellen beiträgt, ist die Diffusion (2.5).
Eine Besonderheit stellt das Endothel dar. Das Endothel kleidet nicht nur die Innenwände von Lymph- und Blutgefäßen aus, sondern ist in eine Vielzahl von Regulationsprozessen, wie z. B. der Regulation des Blutdrucks, der Blutgerinnung und des Sauerstoffaustauschs von Blut und Gewebe, eingebunden.
Binde- und Stützgewebe
Das Binde- und StützgewebeStützgewebe ist an der Formgebung und Formerhaltung des Körpers beteiligt und lässt sich in BindegewebeBindegewebe, Fettgewebe, Knorpelgewebe und Knochengewebe einteilen. Die Gewebe unterscheiden sich zwar in Form und Funktion, weisen aber in ihrem strukturellen Aufbau wesentliche Gemeinsamkeiten auf. Die Zellen bilden (mit Ausnahme des Knorpelgewebes) ein Maschenwerk und halten miteinander den Kontakt aufrecht. In den Lücken des Maschenwerkes (zwischen den Zellen) finden sich die Interzellularsubstanzen: Fasern, Quellstoffe, weitere Eiweiße, Salze und Wasser. Die interzellulären Substanzen geben dem Gewebe Stärke, Form und Festigkeit und dienen dem Stoffaustausch zur Versorgung der Zellen.
Muskelgewebe
Das MuskelgewebeMuskelgewebe ermöglicht die Bewegungsvorgänge des Körpers. Es besteht aus lang gestreckten, faserförmigen Muskelzellen – den Muskelfasern. Im Inneren der Muskelfasern liegen die Myofibrillen, die ein Zusammenziehen der Muskelzellen ermöglichen. Sie sind die eigentlichen funktionellen Elemente der Muskulatur. Der Körper besitzt drei verschiedene Typen von Muskulatur: quergestreifte Muskulatur, glatte Muskulatur und Herzmuskulatur (3.5.4).
Nervengewebe
Das NervengewebeNervengewebe besteht aus Nervenzellen, deren Fortsätzen und dem Nervenhüllgewebe (Neuroglia), einer Art Bindegewebe des Nervensystems. Eine Nervenzelle mit allen ihren Fortsätzen bezeichnet man als Neuron (3.3.1). Das Nervenhüllgewebe stützt die Neurone und versorgt sie mit Nährstoffen.

Wiederholungsfragen

  • 1.

    Eine Infusionslösung trägt die Aufschrift: „100 ml Lösung enthalten 0,9 g Natriumchlorid.“ Geben Sie die NaCl-Konzentration der Lösung an. (2.1)

  • 2.

    Auf einer Ampulle ist zu lesen: „250 mg Wirkstoff in 10 ml“. Sie sollen 100 mg des Wirkstoffs in eine Spritze aufziehen. Wie viele Milliliter benötigen Sie? (2.1)

  • 3.

    Sie fühlen den Puls eines Menschen. Dabei zählen Sie in einer Zeit von 15 Sekunden 18 Pulsschläge. Geben Sie die Pulsfrequenz in der Einheit 1/min („pro Minute“) an. (2.1)

  • 4.

    An einer Membran (z. B. Zellmembran oder Gefäßwand) treffen zwei unterschiedliche Lösungen eines Salzes aufeinander. Wann kommt es zur Diffusion, wann zur Osmose? (2.2)

  • 5.

    Was läuft bei der Osmose anders? (2.2)

  • 6.

    Im Zwölffingerdarm vermischen sich Mageninhalt (pH < 7) und Bauchspeichel (pH > 7). Was passiert? (2.2)

  • 7.

    Nennen Sie die charakteristischen Merkmale eines lebendigen Organismus. (2.3)

Holen Sie sich die neue Medizinwelten-App!

Schließen