Biologie des Menschen: Von der Zelle zum Organsystem

Die Zelle und ihre Bestandteile

Mitochondrien: Sie haben eine ovale Form und liefern Energie. Endoplasmatisches Retikulum: Ein System aus Säcken und Kanälen, die miteinander verbunden sind; hier werden Proteine und Lipide hergestellt. Vakuolen: Sie enthalten Wasser und gelöste Substanzen. Lysosomen: Sie wandeln komplexe Stoffe in einfache Substanzen um. Zytoskelett: Ein Netzwerk aus komplexen Filamenten. Zentriolen: Zwei Hohlzylinder, deren Wände aus Filamenten gebildet werden. Ribosomen: Kleine Partikel, die frei vorkommen oder an das Retikulum gebunden sind; sie stellen Proteine her. Golgi-Apparat: Häutige Säcke, die im Retikulum hergestellte Substanzen verpacken. Die wichtigste Funktion ist die Sekretion.

Der Zellkern

Kernhülle: Eine Doppelmembran, die von Poren durchbrochen ist und den Austausch von Stoffen zwischen Kern und Zytoplasma ermöglicht. Nukleoplasma: Der Inhalt des Kerns, bestehend aus Chromatin. Chromatin: Lange Stränge, welche die DNA-Moleküle bilden. Nukleoli: Hier werden Ribosomen hergestellt. Die Zellform ist meist sphärisch.

Zellfunktionen und Stoffwechsel

Die Funktionsweise umfasst: 1. Energiegewinnung, 2. Kopieren der DNA, 3. Herstellung von Proteinen, 4. Transport, 5. Verpackung, 6. Ausschleusen von Proteinen.

Metabolismus: Chemische Prozesse innerhalb einer Zelle. Katabolismus: Komplexe Substanzen werden abgebaut, um Energie zu gewinnen. Anabolismus: Aufbau komplexer Moleküle aus einfachen Bausteinen.

Gewebearten des Körpers

• Epithelgewebe: Bedeckt die äußere Oberfläche des Körpers und die Organe. Es gibt das Deckepithel (Schutzfunktion) und das Drüsenepithel (spezialisierte Zellen zur Sekretion).
• Bindegewebe: Im ganzen Körper verteilt, dient es der Verbindung von Geweben.
• Knorpelgewebe: Befindet sich in den Gelenken.
• Knochengewebe: Das festeste Gewebe und Hauptkomponente der Knochen.
• Muskelgewebe: Produziert Bewegung. Man unterscheidet Skelettmuskulatur (willkürlich), Herzmuskulatur (unwillkürlich) und glatte Muskulatur (z. B. Magenwände, unwillkürlich).

Anorganische und organische Stoffe

Anorganische Stoffe: Wasser ist die häufigste Verbindung. Mineralsalze finden sich in Knochen, Zähnen und gelöst in Körperflüssigkeiten.

Organische Stoffe:

• Kohlenhydrate: Einfache Zucker wie Glukose und Maltose.
• Lipide: Fette, die kaum oder gar nicht löslich sind. Es gibt ungesättigte Fette pflanzlicher Herkunft und gesättigte tierischer Herkunft.
• Proteine: Bestehen aus Tausenden einfacher Moleküle (z. B. Hämoglobin).
• Vitamine: Unverzichtbare Substanzen für das Funktionieren des Körpers, die nur in kleinsten Mengen benötigt werden.

Verdauung und Ernährung

Mechanische Verdauung: Zerkleinerung durch Zähne im Mund, Schlucken (Passage in die Speiseröhre) und Bewegungen der Muskelwand im Verdauungstrakt. Chemische Verdauung: Beginnt im Mund (Speichel spaltet Kohlenhydrate), setzt sich im Magen fort (Magensaft) und wird im Dünndarm abgeschlossen (Galle und Säfte zum Fettabbau).

Funktionen der Nahrung

• Plastische Funktion: Aufbau und Ersatz von Gewebe (Proteine).
• Energetische Funktion: Freisetzung von Energie für Muskelarbeit und Körpertemperatur (Kohlenhydrate).
• Regulatorische Funktion: Ermöglicht reibungslose Körperprozesse (Mineralsalze und Vitamine).

Gentechnisch veränderte Lebensmittel: Lebensmittel, in die genetische Informationen eines anderen Lebewesens eingeführt wurden.

Nährstoffe und Atmung

Nährstoffe sind das Rohmaterial für Zellwachstum und Fortpflanzung. Bei der Zellatmung wird Sauerstoff verbraucht, CO2 produziert und Energie freigesetzt. Diese Energie wird genutzt für: Mechanik (Muskeln), Chemie (neue Moleküle) und Thermik (Körpertemperatur).

Essstörungen und Krankheiten

• Anorexie: Angst vor Gewichtszunahme und verzerrtes Körperbild.
• Bulimie: Verzehr großer Mengen Nahrung mit anschließendem Erbrechen.
• Adipositas: Überschüssiges Körperfett durch Überernährung und Bewegungsmangel.

Das Atmungssystem

Es ermöglicht den Gasaustausch. Die Atemwege unterteilen sich in die oberen (Nase, Rachen, Larynx) und unteren (Luftröhre, Bronchien, Bronchiolen). Der Gasaustausch findet in den Alveolen statt. Die Atmung erfolgt durch Zwerchfell und Rippenmuskulatur (Inspiration/Exspiration).

Blut und Kreislaufsystem

Blut besteht aus Plasma (gelbliche Flüssigkeit) und Blutzellen (gebildet im roten Knochenmark):

• Erythrozyten: Kernlos, enthalten Hämoglobin für den Sauerstofftransport.
• Leukozyten: Besitzen einen Kern, dienen der Abwehr.
• Thrombozyten: Zellfragmente für die Blutgerinnung.

Blutgefäße: Arterien (vom Herzen weg), Kapillaren (Stoffaustausch in Organen) und Venen (zum Herzen hin).

Das Herz und Krankheiten

Das Herz besteht aus Myokard und hat vier Teile: zwei Vorhöfe und zwei Kammern. Der Herzzyklus umfasst die Vorhof-Systole, die Kammer-Systole und die Diastole. Man unterscheidet den Lungenkreislauf und den Körperkreislauf.

Krankheiten: Anämie (Eisenmangel), Leukämie (Blutkrebs), Hämophilie (Bluterkrankheit), Arteriosklerose (Gefäßverkalkung) und Herzinfarkt (Verschluss der Herzkranzgefäße).

Nervensystem und Hormone

Das Zentralnervensystem (ZNS) besteht aus Gehirn und Rückenmark. Das periphere Nervensystem (PNS) verbindet das ZNS mit den Organen. Das Gehirn umfasst Großhirn, Kleinhirn und Medulla oblongata.

Neuronen: Bestehen aus Soma, Dendriten und einem Axon (geschützt durch Myelin). Die Übertragung erfolgt elektrisch und chemisch über Synapsen mittels Neurotransmittern.

Hormonsystem

• Hypophyse: Steuert andere Drüsen.
• Schilddrüse: Thyroxin (Zellaktivität).
• Bauchspeicheldrüse: Insulin (Zuckerspiegel).
• Nebennieren: Adrenalin (Puls/Atmung).
• Keimdrüsen: Testosteron bzw. Progesteron/Östradiol.

Sinnesorgane und Bewegungsapparat

Rezeptoren erfassen Reize: Mechanorezeptoren (Druck), Thermorezeptoren (Temperatur), Chemorezeptoren (chemisch) und Photorezeptoren (Licht). In der Haut befinden sich Meissner-, Pacini-, Ruffini- und Krause-Körperchen.

Sinne: Geruch (Riechepithel), Geschmack (Geschmacksknospen), Gehör und Gleichgewicht (Ohr) sowie das Sehen (Netzhaut). Fehlsichtigkeiten sind Myopie (Kurzsichtigkeit), Hyperopie (Weitsichtigkeit) und Astigmatismus.

Bewegungsapparat: Gelenke werden durch Bänder, Knorpel und die Synovialkapsel (mit Gelenkschmiere) gebildet.