Biologische Systeme: Verdauung, Atmung, Kreislauf & Homöostase

Das Verdauungssystem: Aufbau und Funktion

Das Verdauungssystem ist für die Umwandlung von Nahrung in einfachere Stoffe verantwortlich, die von den Zellen verwendet werden können. Es besteht aus dem Verdauungstrakt und den Verdauungsdrüsen.

Magen-Darm-Funktionen

• Aufnahme (Ingestion)
• Verdauung (Digestion)
• Resorption (Absorption)
• Ausscheidung (Egestion)

Kauen ist eine mechanische Handlung, durch die Nahrung zerkleinert wird. Die Einspeichelung (Insalivation) ist der Prozess, bei dem die Nahrung mit Speichel vermischt wird.

Das Atmungssystem: Gasaustausch und Mechanik

Die Atemwege sind dafür verantwortlich, Sauerstoff aus der Außenluft aufzunehmen und ins Blut zu leiten sowie Kohlendioxid aus dem Blut zu entfernen.

Der Austausch der Gase zwischen der inneren und äußeren Umgebung findet in den Lungenbläschen (Alveolen) statt.

Lungenventilation (Atmung)

Die Lungenventilation ist der Prozess, durch den atmosphärische Luft in das Innere der Lunge gelangt und diese anschließend wieder in die Atmosphäre verlässt.

Wichtige Atemmuskeln

Das Zwerchfell ist ein Muskel, der unterhalb der Lunge liegt. Durch seine Bewegungen verändert sich die Kapazität des Brustkorbs. Die Interkostalmuskeln (Zwischenrippenmuskeln) verbinden die Rippen miteinander und unterstützen die Atembewegung.

Die Innere Umgebung und Homöostase

Die Innere Umgebung ist die Gesamtheit der Flüssigkeit, die die Zellen eines Organismus umgibt (interstitielle Flüssigkeit).

Bestandteile der Inneren Umgebung

• Plasma: Eine gelbliche Flüssigkeit mit defensiven und ernährenden Funktionen.
• Blut: Ein Transportmittel für Stoffe, das durch das Innere der Blutgefäße zirkuliert.
• Lymphe: Eine Flüssigkeit, die aus interstitieller Flüssigkeit (Plasma) gebildet wird.

Homöostase

Homöostase ist die Aufrechterhaltung stabiler Eigenschaften der Zellen und der inneren Umgebung.

Das Kreislaufsystem und Blut

Das Kreislaufsystem verteilt Nährstoffe und Sauerstoff durch den Körper und sammelt gleichzeitig Abfallprodukte des Zellstoffwechsels ein.

Blutgefäße

• Arterien: Führen das Blut vom Herzen weg (zum Körper).
• Venen: Transportieren Blut von den Organen zum Herzen hin.
• Kapillaren: Verbinden die Enden der Arterien mit den Anfängen der Venen.

Funktionen des Blutes

Zu den Hauptaufgaben des Blutes gehören: Ernährung, Atmung, Ausscheidung, Verteidigung und Temperaturregulierung.

Zusammensetzung des Blutes

Blut besteht aus:

• Plasma: Eine gelbliche Flüssigkeit, die eine Vielzahl von Stoffen enthält.
• Blutzellen: Es gibt drei Arten von Blutzellen: rote Blutkörperchen (Erythrozyten), weiße Blutkörperchen (Leukozyten) und Blutplättchen (Thrombozyten).

Das Herz: Aufbau und Funktion

Herzklappen

• Mitralklappe: Verbindet den linken Vorhof und den linken Ventrikel.
• Trikuspidalklappe: Verbindet den rechten Vorhof (Auricula) und den rechten Ventrikel.

Der Herzzyklus

Die Funktionsweise des Herzens besteht aus zwei Arten von koordinierten Bewegungen, die in den Vorhöfen und Kammern stattfinden:

• Diastole: Phase der Entspannung, in der sich das Herz mit Blut füllt.
• Vorhofsystole: Die Vorhöfe ziehen sich zusammen und öffnen die Ventile.
• Ventrikeldiastole: Die Ventrikel entspannen sich, um Blut zu empfangen.
• Kammersystole: Die Kammern ziehen sich zusammen, und die Semilunarklappen (Taschenklappen) öffnen sich.

Die Kreisläufe

Der Lungenkreislauf (Kleiner Kreislauf)

Er findet zwischen Herz und Lunge statt. In diesem Kreislauf gelangt das kohlendioxidhaltige Blut über die obere und untere Hohlvene in den rechten Vorhof.

Der Körperkreislauf (Großer Kreislauf)

Er findet zwischen dem Herzen und den übrigen Organen des Körpers statt. In diesem Kreislauf transportiert das Blut Sauerstoff und Nährstoffe zu den Organen und nimmt Kohlendioxid sowie Abfallprodukte des Zellstoffwechsels auf. Dieser Kreislauf ist länger als der Lungenkreislauf.

Das Lymphsystem und Herz-Kreislauf-Erkrankungen

Das Lymphsystem

Das Lymphsystem ist dafür zuständig, überschüssige Flüssigkeit aus dem Gewebe zu sammeln, diese dem Blutkreislauf wieder zuzuführen und im Darm resorbierte Fette zu transportieren. Es besteht aus:

• Lymphkapillaren: Sehr feine, blind endende Gefäße, die in allen Geweben verteilt sind.
• Lymphgefäße: Ähnlich aufgebaut wie Venen.
• Lymphknoten: Kleine Schwellungen entlang der Lymphgefäße. Sie sind Zentren der Bildung und Reifung von weißen Blutkörperchen und dienen der Entfernung von Fremdstoffen und Mikroorganismen.

Herz-Kreislauf-Erkrankungen

Erkrankungen des Herzens werden als Herz-Kreislauf-Erkrankungen bezeichnet.

• Arteriosklerose: Verhärtung der Arterien, verursacht durch die Ablagerung von Fetten und Cholesterin. Dies kann zu Verstopfungen führen, die als Thromben (Blutgerinnsel) bezeichnet werden und in lebenswichtigen Organen Thrombosen verursachen können.
• Herzinfarkt: Tritt auf, wenn Arteriosklerose die Koronararterien schädigt und ein Thrombus eine davon blockiert. Die Durchblutung wird unterbrochen, was zum Absterben der versorgten Muskelzellen führt und tödlich sein kann.

Weitere Ausscheidungsorgane

• Lunge: Beseitigt Kohlendioxid.
• Leber: Scheidet Abfallstoffe aus dem Verdauungsprozess aus.
• Schweißdrüsen: Auf der Haut verteilte Drüsen, die ebenfalls an der Ausscheidung beteiligt sind.