Grundlagen der menschlichen Anatomie und Physiologie

Zelltypen und ihre Klassifizierung

Die Zellen werden nach ihrem embryonalen Ursprung (von dem sie sich ableiten) sowie nach ihren morphologischen und funktionellen Eigenschaften klassifiziert. Die folgenden vier Typen sind von grundlegender Bedeutung:

• Epithelzellen, Bindegewebszellen
• Muskelzellen (Muskelfasern)
• Nervenzellen (Neuronen)

Gewebe

Zellen mit einer ähnlichen Struktur und Funktion bilden Gruppen, die als Gewebe bezeichnet werden. Ein Gewebe besteht aus einer Reihe von Zellen, die in Struktur und Funktion ähnlich sind, sowie der Substanz, die sie umgibt (Interzellularsubstanz).

Gewebearten

Es gibt vier grundlegende Arten von Gewebe: Bindegewebe, Epithelgewebe, Muskelgewebe und Nervengewebe. Die Zellen des Epithelgewebes bilden die Epithelauskleidung. Wie der Name sagt, bedecken sie die Außenfläche des Körpers sowie die Oberflächen der inneren Hohlorgane.

Andere Gewebezellen, wie Knochenzellen, bilden zusammen mit der interzellulären Substanz das Knochengewebe. Nervenzellen sind zu Nervengewebe strukturiert. Muskelgewebe kann unterschiedlicher Art sein:

• Glatte Muskulatur
• Quergestreifte Muskulatur: Skelett- und Herzmuskulatur

Glatte Muskulatur

Die glatte Muskulatur findet sich in den inneren Organen (Magen-Darm-Trakt, Blutgefäße). Kontraktionen der glatten Muskulatur erfolgen eher langsam, schrittweise und sind unwillkürlich, also nicht vom Bewusstsein des Individuums abhängig.

Gestreiftes Muskelgewebe

Es gibt zwei verschiedene Klassen von quergestreiften Muskeln: die quergestreifte Skelettmuskulatur und den Herzmuskel.

Systeme und Apparate

Der menschliche Körper ist in verschiedene Systeme unterteilt: Nervensystem, endokrines System, Atmungsapparat, Verdauungsapparat, Exkretionssystem (Ausscheidungssystem), Kreislaufsystem, Fortpflanzungsapparat und Bewegungsapparat.

Das Nervensystem

Es ist in zwei Teile geteilt: Das zentrale Nervensystem (verarbeitet Reize und verursacht bewusste, freiwillige Handlungen) und das periphere Nervensystem. Ein Teil davon ist das vegetative Nervensystem, welches die Aktivitäten des vegetativen Lebens reguliert (außerhalb der willkürlichen Kontrolle des Individuums).

Das endokrine System

Dieses System sondert chemische Botenstoffe ab: Hormone.

Der Bewegungsapparat

Neben struktureller Unterstützung und Schutzfunktionen erfüllt er Aufgaben wie die Fortbewegung. Die Bestandteile dieses Apparates sind die Knochen mit ihren Gelenken sowie die Skelettmuskulatur, die für Mobilität sorgt.

Das Blut und seine Bestandteile

Das Blut besteht aus verschiedenen Elementen:

• Rote Blutkörperchen (Erythrozyten): Zuständig für den Sauerstofftransport.
• Hämatokrit: Der Anteil der zellulären Bestandteile im Blut.
• Weiße Blutkörperchen (Leukozyten): Ihre wichtigste Aufgabe ist die Verteidigung des Organismus gegen Angriffe von infektiösen oder giftigen Agenzien. Sie werden im Knochenmark und in den Lymphknoten gebildet.
• Thrombozyten (Blutplättchen): Sie sind für die Blutgerinnung verantwortlich, beispielsweise bei einer Wunde.
• Plasma: Der flüssige Anteil des Blutes. Es hat eine gelbliche Farbe, besteht zum Teil aus Wasser und enthält viele gelöste Stoffe.

Das Herz

Es ist ein hohles muskuläres Organ, das in vier Hohlräume unterteilt ist: zwei Vorhöfe (oben) und zwei Kammern (unten). Das Herz ist von drei Schichten umgeben:

1. Endokard: Die innere Schicht, welche die Hohlräume auskleidet und die Herzklappen bildet.
2. Myokard: Die mittlere Schicht, die aus Herzmuskelzellen besteht.
3. Perikard: Die äußere Schicht (Herzbeutel), die das Herz und die Ansätze der großen Gefäße umschließt.

Herzrhythmus und Herzzyklus

Der Herzzyklus ist der Wechsel von Anspannung und Entspannung. Die Phase der Kontraktion wird Systole genannt, die Phase der Entspannung Diastole. Ein vollständiger Zyklus aus Systole und Diastole bildet den Herzschlag. Die Häufigkeit dieser Zyklen wird als Herzfrequenz bezeichnet.

Gefäßsystem und Kreislauf

Das Gefäßsystem ist die Gesamtheit der Leitungen, durch die das Blut zirkuliert. Man unterscheidet zwischen dem Lungenkreislauf (kleiner Kreislauf) und dem Körperkreislauf (großer oder peripherer Kreislauf), die miteinander verbunden sind.

Regulierung der Atmung

Veränderungen der Atemfrequenz werden als Tachypnoe (erhöht), Bradypnoe (verringert) oder Apnoe (Atemstillstand) bezeichnet.

Ernährung und Stoffwechsel

Es gibt einen Unterschied zwischen Nahrung und Ernährung. Der Stoffwechsel (Metabolismus) ist verantwortlich für die Regulierung der Ernährung und umfasst alle biochemischen Reaktionen im Inneren der Zelle. Die Nahrungsaufnahme ist ein willkürlicher Akt, während die Ernährung (Absorption von Nährstoffen im Körper) ein unwillkürlicher Vorgang ist.

Der Abbau (Katabolismus)

Er besteht in der Umwandlung komplexer organischer Substanzen in einfachere Moleküle zur Energiegewinnung (in Form von ATP). Das ATP wird für den Aufbau von Gewebe (Anabolismus) oder als Energie zur Aufrechterhaltung lebenswichtiger Funktionen und physischer Aktivitäten genutzt.

Das Skelettsystem

Klassifikation der Knochen

Knochen können nach ihrer Form klassifiziert werden:

• Röhrenknochen (Lange Knochen): Die Länge übertrifft Breite und Dicke. Der zentrale Teil heißt Diaphyse, die Enden heißen Epiphysen. Beispiele: Oberschenkelknochen (Femur), Schienbein (Tibia) und Oberarmknochen (Humerus).
• Platte Knochen: Breite und Länge sind ähnlich und größer als die Dicke. Sie schützen Organe in Hohlräumen, wie z. B. die Schädelknochen.
• Kurze Knochen: Länge, Breite und Dicke sind annähernd gleich, wie bei den Handwurzelknochen oder Wirbeln.

Die Oberflächen können Unregelmäßigkeiten wie Apophysen, Dornen oder Höcker aufweisen.

Komponenten des Knochens

Die drei wichtigsten Komponenten sind:

• Das Periost (Knochenhaut): Eine gefäß- und nervenreiche Membran, welche die Außenfläche bedeckt. Sie dient dem Schutz, der Ernährung und durch die Osteoblasten dem Wachstum und der Heilung bei Frakturen.
• Das Knochengewebe: Besteht aus Knochenzellen und einer harten Knochenmatrix (Kollagen und Mineralien wie Kalziumphosphat). Man unterscheidet kompakte Knochensubstanz (in der Diaphyse) und schwammartige Knochensubstanz (Spongiosa) mit Trabekeln (in den Epiphysen).
• Das Knochenmark: Es befindet sich in den Hohlräumen. Das rote Knochenmark produziert Blutzellen. Das gelbe Knochenmark besteht hauptsächlich aus Fettgewebe.

Knochenbildung (Ossifikation)

Knochengewebe entsteht auf zwei Wegen: durch direkte Verknöcherung (aus Bindegewebe, z. B. Schädel) oder indirekte Verknöcherung (aus Knorpelmodell). Zwischen Diaphyse und Epiphyse befindet sich bei wachsenden Knochen die Wachstumsfuge (Epyphysenfuge).

Gelenke und Bewegungen

Man unterscheidet feste Gelenke (Synarthrosen) und bewegliche Gelenke (Diarthrosen). Bestandteile einer Diarthrose sind:

• Gelenkflächen
• Synovialmembran und Synovialflüssigkeit
• Bänder
• Gelenkkapsel

Gelenkbewegungen

Es gibt drei Hauptarten der Bewegung:

• Gleitbewegung: Flächen gleiten parallel übereinander.
• Drehbewegung (Rotation): Ein Segment dreht sich um die vertikale Achse (Innen- oder Außenrotation).
• Winkelbewegung: Hierzu gehören Abduktion (vom Körper weg), Adduktion (zum Körper hin), Flexion (Beugung) und Extension (Streckung).

Die Kombination dieser Bewegungen wird als Zirkumduktion bezeichnet.