Grundlagen der menschlichen Physiologie

Stoffwechsel

Der Stoffwechsel ist die Summe aller Funktionen und unterteilt sich in:

• Anabolismus: Synthese oder Aufbau von Materie.
• Katabolismus: Abbau von Materie.

Gasaustausch

Die Veränderungen in der Gaszusammensetzung von Luft und Blut in den Lungen basieren auf dem Gasaustausch in den Alveolen. Sauerstoff gelangt durch einfache Diffusion aus der Luft ins Blut, während CO₂ in umgekehrter Richtung durch denselben Mechanismus diffundiert. Die Ein- und Ausatmung wird als Lungenventilation bezeichnet und beruht auf Volumenänderungen der Brusthöhle.

Verdauung

• Im Mund: Die Verdauung beginnt beim Kauen und Einspeicheln. Speichel enthält das Enzym Amylase (Ptyalin), das Kohlenhydrate in Monosaccharide spaltet. Durch den Schluckreflex gelangt der Speisebrei in die Speiseröhre.
• In der Speiseröhre: Durch unwillkürliche Muskelkontraktionen, die Peristaltik, wird der Speisebrei in den Magen transportiert.
• Im Magen: Der Magen vermischt die Nahrung mit Magensaft zu einem flüssigen Speisebrei. Magensäure denaturiert Proteine und tötet Bakterien ab. Pepsin spaltet Proteine in Aminosäuren. Lipide passieren den Magen weitgehend unverändert.
• Im Dünndarm: Der Speisebrei wird durch alkalische Sekrete der Bauchspeicheldrüse neutralisiert. Enzyme wie Amylase, Lipase und Proteasen spalten Stärke, Triglyceride und Proteine weiter auf.
• Im Dickdarm: Die Darmflora zersetzt unverdauliche Fasern. Wasser, Mineralien und Vitamine werden resorbiert, bevor die Reste als Kot ausgeschieden werden.

Zelluläre Absorption

Nährstoffe und Sauerstoff gelangen aus den Kapillaren in die interzelluläre Flüssigkeit und von dort in die Zellen, wo sie durch intrazelluläre Enzyme verarbeitet werden.

Blutkreislauf

Das Herz ist ein muskuläres Organ, das durch eine Trennwand in zwei Hälften unterteilt ist. Jede Seite besteht aus einem Vorhof und einem Ventrikel.

• Lungenkreislauf (Kleiner Kreislauf): Sauerstoffarmes Blut fließt vom rechten Ventrikel über die Lungenarterie in die Lungen zur Sauerstoffanreicherung.
• Körperkreislauf (Großer Kreislauf): Sauerstoffreiches Blut wird vom linken Ventrikel über die Aorta in den gesamten Körper gepumpt.

Herzzyklus

• Diastole: Blut fließt aus dem Körper und der Lunge in die Vorhöfe.
• Vorhof-Systole: Die Vorhöfe kontrahieren und pumpen Blut in die Ventrikel.
• Kammersystole: Die Ventrikel kontrahieren, die Ventile schließen sich, und das Blut wird in die Lungenarterie und Aorta gepumpt.

Atmung

Die Luft gelangt durch die Nase (Erwärmung und Reinigung) in den Rachen, den Kehlkopf und die Luftröhre. Diese teilt sich in die Bronchien, die in die Lungen führen. Die Bronchien verzweigen sich in immer kleinere Bronchioli, die in den Alveolen enden, wo der Gasaustausch mit den Kapillaren stattfindet.