Organisation des Menschen - Bildung und Beratung für Gesundheits ...
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<strong>Bildung</strong> <strong>und</strong> Beruf im<br />
Ges<strong>und</strong>heits- u. Sozialwesen<br />
Werner Bonertz<br />
Feuerwehr Duisburg<br />
Rettungssanitäterausbildung<br />
<strong>Organisation</strong> <strong>des</strong> <strong>Menschen</strong><br />
Zelle <strong>und</strong> Gewebe
<strong>Bildung</strong> <strong>und</strong> Beruf im<br />
Ges<strong>und</strong>heits- u. Sozialwesen<br />
Werner Bonertz<br />
Feuerwehr Duisburg<br />
Rettungssanitäterausbildung<br />
Gr<strong>und</strong>merkmale der Lebewesen<br />
· Stoffwechsel<br />
· Fortpflanzung<br />
· Evolution (genetische Veränderungen)<br />
· Wachstum<br />
· Bewegung<br />
· Reizbarkeit <strong>und</strong> Reaktionsvermögen<br />
Zelle <strong>und</strong> Gewebe
<strong>Bildung</strong> <strong>und</strong> Beruf im<br />
Ges<strong>und</strong>heits- u. Sozialwesen<br />
Werner Bonertz<br />
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Rettungssanitäterausbildung<br />
Zelle<br />
• Alle Lebewesen bestehen aus Zellen <strong>und</strong> ihren Produkten (z.B. Haare).<br />
• Die Leistungen der Lebewesen sind das Ergebnis der Leistungen ihrer Zellen.<br />
• Zellen entstehen nur aus bereits vorhandenen Zellen.<br />
Es gibt einzellige Lebewesen <strong>und</strong> mehrzellige Lebewesen.<br />
Die einzelligen Lebewesen bestehen aus einer einzigen Zelle.<br />
Der Mensch gehört zu den mehrzelligen Lebewesen.<br />
Er besteht aus etwa 100.000.000.000.000 (100 Billionen) Zellen.<br />
Der menschliche Körper besteht aus r<strong>und</strong> 220 verschiedenen Zell- <strong>und</strong><br />
Gewebetypen.<br />
Zelle <strong>und</strong> Gewebe
<strong>Bildung</strong> <strong>und</strong> Beruf im<br />
Ges<strong>und</strong>heits- u. Sozialwesen<br />
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Zelle<br />
Alle bekannten Zellen mit Ausnahme einiger spezialisierter Zelltypen<br />
haben bestimmte Komponenten gemeinsam:<br />
typische <strong>Organisation</strong> einer Zelle<br />
1. Zellmembran<br />
2. Zytoplasma<br />
3. Zellkern (Nukleus)<br />
4. Zellorganellen<br />
Zelle <strong>und</strong> Gewebe
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Zelle<br />
Zellorganellen<br />
1. Ribosomen<br />
2. Vesikel<br />
3. Endoplasmatisches Reticulum (ER)<br />
4. Golgi-Apparat<br />
5. Mikrotubuli<br />
6. Mitochondrien<br />
7. Vakuole<br />
8. Lysosom<br />
9. Zentriolen<br />
Zelle <strong>und</strong> Gewebe
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Zelle<br />
Zellmembran<br />
häutchenartige Abgrenzungsstruktur, die eine lebende Zelle von außen umgibt<br />
<strong>und</strong> auch ihr Inneres organisiert.<br />
Die Membranen trennen in der Regel zwei wässrige Lösungen, beispielsweise<br />
bei der Zellmembran das Cytoplasma der Zelle von der "Außenwelt".<br />
Zelle <strong>und</strong> Gewebe
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Zelle<br />
Zellmembran<br />
Aufbau<br />
Membranen bestehen überwiegend aus<br />
Doppelschichten von Phospholipiden.<br />
Die Lipide sind so angeordnet, das die<br />
unpolaren Kohlenwasserstoffreste sich<br />
zusammenlagern, die polaren Gruppen<br />
weisen ins Innere der Zelle bzw. nach<br />
außen.<br />
In die Lipid-Doppelschicht der Zellmembran<br />
sind Proteine eingelagert. Diese können die<br />
Membran durchdringen (z.B. Ionenkanäle,<br />
Rezeptoren, Transportproteine) oder in ihr<br />
verankert sein.<br />
Zelle <strong>und</strong> Gewebe
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Zelle<br />
Zellmembran<br />
Aufbau<br />
Zelle <strong>und</strong> Gewebe
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Zelle<br />
Zellmembran<br />
Funktionen<br />
• Trennung von Reaktionsräumen<br />
• Semipermeable ( = halbdurchlässige) Membran beim Stofftransport,<br />
d.h. manche Stoffe können passieren, andere nicht.<br />
• Ankerpunkt <strong>für</strong> das Cytoskelett zur Aufrechterhaltung der Form.<br />
• Bindung <strong>und</strong> Reaktionsort von Enzymen<br />
• Membranen besitzen an der Außenseite Rezeptoren zur Erkennung<br />
von Signalstoffen wie Hormone.<br />
• Manche Zellen haben einen Saum fingerartiger Ausstülpungen,<br />
Mikrovilli genannt, zur Oberflächenvergrößerung.<br />
Zelle <strong>und</strong> Gewebe
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Zelle<br />
Zellmembran<br />
Membranen sorgen <strong>für</strong> eine Kompartimentierung der Zelle:<br />
Jede Zelle enthält zahlreiche unterschiedlich gestaltete Reaktionsräume<br />
(Kompartimente) die gegeneinander durch Membranen abgegrenzt sind.<br />
Membranen stellen als semipermeable Strukturen eine Diffusionsbarriere<br />
dar <strong>und</strong> halten ein Konzentrationsgefälle zwischen verschiedenen Zellkompartimenten<br />
aufrecht.<br />
Sie dienen der Transportvermittlung <strong>und</strong> regulieren den Stoffaustausch<br />
zwischen den Zellkompartimenten.<br />
Eine Membran ist jedoch nicht nur eine passive Trennschicht, sondern sie<br />
spielt eine aktive Rolle beim Transport von Molekülen <strong>und</strong> Informationen<br />
von einer Seite zur anderen.<br />
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Zelle<br />
Zellmembran<br />
Diffusion<br />
Atome, Ionen <strong>und</strong> Moleküle sind in ständiger Bewegung. Sie stoßen dabei<br />
untereinander zusammen <strong>und</strong> werden dadurch aus ihrer Bahn geworfen.<br />
In einem idealen Gas führen die einzelnen Partikel ungehinderte, d.h.<br />
voneinander unabhängige Bewegungen aus.<br />
In Flüssigkeiten sind die Bewegungen eingeschränkt, doch unterliegt die<br />
Bewegung in einer Lösung den gleichen Kriterien wie in einem idealen Gas.<br />
Für viele Zwecke kann auch das Plasma einer Zelle wie eine solche Lösung<br />
beschrieben werden. Eine Bewegung von hoher zu niedriger Konzentration<br />
bezeichnet man als Diffusion.<br />
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Zelle<br />
Zellmembran<br />
Diffusion<br />
Brownsche Molekularewegung<br />
folgt den Gesetzen der<br />
Thermodynamik.<br />
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Zelle<br />
Zellmembran<br />
Diffusion<br />
Biologische Membranen sind nicht <strong>für</strong> alle Substanzen gleich gut durchlässig.<br />
Sie sind selektiv permeabel, d.h. die Membranen sind <strong>für</strong> eine Substanz A<br />
permeabel, <strong>für</strong> eine Substanz B impermeabel.<br />
Strenggenommen sind sie nur <strong>für</strong> Wasser <strong>und</strong> einige Gase wie Sauerstoff,<br />
Stickstoff, Kohlendioxyd u.a. durchlässig, denn nur diese können eine<br />
Membranbarriere durch freie Diffusion überwinden.<br />
Rein formal hängt die Durchlässigkeit einer Membran von ihrer Porengröße ab.<br />
Membranen sind semipermeabel <strong>für</strong> einige Ionen, Zucker <strong>und</strong> andere kleine<br />
Moleküle <strong>und</strong>, von Ausnahmen abgesehen, <strong>und</strong>urchlässig <strong>für</strong> große Moleküle.<br />
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Zelle<br />
Zellmembran<br />
Diffusion<br />
Moleküle zeichnen sich durch spezifische Eigenschaften wie Molekülgröße,<br />
Ionisierbarkeit oder Löslichkeit in einer Membran aus. Solche lipophilen<br />
(fettlöslichen) Moleküle können sie daher eher passieren als die hydrophilen.<br />
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Zelle<br />
Zellmembran<br />
Osmose<br />
die Diffusion (Hindurchwandern) eines Lösungsmittels durch eine<br />
halbdurchlässige (semipermeable) Membran oder Scheidewand, die zwei<br />
Lösungen verschiedener Konzentration trennt <strong>und</strong> nur <strong>für</strong> das Lösungsmittel,<br />
nicht aber <strong>für</strong> den gelösten Stoff durchlässig ist.<br />
Dabei strömt so lange Lösungsmittel in die konzentriertere Lösung hinein, bis<br />
ein Konzentrationsausgleich mit der schwächeren Lösung erreicht ist.<br />
Da sich nun auf einer Seite eine größere Flüssigkeitsmenge angesammelt hat,<br />
lastet ein bestimmter hydrostatische Druck auf der Membran, der auch als<br />
osmotischer Druck (Überdruck, der durch die diff<strong>und</strong>ierende Flüssigkeit<br />
hervorgerufen wird) bezeichnet wird.<br />
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Zelle<br />
Zellmembran<br />
Modell eines osmotischen Systems<br />
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Zelle<br />
Zellmembran<br />
Osmose<br />
Begriffe<br />
isotonisch:<br />
Der osmotische Druck auf beiden Seiten der Membran ist gleich<br />
hypotonisch: Die Konzentration einer gelösten Substanz (z.B. in der Zelle) ist<br />
niedriger als in der Vergleichslösung (z.B. der Umgebung der<br />
Zelle)<br />
hypertonisch: Die Konzentration einer gelösten Substanz ist höher als in der<br />
Vergleichslösung.<br />
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Zelle<br />
Zellmembran<br />
Osmose<br />
Die Osmose ist <strong>für</strong> die Lebewesen von großer Bedeutung, da auch ihre<br />
Zellmembranen semipermeabel sind.<br />
Pflanzen nehmen durch Osmose Wasser in ihre Zellen auf <strong>und</strong> leiten es von<br />
den Wurzeln bis in die Spitze.<br />
Der osmotische Druck in ihren Zellen (Turgor) verleiht ihnen Stabilität.<br />
Gleichzeitig verhindern starre Zellwände, dass der Druck zu groß wird.<br />
Zur Aufrechterhaltung eines konstanten inneren Milieus müssen Tiere <strong>und</strong><br />
auch der Mensch eine Osmoregulation betreiben, d.h., Wasserhaushalt <strong>und</strong><br />
Elektrolythaushalt müssen durch aktive Transportprozesse reguliert werden.<br />
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Zelle<br />
Zellmembran<br />
Rezeptoren<br />
Unter einem Rezeptor versteht man in der Biologie auf zellulärer Ebene<br />
eine spezialisierte Zelle die bestimmte äußere <strong>und</strong> innere chemische<br />
oder physikalische Reize in eine <strong>für</strong> das ZNS verständliche Form bringt<br />
oder<br />
auf molekularer Ebene eine Zellstruktur die aus der Oberfläche einer<br />
Biomembran herausragt <strong>und</strong> <strong>für</strong> die Bindung verschiedener Partikel sorgt<br />
welche in die Zelle importiert werden oder in ihrem Inneren<br />
biochemische Signalprozesse auslösen.<br />
Zelle <strong>und</strong> Gewebe
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Zelle<br />
Genetisches Material<br />
In der Zelle existieren zwei Arten von genetischem Material:<br />
die Desoxyribonukleinsäuren (DNA) <strong>und</strong> die Ribonukleinsäuren (RNA)<br />
Für die Speicherung der Informationen über lange Zeit wird von den<br />
Organismen DNA genutzt. Die RNA wird häufig zum Transport der Information<br />
(zum Beispiel mRNA) <strong>und</strong> <strong>für</strong> Enzym-ähnliche Reaktionen (zum Beispiel rRNA)<br />
verwendet.<br />
Die DNA ist in Zellen an verschiedenen Orten verteilt:<br />
im Zellkern, in den Mitochondrien <strong>und</strong> in Zellorganellen.<br />
Die DNA im Zellkern ist während der Zellteilung in sogenannten Chromosomen<br />
organisiert. Die menschliche Zelle besitzt 46 Chromosomen, nur die Keimzellen<br />
(männliche Samen- <strong>und</strong> weibliche Eizelle) zählen 23 Chromosomen.<br />
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Zelle<br />
Zellteilung<br />
Amitose<br />
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Zelle<br />
Zellteilung<br />
Mitose<br />
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Zelle<br />
Zellteilung<br />
Meiose<br />
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Gr<strong>und</strong>gewebe <strong>des</strong> <strong>Menschen</strong><br />
Als Gr<strong>und</strong>gewebe werden die vier Gewebegruppen bezeichnet,<br />
denen sich alle Organ- <strong>und</strong> Körpergewebe zuordnen lassen.<br />
Zu den Gr<strong>und</strong>geweben gehören<br />
• Epithelgewebe<br />
• Binde- <strong>und</strong> Stützgewebe<br />
• Muskelgewebe<br />
• Nervengewebe<br />
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Gr<strong>und</strong>gewebe <strong>des</strong> <strong>Menschen</strong><br />
EZR<br />
Funktion<br />
Epithelgewebe (+) Oberflächen, Drüsen, Rezeptoren<br />
Binde- <strong>und</strong><br />
Stützgewebe +++ Struktur, Versorgung, Speicherung<br />
Muskelgewebe (+) Kontraktion, mechanische Arbeit<br />
Nervengewebe + Informationstransport, -verarbeitung<br />
<strong>und</strong> -speicherung<br />
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Gr<strong>und</strong>gewebe <strong>des</strong> <strong>Menschen</strong><br />
Epithelgewebe<br />
Als Epithel bezeichnet man das Gewebe, das die inneren <strong>und</strong> äußeren<br />
Oberflächen <strong>des</strong> Körpers auskleidet.<br />
Epithelien enthalten keine Blutgefäße <strong>und</strong> werden vom darunter<br />
liegenden Bindegewebe per Diffusion durch die Basalmembran ernährt.<br />
Dadurch ist die Schichtdicke der Epithelien beschränkt.<br />
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Gr<strong>und</strong>gewebe <strong>des</strong> <strong>Menschen</strong><br />
Epithelgewebe<br />
Aufgaben sind unter anderem:<br />
• Schutz vor mechanischer Schädigung<br />
• Verhinderung <strong>des</strong> Eindringens von Mikroorganismen<br />
• Schutz vor Wasserverlust durch Verdunstung<br />
• Wahrnehmung von Reizen<br />
• Resorption<br />
• Sekretion<br />
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Binde- <strong>und</strong> Stützgewebe<br />
Das Binde- <strong>und</strong> Stützgewebe besteht aus Zellen <strong>und</strong> Interzellularsubstanz<br />
Man unterscheidet:<br />
• das Bindegewebe im engeren Sinn, <strong>des</strong>sen Vertreter sich vor allem<br />
hinsichtlich ihrer Faserqualitäten <strong>und</strong> -dichte unterscheiden, <strong>und</strong> das<br />
• Stützgewebe, d.h. das Knochen- <strong>und</strong> Knorpelgewebe<br />
Zelle <strong>und</strong> Gewebe
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Gr<strong>und</strong>gewebe <strong>des</strong> <strong>Menschen</strong><br />
Binde- <strong>und</strong> Stützgewebe<br />
Histologisch besteht das Binde- <strong>und</strong> Stützgewebe aus<br />
1. beweglichen, freien Zellen, z.B.<br />
- Plasmazellen (aktivierte B-Lymphocyten, die Immunglobuline bilden)<br />
- Mastzellen, die nach Stimulation (z.B. über Immunglobulin E bei<br />
allergischen Reaktionen) Histamin <strong>und</strong> Heparin freisetzen<br />
- Histiocyten (Freßzellen, Makrophagen)<br />
3. am Ort verbleibenden Zellen, z.B.<br />
- Fibrozyten<br />
- Chondrocyten<br />
- Osteocyten<br />
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Gr<strong>und</strong>gewebe <strong>des</strong> <strong>Menschen</strong><br />
Binde- <strong>und</strong> Stützgewebe<br />
Funktion<br />
Bindegewebe dient verschiedenen Funktionen <strong>und</strong> bietet daher histologisch<br />
ein vielfältiges, inhomogenes Bild.<br />
Je nach Vorkommen füllt es das Interstitium, schützt <strong>und</strong> umhüllt Organe oder<br />
Strukturen <strong>des</strong> Organismus, dient als Leitstruktur von Leitungsbahnen oder<br />
fungiert als Gleit- <strong>und</strong> Verschiebeschicht.<br />
Spezialisierte Bindegewebe können an Speicherung <strong>und</strong> Produktion von<br />
Substanzen beteiligt sein <strong>und</strong> bilden die Stütz- <strong>und</strong> Stabilisierungsstrukturen<br />
<strong>des</strong> Körpers.<br />
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Gr<strong>und</strong>gewebe <strong>des</strong> <strong>Menschen</strong><br />
Muskelgewebe<br />
Einteilung<br />
Es lassen sich histologisch nach ihren auffälligsten mikroskopischen<br />
Aspekten drei verschiedene Muskelgewebe unterscheiden:<br />
1. Quergestreifte Muskulatur<br />
2. Glatte Muskulatur<br />
3. Herzmuskulatur<br />
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Rettungssanitäterausbildung<br />
Gr<strong>und</strong>gewebe <strong>des</strong> <strong>Menschen</strong><br />
Muskelgewebe<br />
Quergestreifte Muskulatur<br />
Die quergestreifte Muskulatur zeigt bei der Betrachtung im Mikroskop<br />
feine, charakteristische Querstreifen, die ihr ihren Namen verleihen.<br />
Zur quergestreiften Muskulatur zählen:<br />
• Skelettmuskulatur<br />
• Mimische Gesichtsmuskulatur (Hautmuskulatur)<br />
• Schl<strong>und</strong>- u. Rachenmuskulatur bis in das obere Drittel der Speiseröhre<br />
• Äußere Augenmuskeln<br />
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Gr<strong>und</strong>gewebe <strong>des</strong> <strong>Menschen</strong><br />
Muskelgewebe<br />
Quergestreifte Muskulatur<br />
Skelettmuskulatur<br />
Sie wird auch Bewegungsmuskulatur genannt <strong>und</strong> ist <strong>für</strong> die<br />
Motorik <strong>des</strong> Körpers verantwortlich. Sie ist willkürlich steuerbar.<br />
Es gibt über 600 Skelettmuskeln im menschlichen Körper.<br />
Zelle <strong>und</strong> Gewebe
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Wie hoch ist Ihr Herzinfarktrisiko?<br />
Gr<strong>und</strong>gewebe <strong>des</strong> <strong>Menschen</strong><br />
Muskelgewebe<br />
Herzmuskulatur<br />
Sie arbeitet ständig <strong>und</strong> hat ein eigenes Erregungsbildungs- <strong>und</strong><br />
Leitungssystem.<br />
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Gr<strong>und</strong>gewebe <strong>des</strong> <strong>Menschen</strong><br />
Muskelgewebe<br />
Glatte Muskulatur<br />
Die glatte Muskulatur besitzt keine Querstreifung <strong>und</strong> wird <strong>des</strong>halb als<br />
glatt bezeichnet. Sie ist nicht der bewussten Kontrolle unterworfen <strong>und</strong><br />
wird vom vegetativen Nervensystem innerviert <strong>und</strong> gesteuert.<br />
Hierzu zählt zum Beispiel die Darm- <strong>und</strong> Gefäßmuskulatur.<br />
Zelle <strong>und</strong> Gewebe
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Ges<strong>und</strong>heits- u. Sozialwesen<br />
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Gr<strong>und</strong>gewebe <strong>des</strong> <strong>Menschen</strong><br />
Nervengewebe<br />
Es bildet die Gr<strong>und</strong>lage <strong>des</strong> Nervensystems.<br />
Aufgabe ist die Signalübertragung zwischen verschiedenen Körperstrukturen.<br />
Nervengewebe besteht aus zwei Zellklassen:<br />
• Neuronen (Nervenzellen):<br />
Sie sind <strong>für</strong> die eigentliche Signalübertragung verantwortlich.<br />
• Gliazellen:<br />
Sie bilden in ihrer Gesamtheit die Neuroglia <strong>und</strong> sind unter anderem <strong>für</strong> die<br />
Ernährung der Nervenzellen verantwortlich.<br />
Gliazellen <strong>und</strong> Neuronen bilden im Nervensystem eine enge funktionelle<br />
Einheit.<br />
Zelle <strong>und</strong> Gewebe
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