Anatomie und Physiologie für Nichtmediziner - Cheatsheet

Struktur und Funktion von Zellen und Geweben

Definition:

Grundlagen der Biologie: Zellen als kleinste lebende Einheiten, Gewebe als Zusammenschluss ähnlicher Zellen zur Erfüllung spezifischer Funktionen.

Details:

• Zellkern: Steuerzentrale, enthält DNA
• Zellmembran: Abgrenzung und Stofftransport
• Zytoplasma: Enthält Zellorganellen
• Mitochondrien: Energieproduktion (ATP)
• Ribosomen: Proteinsynthese
• Endoplasmatisches Retikulum (ER): Synthese und Transport von Stoffen
• Gewebearten: Epithelgewebe, Binde- und Stützgewebe, Muskelgewebe, Nervengewebe

Homöostase und Regelkreisläufe im Körper

Definition:

Homöostase: Fähigkeit des Körpers, ein stabiles inneres Milieu aufrechtzuerhalten. Regelkreisläufe: Mechanismen, die Homöostase durch Feedback-Schleifen sichern.

Details:

• Homöostase sichert konstante Temperatur, pH-Wert, Blutdruck u.v.m.
• Negative Rückkopplung: Korrektur bei Abweichung vom Sollwert (z.B. Blutzuckerregulation).
• Positive Rückkopplung: Verstärkung von Prozessen (z.B. Wehen bei Geburt).
• Komponenten eines Regelkreislaufs: Sensor, Kontrollzentrum, Effektor.
• Beispiele: Thermoregulation durch Hypothalamus, osmotische Homöostas

Elektrische und chemische Signalübertragung im Nervensystem

Definition:

Übertragung von Signalen in Nervenzellen (Neuronen) durch elektrische und chemische Prozesse.

Details:

• Aktionspotenziale: elektrische Signale entlang der Axone
• Depolarisation: Öffnung von Na\textsuperscript{+}-Kanälen, Na\textsuperscript{+} strömt ein
• Repolarisation: Öffnung von K\textsuperscript{+}-Kanälen, K\textsuperscript{+} strömt aus
• Signalübertragung an Synapsen: chemische Neurotransmitter
• Vesikel fusionieren mit präsynaptischer Membran
• Neurotransmitter binden an Rezeptoren der postsynaptischen Membran
• Exzitatorische postsynaptische Potenziale (EPSPs) und inhibitorische postsynaptische Potenziale (IPSPs)
• Summation: räumliche und zeitliche Summation der EPSPs und IPSPs

Aufbau und Funktion des Herzens

Definition:

Aufbau und Funktion des Herzens: Pumpe des Körpers, sorgt für Blutkreislauf.

Details:

• Vier Kammern: zwei Vorhöfe (Atrien) und zwei Kammern (Ventrikel)
• Sauerstoffreiches Blut: Linker Vorhof -> Linke Kammer -> Körperkreislauf
• Sauerstoffarmes Blut: Rechter Vorhof -> Rechte Kammer -> Lungenkreislauf
• Herzklappen: Verhindern Rückfluss (Segelklappen und Taschenklappen)
• Herzmuskel (Myokard): verantwortlich für Kontraktionen
• Elektrisches Leitungssystem: Sinusknoten -> AV-Knoten -> His-Bündel -> Tawara-Schenkel -> Purkinje-Fasern
• Herzzyklus: Systole (Kontraktion) und Diastole (Entspannung)
• Formel für Herzzeitvolumen (HZV): \[ HZV = Schlagvolumen \times Herzfrequenz \]

Mechanik der Atmung

Definition:

Mechanik der Atmung beschreibt die physikalischen Prozesse und Strukturen, die an der Ein- und Ausatmung beteiligt sind.

Details:

• Atemmuskulatur: Zwerchfell und Zwischenrippenmuskulatur
• Druckänderungen: Boyle-Mariotte-Gesetz (Druck-Volumen-Zusammenhang)
• Lungenvolumina: Atemzugvolumen (Tidalvolumen), inspiratorisches Reservevolumen, exspiratorisches Reservevolumen, Residualvolumen
• Gesetz von Laplace: Oberflächenspannung bei den Alveolen
• Compliance: Elastizität der Lunge und Thoraxwand
• Resistance: Strömungswiderstand in den Atemwegen
• Ventilation: \(\text{VE} = \text{Atemfrequenz} (\text{AF}) \times \text{Tidalvolumen} (\text{TV})\)
• Diffusion: Gasaustausch am Alveolar-Kapillar-Membran

Mechanismen der Filtration und Rückresorption in den Nieren

Definition:

Filtration: Glomerulus filtert Blut, Primärharn entsteht. Rückresorption: Nierenkanälchen nehmen nützliche Stoffe zurück ins Blut.

Details:

• Filtration: Findet im Glomerulus statt. Treibende Kräfte: Kapillardruck (\textit{ca. 50 mmHg}), Kolloidosmotischer Druck, Druck in der Bowman-Kapsel
• Primärharn: Zusammensetzung ähnelt Blutplasma, enthält keine größeren Proteine und Zellen.
• Rückresorption: Hauptsächlich im proximalen Tubulus, Henle-Schleife, distalen Tubulus und Sammelrohr
• Mechanismen: Passiver Transport (Osmose, Diffusion) und aktiver Transport (Ionenpumpen, Kanäle)
• Regulierung: Hormone (ADH, Aldosteron) beeinflussen Wasser- und Elektrolytrückresorption.

Stoffwechselprozesse und Energiehaushalt

Definition:

Stoffwechselprozesse und Energiehaushalt betreffen die chemischen Reaktionen im Körper, die Energie aus Nährstoffen freisetzen und nutzen.

Details:

• Katabolismus: Abbau von Molekülen zur Energiegewinnung
• Anabolismus: Aufbau von Molekülen unter Energieverbrauch
• ATP (Adenosintriphosphat): Hauptenergiespeicher der Zelle
• Glykolyse: Umwandlung von Glukose in Pyruvat, Gewinn von 2 ATP
• Zitronensäurezyklus: Pyruvat zu CO2 und NADH abgebaut
• Elektronentransportkette: Nutzung von NADH zur ATP-Synthese
• Glukoneogenese: Neubildung von Glukose aus Nicht-Kohlenhydraten
• Insulin und Glukagon: Regulieren Blutzuckerspiegel und Stoffwechselprozesse

Hormonelle Regulation und endokrine Systeme

Definition:

Steuerung biologischer Prozesse durch Hormone, die von endokrinen Drüsen ins Blut abgegeben werden.

Details:

• Hormonarten:
  • Steroidhormone
  • Peptidhormone
  • Aminosäurederivate
• Wichtige endokrine Drüsen:
  • Hypophyse
  • Schilddrüse
  • Nebennieren
  • Bauchspeicheldrüse
• Hormon-Rezeptor-Interaktion: Hormone binden an spezifische Rezeptoren auf Zielzellen.
• Regelkreise: Hypothalamus-Hypophysen-Achse reguliert viele hormonelle Systeme.
• Beispiel: Insulin-Sekretion durch die Bauchspeicheldrüse reguliert Blutzuckerspiegel.
• Rückkopplungsmechanismen: Negative Rückkopplung stabilisiert Hormonspiegel.