Anatomie und Physiologie für Nichtmediziner - Cheatsheet

Skelettsystem und Knochenaufbau

Definition:

Das Skelettsystem besteht aus Knochen, die den Körper stützen und schützen sowie Mineralien speichern.

Details:

• Drei Haupttypen von Knochenzellen: Osteoblasten (bilden Knochen), Osteozyten (erhalten Knochengewebe), Osteoklasten (bauen Knochen ab)
• Rotes Knochenmark: Blutzellproduktion
• Gelbes Knochenmark: Fettspeicherung
• Knochenaufbau: Collagen (flexibel) und Hydroxylapatit (\text{Ca}_5(\text{PO}_4)_3(\text{OH}) - stabil)
• Spongiosa (schwammartig, im Inneren) und Kortikalis (fest, äußerer Teil)

Gehirn und Nervensystem

Definition:

Regelzentrum des Körpers und Netzwerk zur Signalweiterleitung und -verarbeitung.

Details:

• ZNS: Gehirn und Rückenmark
• PNS: Körpernervensystem
• Neuronale Signalweiterleitung: \textit{Aktionspotentiale}, \textit{synaptische Transmission}
• Wichtige Neurotransmitter: \textit{Dopamin}, \textit{Serotonin}, \textit{Acetylcholin}
• Wichtige Hirnstrukturen: \textit{Großhirn}, \textit{Kleinhirn}, \textit{Hirnstamm}

Kreislaufsystem und Herzfunktion

Definition:

Das Kreislaufsystem umfasst das Herz und die Blutgefäße und ermöglicht den Transport von Blut, Nährstoffen, Sauerstoff und Abfallstoffen im Körper. Herzfunktion bezieht sich auf die Fähigkeit des Herzens, Blut durch den Körper zu pumpen.

Details:

• Das Herz hat vier Kammern: zwei Vorhöfe und zwei Ventrikel.
• Blutfluss: Sauerstoffarmes Blut - rechter Vorhof - rechte Kammer - Lungen - linker Vorhof - linke Kammer - Körper.
• Systole: Kontraktion des Herzens, Pumpphase.
• Diastole: Erholungsphase des Herzens, Füllphase.
• Herzzeitvolumen (HZV): \[ HZV = Herzfrequenz \times Schlagvolumen \]
• Blutdruck: \[ Blutdruck = Herzzeitvolumen \times peripherer Widerstand \]
• Wichtige Herzklappen: Aortenklappe, Pulmonalklappe, Mitralklappe, Trikuspidalklappe.

Zellphysiologie und Zellatmung

Definition:

Zellphysiologie untersucht die Funktionen der Zellen. Zellatmung ist der Prozess der Umwandlung von Glukose und Sauerstoff in Energie (ATP), Kohlendioxid und Wasser.

Details:

• Zellatmung in drei Schritte unterteilt: Glykolyse, Citratzyklus, oxidative Phosphorylierung.
• Gleichung: \[ C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O + ATP \]
• Glykolyse: im Cytoplasma, Glukose -> Pyruvat
• Citratzyklus: in der Mitochondrienmatrix, Pyruvat -> CO_2 und energiereiche Moleküle (NADH, FADH_2)
• Oxidative Phosphorylierung: an der inneren Mitochondrienmembran, NADH/FADH_2 -> ATP
• ATP: Hauptenergiespeicher

Endokrines System und Hormonregulation

Definition:

System von Drüsen, die Hormone produzieren und in den Blutkreislauf abgeben; verantwortlich für die Regulierung von Stoffwechsel, Wachstum, Reproduktion und Homöostase.

Details:

• Hauptdrüsen: Hypophyse, Schilddrüse, Nebennieren, Pankreas, Geschlechtsdrüsen.
• Hormone wirken als chemische Botenstoffe, binden an spezifische Rezeptoren.
• Regulierungsmechanismen: negative Rückkopplung (z.B. Insulin und Blutzuckerspiegel), positive Rückkopplung (z.B. Oxytocin während der Geburt).
• Beispiele für Hormone: Insulin, Adrenalin, Thyroxin, Östrogen.
• Krankheiten: Diabetes, Hyperthyreose, Hypothyreose.

Biomedizinische Signalverarbeitung

Definition:

Analysieren und Verarbeiten von biologischen Signalen, um nützliche Informationen für medizinische Diagnostik, Überwachung und Therapie zu gewinnen.

Details:

• Typische Signale: EKG (Herz), EEG (Gehirn), EMG (Muskeln)
• Signalvorverarbeitung: Filtern, Verstärken, Digitalisieren
• Feature-Extraktion: Zeit- und Frequenzanalyse, Spektralanalyse
• Signal-Klassifikation: Mustererkennung, maschinelles Lernen
• Anwendungen: Herzfrequenzüberwachung, Schlafstadienanalyse, Muskelaktivitätsüberwachung

Simulation in der virtuellen Realität

Definition:

Simulation in der virtuellen Realität zur Veranschaulichung anatomischer und physiologischer Prozesse.

Details:

• Ermöglicht interaktive und immersive Lernumgebung.
• Darstellung komplexer anatomischer Strukturen in 3D.
• Virtuelles Training von medizinischen Eingriffen.
• Fördert das Verständnis von physiologischen Abläufen.
• Keine physischen Risiken für den Lernenden.
• Erfordert VR-Hardware und entsprechende Software.

Bildgebung und Visualisierungstechniken

Definition:

Techniken zur Erzeugung visuelle Darstellungen des Körperinneren.

Details:

• Röntgen: Nutzung von Röntgenstrahlung, um 2D-Bilder von Knochenstrukturen zu erzeugen.
• CT (Computed Tomography): Schichtweise Röntgenbilder zur 3D-Darstellung, gute Auflösung, hoher Strahlungseinsatz.
• MRT (Magnetresonanztomographie): Nutzung von Magnetfeldern und Radiowellen; gut für Weichteilgewebe.
• Ultraschall: Schallwellen zur Bildgebung von z.B. inneren Organen, keine Strahlung.
• fMRI (funktionelle MRT): Misst Gehirnaktivität durch Änderungen des Blutflusses.
• Pet (Positronen-Emissions-Tomographie): Radioaktive Tracer zur Beobachtung von Stoffwechselprozessen.