Physiologie

Diese Flashcards sind eine Lernhilfe für das Thema Physiologie und decken die wichtigsten Konzepte und Definitionen ab, die für das Verständnis der Körperfunktionen notwendig sind.

Was ist Physiologie?

Die Lehre von den normalen Körperfunktionen.

In welche strukturellen Ebenen lässt sich der menschliche Körper unterteilen?

Atome, Moleküle, Organellen, Zellen, Gewebe, Organe, Organsysteme, gesamter Körper.

Was ist Homöostase?

Aufrechterhaltung stabiler innerer Bedingungen im Körper.

Welche Bestandteile umfasst der Regelkreis der Homöostase?

Sollwert, Messfühler, Regler (Gehirn), Stellglieder (z.B. Muskeln, Drüsen).

Was sind die Grundlagen der Zellphysiologie?

Zellen sind die kleinsten Einheiten, ca. 100 Billionen Zellen im menschlichen Körper

Rote Blutzellen = Sauerstofftransport ca. ¼
restliche Zellen: bilden Gewebe & Organe

Grundlegende Bausteine der Zellphysiologie

Vielfalt - unterscheiden Form & Funktion

Spezialisierung - Sauerstofftransport (rote Blutzellen)

Erregungsleitung (Nervenzellen)

Fortpflanzung (Keimzellen)

Was ist die Hauptfunktion roter Blutzellen?

Transport von Sauerstoff.

Nennen Sie die Grundeigenschaften von Zellen?

Stoffwechsel & Energiegewinnung durch:

-Umwandlung von Stoffen

-Vermehrung

-begrenzte Lebensdauer

-Reizaufnahme

-Reizbeantwortung

Nennen Sie die Hauptbestandteile einer Zelle.

Wasser (70-85%) - Lösungsmittel

Ionen - elektrisch geladene Teilchen für zelluläre Prozesse

Proteine (10-20%)

Lipide (2%)

Kohlenhydrate (ca. 1%) - Energiespeicher

Was regelt die Zellmembran?

Reguliert den Stoffaustausch und besteht aus einer Lipiddoppelschicht

Beschreibe den Aufbau der menschlichen Zelle

Zellmembran (reguliert Stoffaustausch): sie umschliesst das Zytoplasma mit den Zellorganellen und den Zellkern

Zellorganellen sind für Energiegewinnung & Proteinsynthese zuständig

Zellkern enthält die DNA und steuert die Zellaktivität

Eigenschaften der Zellmembran

umhüllt die Zelle

reguliert den Stoffaustausch (“Grenzpolizei”)

entscheidet welche Moleküle in die Zelle hinein- und aus ihr herauskommen

besteht aus einer Lipiddoppelschicht mit eingelagerten Proteinen

sie ist nicht starr, sondern dynamisch

Glykokalyx ist eine Kohlenhydratschicht auf der Zelloberfläche - zuständig für Zellerkennung & Kommunikation

Aufgaben der Zellmembran: Abgrenzung, Regulation, Kommunikation, Schutz

Was sind Zellorganellen?

Strukturen innerhalb von Zellen, die spezifische Funktionen ausführen

Endoplasmatische Retikulum (ER)

schlauchförmiges Netzwerk (weitverzweigtes Netzwerk von Membranen)

zwei Arten: raues ER mit Ribosomen, glattes ER ohne Ribosomen

Funktionen:

Raues ER: Proteinsynthese, Proteintransport

Glattes ER: Lipidsynthese, Entgiftung, Calciumspeicherung

Ribosomen

Proteinbiosynthese (Translation) - “Proteinfabriken”

bestehen aus 2 Untereinheiten (60S und 40S) - lagern sich bei Proteinbiosynthese zu einem vollständigen Ribosom (80S) zusammen & anschliessend wieder dissoziieren

Freie R: stellen Proteine für den Eigenbedarf der Zelle her

membrangebundene R: produzieren Exportproteine (z.B. Drüsensekrete), Membranproteine, lysosomale Proteine

Was ist die Funktion des Golgi-Apparats?

Verarbeitung, Verpackung, Transport von Proteinen und Lipiden

gestapelte, membranumschlossene Säcke = Golgi-Körper (Dictyosomen)

Modifikation - Proteine werden modifiziert

Sortierung - Proteine & Lipide werden nach Bestimmungsort sortiert

Vesikel transportieren zu anderen Zellorganellen/Zellmembran (Exozytose)

cis-Seite (Aufnahmestelle)

trans-Seite (Abgabestelle)

Was ist die Hauptfunktion von Lysosomen?

Intrazelluläre Verdauung

enthalten eine Vielzahl von Enzymen, die versch. Stoffe abbauen können

Abbau von aufgenommenen Fremdkörper, zelleigene, überalterte Organellen & zelluläre Abfälle

Recycling - Abbauprodukte werden wiederverwendet

Schutz - Lysosomenmembran schützt die Zelle vor den Enzymen im Inneren

Schädigung - in geschädigten Zellen können freigesetzte Enzyme zur Gewebsautolyse beitragen

Nenne die Eigenschaften von Peroxisomen

Entgiftung - dienen der Entgiftung

enthalten Enzyme (Oxidasen & Katalasen)

Wasserstoffperoxid - wird von der Katalase in unschädliche Stoffe umgewandelt

Vermehrung - Peroxisomen vermehren sich durch Spaltung

Vorkommen - Leber & Niere

Was sind Mitochondrien und ihre Funktion?

Kraftwerk der Zelle

Energiegewinnung durch Zellatmung, ATP-Produktion, aus Nährstoffen (Kohlenhydrate, Fette)

ATP - Energiegewährung

Doppelmembran - äussere & innere Membran

innere Membran - gefaltet & bildet Cristae

Anzahl - variiert je nach Energiebedarf der Zelle

Energieumwandlung

aus der Nahrung (Kohlenhydrate, Fette, Eiweisse)

Abbau - Nahrungsbestandteile werden in ihren Grundbausteine (Glucose, Fettsäuren, Aminosäuren) zerlegt

Oxidation - Grundbausteine werden mit Sauerstoff oxidiert, wodurch Energie freigesetzt wird - Energie in Form von ATP speichert (ATP: universeller Energieträger der Zelle)

Verwendung - ATP für zelluläre Prozesse, wie Biosynthese, Membranpotentiale, Transport, Muskelkontraktion

Was ist die Rolle des Zellkerns?

Kontrollzentrum - enthält DNA (Erbinformation der Zelle)

Aufgaben - steuert Zellaktivitäten, indem er bestimmt, welche Proteine wann & wo hergestellt werden

Bestandteile - Nukleolus: bildet Ribosoomen, Chromosomen, Kernmembran: doppelte Membran mit Poren für den Stoffaustausch

Chromosomen

Träger der genetischen Information

befindet sich im Zellkern

besteht aus DNA & Proteinen

46 Chromosomen in Form von 23 Paaren

unterscheiden sich in ihrer Grösse & Form

23. Chromosomenpaar bestimmt das Geschlecht

Gen

Abschnitt auf der DNA, der den Code für ein Protein enthält

Formen der Informationscodierung

genetische Information

Genom nutzt eine Abfolge von 4 Basen (Adenin, Thymin, Cytosin, Guanin) als “Buchstaben” für die Codierung

Was versteht man unter dem Begriff Zytoskelett?

Stützgerüst der Zelle - Netzwerk von Proteinfasern, das die Zelle stabilisiert & ihre Form aufrechterhält

Bewegung - ermöglicht Zellbewegungen & Transport von Stoffen innerhalb der Zelle

Hauptkomponenten:

Aktinfilamente - für Zellform & Zellbewegung

Mikrotubuli: für intrazellulären Transport & Zellteilung

Intermediärfilamente: verleihen der Zelle mechanische Festigkeit

Wie funktioniert die Diffusion?

Bewegung von Teilchen von höherer zu einem Ort niedrigerer Konzentration

Was ist die Brown’sche Bewegung?

Ursache ist die zufällige, ungerichtete thermische Eigenbewegung der Moleküle

Beispiel der Diffusion im Körper

Sauerstoff diffundiert in Zellen

Kohlendioxid diffundiert aus den Zellen

Was ist die erleichterte Diffusion?

Moleküle, die nicht direkt durch die Membran diffundieren können, benötigen Carrierproteine für den Transport (z.B. Glucose)

Was ist Osmose?

Diffusion von Wasser durch eine semipermeable Membran

Konzentrationsunterschied-Ausgleich

Ziel der Osmose

Konzentration der gelösten Stoffe ausgleichen

Beispiel einer Osmose

rote Blutkörperchen können platzen & schrumpfen

semipermeable Membran

nur Wasser kann die Membran passieren, gelöste Stoffe nicht

Filtration

Flüssigkeitstransport - durch semipermeable Membran, durch Druckunterschied ausgelöst

Grössenunterschied - grössere Teilchen werden zurückgehalten

Druckdifferenz - Menge hängt von der Druckdifferenz & Membranfläche ab

Blutkapillaren - hydrostatische Druck zum Auspressen von Blutplasma ins Interstitium

Gleichgewicht - im venösen Schenkel der Kapillaren kehren sich die Druckverhältnisse um, Flüssigkeit zurück in Blutgefäss gepresst

Was gehört zu den passiven Transportprozessen?

Diffusion

Osmose

Filtration

Was ist die Funktion der Natrium-Kalium-Pumpe?

Aktiver Transport von Natrium- und Kaliumionen gegen das Konzentrationsgefälle

Natrium-Ionen (+) aus der Zelle transportiert

Kalium-Ionen (+) in die Zelle transportiert

Energieverbrauch - erfolgt gegen das Konzentrationsgefälle, verbraucht Energie in Form von ATP

Wieso ist die Funktion der Natrium-Kalium-Pumpe so wichtig?

für die Aufrechterhaltung des Membranpotentials

für viele zelluläre Prozesse (Erregbarkeit, Muskelkontraktion)

Ruhemembranpotential

Potentialdifferenz - zwischen der Innen- und Aussenseite einer ruhenden Nervenzelle

beträgt etwa -70 Millivolt (mV)

unterschiedliche Ionenverteilung zwischen Intra- und Extrazellularraum

Kaliumkanäle sind während des Ruhepotentials häufig offen

Natrium- und Chloridkanäle sind meist geschlossen

Vesikulärer Transport

Vesikel - membranumschlossene Bläschen transportieren Material innerhalb der Zelle/zu Zellmembran/von der Zellmembran

Exozytose

Stoffe werden aus der Zelle transportiert

Endozytose

Stoffe werden in die Zelle aufgenommen

Phagozytose

grosse Partikel (z.B. Bakterien) werden von der Zelle aufgenommen & abgebaut (“Zellfressen”)

Pinozytose

Flüssigkeiten & gelöste Stoffe werden aufgenommen

(“Zelltrinken”)

Was sind aktive Transportprozesse?

Natrium-Kalium-Pumpe

Ruhemembranpotential

Vesikulärer Transport

Was sind die Haupttypen von Gewebe im menschlichen Körper?

Nervengewebe

Muskelgewebe

Epithelgewebe

Binde- und Stützgewebe.

Nervengewebe

Kontrolle

Nachrichtenverarbeitung

Reizaufnahme, -verarbeitung, -weiterleitung

Muskelgewebe

ermöglicht Bewegung durch Zusammenziehen (Kontraktion)

3 Arten

-Skelettmuskulatur (quergestreift)

-Herzmuskulatur (quergestreift)

-glatte Muskulatur

Kontraktion - erfolgt durch einen Gleitmechanismus zwischen Aktion- & Myosinfilamenten

Energie in Form von ATP

quergestreifte Muskulatur

ermöglicht willkürliche (bewusste) Bewegung

lange, zylindrische Zellen

besitzen mehrere Zellkerne

Herzmuskulatur

unwillkürliche Kontraktion des Herzens

Querstreifung - ähnlich wie Skelettmuskulatur

vom autonomen Nervensystem gesteuert

zentrale Zellkerne - meist ein zentral gelegener Zellkern

netzartige Verknüpfung - Zellen durch Glanzstreifen miteinander verbunden - ermöglicht schnelle Erregungsleitung

spontane Erregungsleitung - einige Herzmuskelzellen können Erregungen spontan ausbilden & den Herzschlag so initiieren

Glatte Muskulatur

unwillkürliche Bewegungen in Hohlorganen zuständig

spindelförmige Zellen - kurz, spindelförmig, nur einen Zellkern

vom vegetativen Nervensystem oder lokale Faktoren beeinflusst

langsame, dauerhafte Kontraktion

Epithelgewebe

vielseitig, bedeckt & auskleiden von Körperoberflächen

kleidet Hohlorgane aus

Oberflächenepithelien - äussere & innere Oberflächen des Körpers schützen vor äusseren Einflüssen

Drüsenepithelien - bilden Drüsen & produzieren Sekrete (z.B. Hormone)

Sinnesepithelien - vermitteln Sinnesempfindungen

Zellverbände - Epithelzellen bilden geschlossene Verbände, die durch Zellkontrakte miteinander verbunden sind

Polarität - Epithelzellen sind polar differenziert, d.h. sie besitzen eine apikale & eine basale Seite

Epithelzellen

3 Typen

Plattenepithelzellen - flach, ermöglichen einfachen Stoffaustausch (z.B. in Lungenbläschen)

Kubische Epithelzellen - würfelförmig, haben sekretorische oder absorbierende Funktionen (z.B. in Nierenkanälchen)

Hochprismatische Epithelzellen - säulenförmig, spezialisiert auf Sekretion & Absorption (z.B. in der Magenschleimhaut)

wird nach Anzahl der Zellschichten unterschieden - einschichtiges Epithel

mehrschichtig Epithel

mehrreihiges Epithel

Resorption Epithel

Epithel dient der Aufnahme von Nahrungsbrei

Polarität - Epithelzellen sind polar, d.h.

haben eine apikale (obere) und eine basale (untere) Seite

Selektive Durchlässigkeit - ermöglicht die Aufnahme von Nährstoffen

Darmepithel

bildet Drüsen, die Stoffe produzieren & absondern

Exokrine Drüsen

Endokrine Drüsen

Beispiel mehrschichtiges Plattenepithel

Haut

Mundschleimhaut

Beispiel einschichtiges, hochprismatisches Epithel

Darm

Sinnesepithel

spezialisierte Epithelien, die Sinnesreize wahrnehmen können

Riechepithel - Riechzellen, die Geruchsmoleküle binden

Haut - nehmen Druck-, Tast-, Temperatur- und Schmerzreize wahr

Binde- und Stützgewebe

hält die verschiedenen Gewebe & Organe zusammen

gibt dem Körper Struktur

Klassifikation des Bindegewebes

Funktionen - Zusammenhalt, Formgebung, Versorgung

Hauptkategorien - in engeren Sinn - Knorpel, Knochen, Blut (z.B. in Bändern und Haut)

Bindegewebe & Stützgewebe, gemeinsamer Ursprung - entstehen aus dem Mesenchym, einem embryonalen Bindegewebe

Woraus besteht Bindegewebe?

extrazellulärer Matrix

wenige Zellen

Grundsubstanz

Bindegewebsfasern

Bindegewebszellen

extrazelluläre Matrix

macht den Grossteil des Bindegewebes aus

besteht aus Grundsubstanz & Fasern

Grundsubstanz

gelartige Substanz

füllt den Raum zwischen den Zellen aus

Bindegewebsfasern

Kollagenfasern (zugfest)

elastische Fasern (dehnbar)

retikuläre Fasern (stützend)

Bindegewebszellen

Fibroblasten (zuständig für die Produktion der extrazellulären Matrix) & andere spezialisierte Zellen

Arten Bindegewebe

unterscheiden sich in ihrer Zusammensetzung & Funktion

Lockeres Bindegewebe

Straffes Bindegewebe

Retikuläres Bindegewebe

Lockeres Bindegewebe

wenige Fasern & mehr Zellen und Grundsubstanz

verbindet Gewebe

speichert Wasser

dient als Verschiebeschicht

Straffes Bindegewebe

mehr Fasern & weniger Zellen

zugfest

unterteilt sich in geflechtartiges (z.B: Organkaspeln) & parallelfaseriges (z.B. Sehnen) Bindegewebe

Retikuläres Bindegewebe

besteht aus Retikulumzellen & -fasern

bildet das Grundgerüst von lymphatischen Organen

Fettgewebe

spezielle Form des Bindegewebes

Energiespeicher

Wärmeisolierung

mechanischer Schutz

besteht auf Fettzellen (Adipozyten)

speichern Fett in Form von Lipiden

Zellkern wird an den Rand gedrückt

unterscheidet zwischen Baufett & Speicherfett

Stützgewebe: Knorpel, Knochen

Knorpelgewebe wichtiger Bestandteil

kann Druck und Zug aushalten

3 Arten: hyaliner, elastischer, Faserknorpel

hyaliner Knorpeö

glasig

bietet biegsamen Halt

Gelenke

Rippen

Nase

Luftwege

elastischer Knorpel

ähnlich wie hyaliner Knorpel

enthält aber mehr elastische Fasern, Festigkeit, Dehnbarkeit

z.B. Ohrmuschel

Faserknorpel

viele Kollagenfasern

sehr druckfest

hohe Druckbelastungen

z.B. Bandscheiben

Was sind Neuronen?

Nervenzellen

spezialisierte Zellen

erzeugen & weiterleiten elektrischer Impulse

Bausteine des Nervensystems

für die Informationsübertragung zuständig

Aufbau der Neuronen

Zellkörper (Soma) - enthält Zellkern & Organellen, für Stoffwechsel der Zelle zuständig

Dendriten - nehmen Signale von anderen Neuronen auf, leiten Signale zum Zellkörper weiter

Axon - leitet elektrische Impulse (Aktionspotenziale) vom Zellkörper zu anderen Zellen weiter

Synapsen

Schaltstellen für die Kommunikation zwischen Neuronen

meisten Synapsen befinden sich an den Dendriten des nächsten Neurons

Axone verzweigen sich am Ende & bilden synaptische Endknöpfe

Endknöpfe enthalten synaptische Vesikel mit Neurotransmittern

Neurotransmitter

Überträgerstoffe für die synaptische Übermittlung

Gliazellen

unterstützen die Neuronen

ernähren, schützen, isolieren die Neuronen

Knochen

lebendiges Gewebe

dient als Hauptstützgewebe des Körpers

Aufbau Knochen

verkalktes Knochengewebe

Zellen

spezielle extrazelluläre Matrix

2 Arten

kompaktes Knochengewebe - äussere Schicht

dichtes schammartiges Knochengewebe, das im Inneren vorkommt & Hohlräume aufweist

Funktionen - Knochen stützen den Körper, schützen Organe, speichern Kalzium

Blut - Eigenschaften, Funktionen

flüssiges Bindegewebe, dass den Körper verbindet & versorgt

aus Blutzellen:

Erythrozyten

Leukozyten

Thrombozyten

Plasma (flüssige Matrix)

Funktionen

Blut transportiert Sauerstoff, Nährstoffe, Hormone, Abfallprodukte

Immunabwehr

Blutgerinnung

Erythrozyten

rote Blutkörperchen

transportieren Sauerstoff

Leukozyten

weisse Blutkörperchen

bekömpfen Infektionen

Thrombozyten

Blutplättchen

Blutgerinnung

Plasma

enthält Wasser, Proteine, Ionen, Glucose, Hormone, andere Stoffe

Was sind die wichtigsten Blutzellen?

Erythrozyten (rote Blutkörperchen), Leukozyten (weiße Blutkörperchen), Thrombozyten (Blutplättchen)

Wie beeinflusst die Erythropoese die Blutzellbildung?

Reguliert die Produktion von roten Blutkörperchen durch Erythropoietin

Was passiert bei der Blutgerinnung?

Bildung eines Thrombus zur Wundheilung

Was geschieht während der Menstruation?

Abstoßung der Gebärmutterschleimhaut bei Absinken von Progesteron

Hypertrophie

Vergrösserung von Geweben oder Organen durch Zunahme des Zellvolumens (Muskelwachstum)

Hyperplasie

Vergrösserung von Geweben oder Organen durch Zunahme der Zellzahl

Endozytose

Aufnahme von zellfremdem Material in die Zelle

Exozytose

Ausschleusen von Stoffen aus der Zelle (z.B. Neurotransmittern)

Hämatom

Ansammlung von Blut im Gewebe oder in einer Körperhöhle (Bluterguss)

Ödem

Schwellung eines Gewebes aufgrund von Flüssigkeitseinlagerungen

Atrophie

Gewebeschwund

Nekrose

pathologischer Zelltod

Wozu Atemwege, wenn es Diffusion gibt?

Diffusion - für den Sauerstofftransport im menschlichen Körper nicht ausreichend, zu langsam

Konvektion ist schneller

Zusammenwirken - Gasaustausch in den Lungenbläschen & im Gewebe erfolgt durch Diffusion, Transport von Sauerstoff im Blutkreislauf durch Konvektion

Nase - Aufbau, Funktionen

Aufbau:

Knochen

Knorpeln

innen mit Schleimhaut ausgekleidet

Funktionen:

Nase reinigt, erwärmt, befeuchtet die Atemluft

Atemweg

über die Nasenhöhlen in den Rachen

Flimmerepithel

befindet sich in der Nase

reinigt & befeuchtet die Atemluft

Flimmerhärchen - auf den Epithelzellen, bewegen sich rhythmisch, transportieren Schleim mit Staub & Bakterien in den Rachen

Becherzellen - produzieren Schleim, der die Fremdkörper bindet

Reinigung & Befeuchtung - durch Bewegung der Flimmerhärchen und Flüssigkeitsausscheidung wird die Atemluft gereinigt und angefeuchtet

Erwärmung - Durchblutung der Nasenschleimhaut erwärmt die Atemluft