Humanbio - Exkretion, Sekretion, Blut

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Aufbau des menschlichen Magen-Darm-Traktes - Abbildung

Prinzipien der Verdauung - 6 Schritte

• Zerkleinerung durch Zähne

• Verdauungsenzyme durch Speicheldrüsen

• Transport durch die Speiseröhre in den Magen

• Ansäuerung und beginnende Verdauung im Magen

• Verdauung und Resorption im Dünndarm

  • Unterstützt von Enzymen der Anhangsdrüsen

• Weitere Resorption im Dickdarm

Hauptbestandteile der Nahrung (3)

Proteine, Fette, Kohlenhydrate

Proteine

• Liefern Aminosäuren -> Aufbau körpereigener Proteine

• Essentielle Aminosäuren

  • Können nicht selber synthetisiert werden -> beim Menschen 8

Fette

• Reservestoffe

• Werden für den Betriebsstoffwechsel  in Kohlenhydrate umgewandelt

• Essentielle Fettsäuren

  • Können nicht selber synthetisiert werden (ungesättigte Fettsäuren)

Kohlenhydrate

Für den Betriebsstoffwechsel

Verdauung der Kohlenhydrate - 4 Schritte

• Beginn der Verdauung im Mundraum

  • Amylasen des Speichels

• Weiterverdauung im Dünndarm durch Amylasen der Bauchspeicheldrüse

• Zerlegung zu Monosachariden im Bereich der Darmzotten

• Aufnahme in die Darmzellen

Verdauung der Proteine - 4 Schritte

• Beginn der Spaltung von Bindungen zwischen Aminosäuren im Magen

• Weitere Spaltung von Bindungen zwischen Aminosäuren im Dünndarm

• Zerlegung zu Aminosäuren im Bereich der Darmzotten

• Aufnahme in Darmzellen

Durch welches Enzym werden die Bindungen zwischen Aminosäuren im Magen gespalten und was ist für die Bildung des Enzyms notwendig?

Pepsin → Ansäuerung durch Magensäure nötig

Verdauung der Fette - 3 Schritte

• Beginn im Magen

• Zerlegung der Fette im Dünndarm durch Pankreas-Lipasen und Gallensalze in Fettsäuren und Glyceride

• Fettsäuren und Glyceride werden durch Gallensalze gebunden -> Diffusion in Darmzellen

Exkretion - Funktion

Eliminierung von giftigen Endprodukten des Stoffwechsels

Welche giftigen Stoffe sollen durch Exkretion eliminiert werden?

Endprodukte des Proteinabbaus wie Ammoniak

Ammoniak - Formelzeichen

NH₃

Ammoniak - Entstehung

Entfernung einer Aminogruppe von einer Aminosäure

Ammoniak - Entgiftungsprozess (3 Methoden)

• Direkte Abgabe

  • Bei wasserlebenden Tieren

• Umwandlung in Harnstoff (ungiftig, wasserlöslich)

  • Abgabe über Harn

  • Bei Amphibien und Säugetieren

• Umwandlung in Harnsäure (ungiftig, wasserunlöslich)

  • Abgabe in kristalliner Form

  • Bei Vögeln und Reptilien

menschliche Harnwege - Abbildung

• Blut wird in Nieren gefiltert

• Gefiltertes Blut geht wieder raus

• Wasser + darin gelöste Substanzen über Harnleiter in Blase

  • Wasser teilweise entnommen

• Von Blase durch Harnröhre raus

Wie viel % des Körpergewichts besteht aus Blut?

ca. 7%

Wie viel Liter Blut hat ein >Mensch?

4-6 l

Blut - Bestandteile

Plasma und Zellen

Was ist Blutplasma?

Wasser und gelöste Bestandteile

Was sind die Blutzellen?

Erythrozyten, Thrombozyten, Leukozyten

Was ist Hämokrit?

Anteil der Erythrozyten

Wie viel % des Blutes ist Hämotokrit bei Frauen und bei Männern?

Frauen: ca. 42% Männer: ca. 47%

Sekretion - Definition

Abgabe von Substanzen durch spezialisierte Zellen → vor allem Drüsenzellen

Sekretion - Beispiele (7)

• Nasensekret

• Speichel

• Magensaft

• Schweiß

• Talg

• Schlangengift

• Stechmückengift

Wie viel Liter Sekrete werden täglich vom humanen Gastrointestinaltrakt ins Lumen abgegeben?

ca. 8 l

Wovon wird die Sekretionstätigkeit gesteuert?

durch das vegetative Nervensystem und hormonell

Sekretion - Abbildung

Wo wird der Speichel produziert?

in Speicheldrüsen

Speichel - Funktion (5)

• Speisen aufweichen

• Remineralisierung der Zähne durch hohen Bikarbonatgehalt

• enthält Bestandteile mit antimikrobieller Wirkung

• Verschlucken des alkalischen Speichels neutralisiert Säure, die aus dem Magen in die Speiseröhre gelangt

• Beginn der Kohlenhydratverdauung

  • a-Amylase

Wodurch wird die Speichelbildung stimuliert?

durch das vegetative Nervensystem → z.B. bei Wahrnehmung appetitlicher Düfte oder Vorstellung/ Wahrnehmung von Essbarem

Welche Zellen sind im Magensaft vorhanden?

Belegzellen und Hautzellen + Oberflächenzellen und Nebenzellen in Magenwand

Belegzellen im Magensaft - Funktion

• Sezernieren/ Produzieren Salzsäure

  • pH-Wert von 2 im Magen

• Sezernieren Intrinsic Factor

  • Aufnahme von Vitamin B12

Hauptzellen im Magensaft - Funktion

Sezernieren Pepsinogen (Vorstufe von Pepsin = Verdauungsenzym)

Warum muss das Milieu im Magen sauer sein?

• Vernichtet aufgenommene Erreger

• Greift Nahrungsbestandteile an

• Aktiviert Pepsin

Wodurch wird die Salzsäuresekretion im Magen stimuliert?

durch das vegetatives Nervensystem und Peptidhormon Gastrin → z.B. bei Wahrnehmung appetitlicher Düfte oder Vorstellung/ Wahrnehmung von Essbarem

• Salzsäure ausgeschüttet wenn Nahrung kommt -> saureres Milieu -> Pepsin aktiviert

Oberflächenzellen und Nebenzellen - Funktion

sezernieren alkalischen Schleim, der die Oberfläche des Magens vor Säure und Pepsin schützt

Pankreassaft - Funktion (2)

• neutralisiert Darmlumen

• enthält eine Vielzahl von Verdauungsenzymen

Wodurch kommt es zur Neutralisation durch den Pankreassaft?

durch Bikarbonatsekretion aus Schaltzellen im Pankreasgang

Azinuszellen im Pankreassaft - Aufgabe

sekretieren peptidspaltende Enzyme und Phospholipase A als inaktive Proenzyme -> Selbstverdauung des Pankreas wird vermieden

Pankreassaft - Stimulation

• Sekretion von Pankreassaft durch Sekretin stimuliert

• Sekretion von Enzymen durch Cholecystokinin (CKK)

• Beides unter Einfluss des vegetativen Nervensystems

Gallensaft - Funktionen

• enthält Lipasen zur Fettverdauung

• dient der Fettabsorbtion und Ausscheidung

Wo wird der Gallensaft produziert?

Wird von Haptozyten der Leber gebildet → Größte Drüse des Körpers

Wodurch wird der Gallensaft abgegeben?

über Gallenkanalikuli abgegeben, die in Gallengänge münden

Enterohepatischer Kreislauf

Gallensäuren werden im Ileum absorbiert und stehen der Leber erneut zur Sekretion bereit

Dünn- und Dickdarmsekrete - Funktion

sezernieren Schleim und Na+, K+, Cl-, HCO-3

Brunner-Drüsen - Funktion

sezernieren enzym- und bikarbonatreiches wässriges Sekret

Wo sitzen die Brunner-Drüsem?

in der Duodenalwand

Wo sitzen die Becherzellen?

in der Darmschleimhaut (im Jejunum hauptsächlich)

Becherzellen - Funktion

sezernieren Glykosaminglykane (Schleim)

Was passiert mit im Darm nicht abgebauten Ballaststoffen und nicht absorbierten Fetten?

werden mit dem Stuhl ausgeschieden → Exkretion

Magen-Darm-Trakt - Abbildung

Exkretion - Definition

Abgabe von überflüssigen Stoffwechselprodukten

Exkretion - Funktion (3)

Abgabe gelöster Bestandteile, Defäkation festerer Bestandteile, Abgabe gasförmiger Bestandteile

Welche Organe sind an der Exkretion beteiligt?

Leber, Haut, Harnorgane, Magen-Darm

Exkretion- Rolle der Leber

Stoffwechsel

Exkretion- Rolle der Haut

Abgabe gelöster Stoffe

Exkretion- Rolle der Harnorgane

Exkretion wasserlöslicher Stoffe wie Harnsäure, Harnstoff und abbauprodukte

Harnorgane (4)

Niere, Harnleiter, Harnblase und Harnröhre

Exkretion- Rolle des Magen und Darms

in der Leber erzeugte Abbauprodukte und Unverdauliches wird ausscheiden

Leber - Funktionen (8)

• Stoffwechselreaktionen

• Speicher für Nährstoffe

• Synthese von Stoffen

• Harnstoffsynthese

• Exokrine Drüse

• Entgiftung

• Biotransformation

• Blutfilter

Leber - Stoffwechselreaktionen - Beispiele (2)

z.B. Harnstoffsynthese, Abbau von Aminosäuren

Leber - Speicher für welche Nährstoffe?

Kohlenhydrate (Glykogen), Lipide, etc.

Leber - Harnstoffsynthese - Funktion

Entgiftung von Ammoniak

Leber - Exokrine Drüse - Funktion

Gallenbildung zur Fettverdauung

Leber - Was wird endgiftet?

z.B. Pharmaka oder Alkohol

Leber - Biotransformation

Umwandlung in aktive oder inaktive Substanzen, die genutzt oder ausgeschieden werden können

Leber - Blutfilter

Entfernung von Bakterien, Parasiten, alten Erythrozyten

Niere - Funktion (4)

Regulation der Wasserbilanz und der Elektrolytkonzentration + Rückgewinnung von wertvollen Substanzen und Wasser + Filtration

Niere - Blutversorgung

• Blutzufluss über Ateria renalis

• Blutabfluss über Vena renalis

Niere - Urintransport

• Abfluss des gebildeten Urins über Ureter (Harnleiter)

• Urin aus rechtem und linken Ureter wird in Harnblase gesammelt

• Schließlich über Urethra (Harnröhre) aktiv ausgeschieden

Niere - im histologischen Schnitt

• In der Nierenrinde (Kortex) befinden sich Tubuli und Nierenkörperchen mit Glomerulus

• Tubuli + Glomerulus = Nephron

Niere - Aufbau

• Besteht aus zahlreichen Kanälen

  • "Nephron"

• Anfangsbereich umschließt ein Blutgefäßknäul

  • = malpighisches Körperchen

malpighisches Körperchen - Funktion

Bildung des Primärharns aus dem Blut

Wozu dient der Hauptabschnitt der Niere?

dient der Rückgewinnung von wertvollen Substanzen und Wasser → Henle’sche Schleife

Filtrationsleistung der Nieren des Menschen

ca. 180 l/Tag

wie viel % des Primärharns werden rückabsorbiert?

99%

Malpighoges Körperchen - Abbildung

Rückgewinnung von Salzen und Wasser - Abbildung

• Wasser durch Tubulus nach außen

• Salzkonzentration nach außen immer weiter erhöht

  • Im Außenmedium immer größerer Salzgehalt -> Konzentrationsgradient bleibt bestehen

• Tubulus im distalen Teil wasserundurchlässig

  • Aufsteigender Teil

  • Dort viel aktiver Transport

• Schleife

Blutplasma - Zusammensetzung

• Proteinreiche Extrazellularflüssigkeit

  • 9% Wasser

  • 10% gelöste Substanzen

• Proteine (Albumine und Globuline) mit Aufgaben wie Immunabwehr und Blutgerinnung

• Die Zusammensetzung der Solute entspricht im Wesentlichen der des Extrazellulärraums

Blutplasma - Funktionen (4)

• Transportfunktion

• Aufrechterhaltung des Plasmavolumens

• Gerinnungsfunktion

• Abwehrfunktion

Blutbildung - Ablauf

• Findet im Knochenmark statt

• Alle Blutzellen gehen aus pluripotenten Stammzellen hervor

• Abbau in Knochenmark, Leber und Milz

Erythrozyten - Definition und % des Blutes

Rote Blutkörperchen → 50% des Blutes

Erythrozyten - Funktion

Transport von O2 und CO2

Erythrozyten - Aussehen (4)

• Gleichen flachen Scheibe

• 7,5 µm Durchmesser

• Aufgetriebener Rand

• Besitzen keinen Zellkern oder Mitochondrien

Erythrozyten - Merkmale (2)

• Verformbar -> können auch engste Kapillaren passieren

• Menge im Blut wird von Erythropoietin reguliert

Wo werden die Erythrozyten gebildet?

im Knochenmark

Erythrozyten - Lebensdauer

100-120 Tage im Blut

Wodurch wird die Blutgruppe bestimmt?

durch Blutgruppenantigene auf der Membran → Erythrozyten exprimieren Oberflächenantigene

• Glykolipide

• Proteine

wichtigste Antigene + Resusfaktoren

A und B + Rhesusfaktoren C, D und E

Blutgruppen - Bedeutung

• Es werden keine Antikörper gegen die vorhandenen Antigene gebildet

• Wichtige praktische Bedeutung bei Bluttransfusionen

  • Bei nicht kompatiblem Blutgruppen kommt es zur Hämolyse

Blutgruppenbestimmung - Abbildung

Tropfen Blut + Serum -> gucken ob es verklumpt

Blutgruppen - Vererbungsregeln

• Allele für Blutgruppen A und B sind dominant gegenüber dem Allel für die Blutgruppe 0

• Allele für A und B sind gleichwertig = kondominat

Träger von Blutgruppe A - Genotyp

AA oder A0

Träger von Blutgruppe B - Genotyp

BB oder B0

Träger von Blutgruppe AB - Genotyp

AB

Träger von Blutgruppe 0 - Genotyp

00

Blutgerinnung - Funktion

Stellt sicher, dass der Blutverlust bei einer Verletzung möglichst gering gehalten wird

Blutgerinnung - Kontrolle

• Mechanismen müssen kontrolliert werden, um ein inadäquates Einsetzen der Hämostase zu verhindern

  • Spontane Blutgerinnung verhindern

Blutgerinnung - Ablauf

• Bei einer Verletzung eines Gefäßes kontrahiert zunächst die Gefäßmuskulatur

• Danach Aktivierung der Thrombozyten und des humoralen Gerinnungssystems → dauerhafter Verschluss