🫀 Humanbiologie

📖 Woraus besteht unsere Nahrung?

Unsere Nahrung liefert zwei Dinge: Energie für alle Lebensvorgänge und Baustoffe für Wachstum und Erneuerung der Zellen. Die grossen Nährstoffe – Kohlenhydrate, Fette und Proteine – sind Makromoleküle, die nicht durch die Darmwand passen. Sie müssen erst in ihre Bausteine zerlegt werden: Das ist die Aufgabe der Verdauung. Vitamine, Mineralstoffe und Wasser werden dagegen ohne Spaltung aufgenommen.

🧭 Der Weg der Nahrung

Die Verdauung geschieht mechanisch (Zerkleinern, Durchmischen) und chemisch durch Enzyme, die Makromoleküle hydrolytisch spalten. Jedes Enzym ist auf ein bestimmtes Substrat spezialisiert und arbeitet bei einem bestimmten pH-Wert optimal (vgl. Enzyme in Bereich 1).

1. Mund: Die Zähne zerkleinern die Nahrung und vergrössern so ihre Oberfläche. Drei Paar Speicheldrüsen bilden täglich rund 1–1,5 Liter Speichel; er macht den Bissen gleitfähig, und die Amylase beginnt, Stärke zu spalten (Brot wird beim langen Kauen süss).
2. Speiseröhre: Wellenförmige Muskelkontraktionen (Peristaltik) schieben den Bissen in etwa 5–10 Sekunden in den Magen – auch im Kopfstand.
3. Magen: Der Magen speichert die Nahrung und durchmischt sie mit Magensaft. Die Salzsäure (pH 1–2) tötet Keime ab, lässt Proteine denaturieren und aktiviert das Enzym Pepsin, das Proteine in Peptide spaltet. Eine Schleimschicht schützt die Magenwand vor Selbstverdauung. Portionsweise gibt der Pförtner den Speisebrei an den Dünndarm weiter.
4. Zwölffingerdarm: Hier münden zwei Drüsen: Die Leber bildet Galle (gespeichert in der Gallenblase), die Fette in feine Tröpfchen zerteilt (Emulgieren) – Galle ist kein Enzym. Die Bauchspeicheldrüse liefert Hydrogencarbonat, das die Magensäure neutralisiert, und die Enzyme Amylase, Lipase und Trypsin.
5. Dünndarm: Im mehrere Meter langen Dünndarm werden die Nährstoffe vollständig zu Bausteinen zerlegt und resorbiert. Ringfalten, Darmzotten und Mikrovilli vergrössern die Oberfläche um ein Vielfaches (Prinzip der Oberflächenvergrösserung). Zucker und Aminosäuren gelangen ins Blut und über die Pfortader zuerst zur Leber; Fettbausteine gehen über die Lymphe.
6. Dickdarm: Er entzieht dem Darminhalt Wasser und Salze und dickt ihn ein. Unzählige Bakterien der Darmflora bauen Ballaststoffe teilweise ab und bilden Vitamin K. Im Enddarm wird der Kot bis zur Ausscheidung gesammelt.

📊 Verdauungsenzyme im Überblick

📖 Aufgaben des Kreislaufs

Jede Körperzelle braucht ständig Sauerstoff und Nährstoffe und muss Kohlendioxid und Abfallstoffe loswerden. Bei einem Körper aus Billionen Zellen reicht Diffusion dafür nicht aus. Das Herz-Kreislauf-System löst dieses Transportproblem: Das Blut transportiert Atemgase, Nährstoffe, Abbauprodukte, Hormone, Abwehrzellen und Wärme und hält so die Bedingungen im ganzen Körper konstant.

🫀 Das Herz

Das Herz ist ein faustgrosser Hohlmuskel, der durch eine Scheidewand in eine rechte und eine linke Hälfte geteilt ist. Jede Hälfte besteht aus einem Vorhof und einer Kammer. Die rechte Hälfte pumpt sauerstoffarmes Blut in die Lunge, die linke sauerstoffreiches Blut in den Körper. Weil die linke Kammer Blut durch den ganzen Körper drücken muss, ist ihre Wand viel dicker.

Vier Herzklappen wirken als Ventile und sorgen dafür, dass das Blut nur in eine Richtung fliesst: Zwischen Vorhof und Kammer liegen die Segelklappen (rechts Trikuspidalklappe, links Mitralklappe), am Ausgang der Kammern die Taschenklappen (Pulmonal- und Aortenklappe).

Ein Herzschlag läuft in zwei Phasen ab: In der Systole ziehen sich die Kammern zusammen, die Segelklappen schliessen sich (erster Herzton), die Taschenklappen öffnen sich und Blut strömt in Aorta und Lungenarterie. In der Diastole erschlaffen die Kammern, die Taschenklappen schliessen sich (zweiter Herzton) und Blut aus den Vorhöfen füllt die Kammern. Den Takt gibt der Sinusknoten im rechten Vorhof vor – das Herz erregt sich selbst. In Ruhe schlägt es etwa 60–80-mal pro Minute und pumpt rund 5 Liter Blut pro Minute.

🔄 Doppelter Kreislauf

1. Körperkreislauf (gross): linke Kammer → Aorta → Arterien → Kapillaren in den Organen (Abgabe von O₂ und Nährstoffen, Aufnahme von CO₂) → Venen → Hohlvenen → rechter Vorhof.
2. Lungenkreislauf (klein): rechter Vorhof → rechte Kammer → Lungenarterien → Lungenkapillaren (Abgabe von CO₂, Aufnahme von O₂) → Lungenvenen → linker Vorhof → linke Kammer.

📊 Blutgefässe

Der eigentliche Zweck des Kreislaufs erfüllt sich in den Kapillaren: Am arteriellen Ende presst der Blutdruck Flüssigkeit mit Nährstoffen und Sauerstoff ins Gewebe; am venösen Ende strömt der grösste Teil wieder zurück und nimmt CO₂ und Abfallstoffe mit. Ein kleiner Rest bleibt im Gewebe und wird vom Lymphsystem abgeführt.

🩸 Das Blut

Ein Erwachsener hat etwa 5–6 Liter Blut. Rund 55 % davon ist Blutplasma (Wasser mit Salzen, Nährstoffen, Hormonen, Bluteiweissen), 45 % sind Blutzellen. Alle Blutzellen entstehen im roten Knochenmark.

Blutgerinnung: Bei einer Verletzung ziehen sich die Gefässe zusammen, Blutplättchen lagern sich an der Wunde an und bilden einen ersten Pfropf. Danach wird das gelöste Bluteiweiss Fibrinogen in einer Kette von Reaktionen zu Fibrin umgewandelt, das ein festes Netz bildet, in dem sich Blutzellen verfangen – die Wunde ist verschlossen.

📏 Blutdruck

Der Blutdruck ist der Druck des Blutes auf die Gefässwände der Arterien. Er wird mit zwei Werten in mmHg angegeben: Der systolische Wert (z. B. 120) ist der Höchstdruck während der Systole, der diastolische (z. B. 80) der Druck in der Erschlaffungsphase. Ein normaler Ruhewert für Erwachsene liegt bei etwa 120/80 mmHg; ab etwa 140/90 mmHg spricht man von Bluthochdruck, der die Gefässe schädigt und das Risiko für Herzinfarkt und Hirnschlag erhöht. Bei Anstrengung steigt der Blutdruck vorübergehend an.

💧 Das Lymphsystem

Das Lymphsystem ist ein zweites Gefässsystem, das in den Geweben blind beginnt. Es sammelt die Gewebsflüssigkeit, die nicht in die Kapillaren zurückfliesst (täglich etwa 2–3 Liter) – nun heisst sie Lymphe – und leitet sie in die grossen Venen nahe dem Herzen zurück. Ein eigenes Herz hat es nicht: Muskelbewegungen und Klappen treiben die Lymphe an. Unterwegs passiert sie die Lymphknoten, Filterstationen voller Abwehrzellen (sie schwellen bei Infekten an). Zudem transportiert das Lymphsystem die im Darm aufgenommenen Fette.

📖 Äussere und innere Atmung

Unter «Atmung» versteht man zwei verschiedene Dinge: Die äussere Atmung ist der Gasaustausch zwischen Luft und Blut in der Lunge – darum geht es hier. Die innere Atmung ist die Zellatmung in den Mitochondrien, bei der Sauerstoff verbraucht und Kohlendioxid gebildet wird (vgl. Bereich 1). Die Lunge sorgt dafür, dass der Sauerstoff für die Zellatmung ins Blut kommt und das Kohlendioxid hinaus.

🧭 Der Weg der Luft

1. Nasenhöhle: Schleimhaut und Härchen reinigen, gut durchblutete Muscheln erwärmen und befeuchten die Luft. Hier sitzt auch der Geruchssinn.
2. Rachen und Kehlkopf: Im Rachen kreuzen sich Luft- und Speiseweg. Beim Schlucken verschliesst der Kehldeckel die Luftröhre. Im Kehlkopf liegen die Stimmbänder.
3. Luftröhre und Bronchien: Knorpelspangen halten sie offen. Ihre Schleimhaut trägt Flimmerhärchen, die Schleim mit Staub und Keimen Richtung Rachen befördern.
4. Bronchiolen: Die Bronchien verzweigen sich wie ein umgekehrter Baum in immer feinere Ästchen.
5. Lungenbläschen (Alveolen): An den Enden liegen rund 300 Millionen Alveolen mit einer Gesamtoberfläche von etwa 70–100 m² – so viel wie ein halber Tennisplatz. Jede ist von einem dichten Kapillarnetz umsponnen.

💨 Wie atmen wir? – Die Atemmechanik

Die Lunge hat keine eigenen Muskeln. Sie liegt im luftdicht abgeschlossenen Brustraum und ist über einen dünnen Flüssigkeitsfilm (Pleuraspalt) mit der Brustwand verbunden – sie muss deren Bewegungen folgen. Atmen funktioniert deshalb über Volumen- und Druckänderungen:

In Ruhe atmen wir etwa 12–16-mal pro Minute je rund 0,5 Liter Luft ein. Die Vitalkapazität – die Luftmenge, die man nach tiefster Einatmung maximal ausatmen kann – beträgt bei Erwachsenen etwa 3,5–5 Liter, bei trainierten Ausdauersportlern mehr.

🔁 Gasaustausch und Transport im Blut

In den Alveolen ist die Sauerstoffkonzentration (genauer: der Partialdruck) höher als im ankommenden Blut, die CO₂-Konzentration tiefer. Deshalb diffundiert O₂ ins Blut und CO₂ in die Alveolen – ganz ohne Energieaufwand. Möglich wird das durch die riesige Oberfläche, die extrem kurze Diffusionsstrecke (unter 1 µm zwischen Luft und Blut) und den ständigen Abtransport durch das strömende Blut.

• Sauerstoff wird fast vollständig (ca. 98 %) an das Hämoglobin der roten Blutkörperchen gebunden. Jedes Hämoglobinmolekül enthält vier eisenhaltige Häm-Gruppen und kann vier O₂ tragen. Nur ein kleiner Rest ist im Plasma gelöst.
• Kohlendioxid wird überwiegend (ca. 70 %) als Hydrogencarbonat (HCO₃⁻) im Plasma transportiert, ein kleinerer Teil an Hämoglobin gebunden oder gelöst.

Steuerung: Das Atemzentrum im verlängerten Mark (Hirnstamm) misst vor allem den CO₂-Gehalt bzw. den pH-Wert des Blutes. Steigt das CO₂ – etwa beim Sport –, wird die Atmung tiefer und schneller. Deshalb kann man die Luft nicht beliebig lange anhalten.

🧱 Erste Verteidigungslinie: Barrieren

Bevor Krankheitserreger überhaupt in den Körper gelangen, müssen sie mechanische und chemische Barrieren überwinden: die intakte Haut mit ihrem sauren Säureschutzmantel, die Schleimhäute mit Schleim und Flimmerhärchen, das Enzym Lysozym in Tränen und Speichel, das Bakterienwände auflöst, die Magensäure und die harmlosen Bakterien der Haut- und Darmflora, die Erregern den Platz streitig machen.

⚔️ Unspezifische Abwehr

Gelangen Erreger trotzdem ins Gewebe, greift die unspezifische (angeborene) Abwehr. Sie ist von Geburt an vorhanden, reagiert sofort, aber gegen alle Eindringlinge gleich. Hauptakteure sind Fresszellen (Makrophagen und neutrophile Granulozyten): Sie umschliessen Bakterien und Fremdkörper und verdauen sie (Phagocytose). Geschädigtes Gewebe setzt Botenstoffe frei, die eine Entzündung auslösen: Die Gefässe erweitern sich und werden durchlässiger – Rötung, Wärme, Schwellung und Schmerz entstehen, und mehr Abwehrzellen gelangen an den Ort. Fieber hemmt die Vermehrung vieler Erreger und beschleunigt die Abwehrreaktionen.

🎯 Spezifische Abwehr

Die spezifische (erworbene) Abwehr erkennt ganz bestimmte Strukturen auf Erregern, die Antigene. Sie braucht beim ersten Kontakt einige Tage bis zu zwei Wochen, ist dann aber gezielt und bildet ein Gedächtnis. Ihre Zellen sind die Lymphozyten; jeder Lymphozyt erkennt nur ein einziges Antigen. Man unterscheidet zwei Arme:

1. Erkennen: Fresszellen nehmen Erreger auf und präsentieren deren Antigene auf ihrer Oberfläche. Passende T-Helferzellen erkennen das Antigen und werden aktiviert – sie sind die «Dirigenten» der Abwehr.
2. Humorale Abwehr: Die T-Helferzellen aktivieren passende B-Lymphozyten. Diese vermehren sich stark und werden zu Plasmazellen, die Tausende Antikörper pro Sekunde ins Blut abgeben. Antikörper binden an die Antigene, verklumpen die Erreger (Agglutination), neutralisieren Gifte und Viren und markieren sie für die Fresszellen.
3. Zelluläre Abwehr: Die T-Helferzellen aktivieren auch zytotoxische T-Zellen (T-Killerzellen). Diese erkennen körpereigene Zellen, die von Viren befallen sind (oder Krebszellen), und töten sie ab – das Virus verliert seine «Fabrik».
4. Gedächtnis: Ein Teil der aktivierten B- und T-Zellen wird zu langlebigen Gedächtniszellen. Bei einem zweiten Kontakt mit demselben Erreger startet die Abwehr viel schneller und stärker (Sekundärantwort) – man erkrankt meist gar nicht: Man ist immun.

📊 Unspezifische und spezifische Abwehr

💉 Aktive und passive Immunität

🩸 Das AB0-Blutgruppensystem

Auf der Oberfläche der roten Blutkörperchen sitzen bei vielen Menschen bestimmte Zuckerketten, die Blutgruppen-Antigene A und/oder B. Im Blutplasma findet man – schon ohne vorherigen Kontakt – Antikörper gegen die Antigene, die man selbst nicht hat. Treffen Antikörper auf das passende Antigen, verklumpen die roten Blutkörperchen (Agglutination) und zerfallen. Bei einer falschen Bluttransfusion ist das lebensgefährlich.

Vererbung: Das Blutgruppen-Gen hat drei Allele: A, B und 0. A und B sind kodominant (beide werden ausgeprägt: AB), 0 ist gegenüber A und B rezessiv. Eltern mit den Blutgruppen A (A0) und B (B0) können deshalb Kinder aller vier Blutgruppen haben.

➕➖ Der Rhesusfaktor

Unabhängig vom AB0-System tragen etwa 85 % der Menschen in Europa ein weiteres Antigen auf den Erythrozyten, das Antigen D: Sie sind Rhesus-positiv (Rh+), die übrigen Rhesus-negativ (Rh−). Wichtig: Anti-D-Antikörper sind nicht von Natur aus vorhanden – ein Rh−-Mensch bildet sie erst, wenn Rh+-Blut in seinen Körper gelangt.

1. Eine Rh−-Frau ist mit einem Rh+-Kind schwanger. Bei der Geburt gelangen kindliche Rh+-Erythrozyten in ihr Blut.
2. Ihr Immunsystem bildet Anti-D-Antikörper und Gedächtniszellen (Sensibilisierung). Dem ersten Kind schadet das nicht mehr.
3. Bei einer zweiten Schwangerschaft mit einem Rh+-Kind passieren die Anti-D-Antikörper die Plazenta und zerstören die roten Blutkörperchen des Kindes – es droht eine schwere Blutarmut.
4. Vorbeugung: Die Mutter erhält während der Schwangerschaft und nach der Geburt eine Spritze mit Anti-D-Antikörpern (passive Immunisierung). Sie fangen die kindlichen Rh+-Zellen ab, bevor das mütterliche Immunsystem selbst Antikörper und Gedächtniszellen bildet.

♂️ Männliche Geschlechtsorgane

• Hoden: bilden ab der Pubertät laufend Spermien und das Hormon Testosteron. Sie liegen im Hodensack ausserhalb des Bauchraums, weil die Spermienbildung etwa 2–3 °C unter der Körpertemperatur am besten funktioniert.
• Nebenhoden: Hier reifen die Spermien und werden gespeichert.
• Samenleiter: leiten die Spermien beim Samenerguss Richtung Harnröhre.
• Bläschendrüsen und Prostata: geben Sekrete dazu, die die Spermien ernähren (Fruchtzucker) und beweglich machen. Spermien und Sekrete bilden zusammen das Sperma (pro Erguss einige Milliliter mit vielen Millionen Spermien).
• Penis mit Harn-Samen-Röhre: Schwellkörper füllen sich bei Erregung mit Blut (Erektion).

♀️ Weibliche Geschlechtsorgane

• Eierstöcke: enthalten seit der Geburt einen Vorrat an unreifen Eizellen in Follikeln. Ab der Pubertät reift etwa jeden Monat ein Follikel heran und gibt beim Eisprung eine Eizelle frei. Die Eierstöcke bilden die Hormone Östrogen und Progesteron.
• Eileiter: Der trichterförmige Anfang fängt die Eizelle auf; Flimmerhärchen und Muskelbewegungen transportieren sie in einigen Tagen zur Gebärmutter. Im Eileiter findet die Befruchtung statt.
• Gebärmutter (Uterus): muskulöses Hohlorgan; ihre Schleimhaut wird jeden Monat für die Einnistung aufgebaut und bei der Menstruation abgestossen.
• Scheide (Vagina): verbindet Gebärmutter und Körperoberfläche; Geburtskanal.

🧬 Befruchtung

Beim Geschlechtsverkehr gelangen Millionen Spermien in die Scheide; nur wenige Hundert erreichen den Eileiter. Die Eizelle ist nach dem Eisprung nur etwa 12–24 Stunden befruchtungsfähig, Spermien überleben im weiblichen Körper bis zu etwa 5 Tage. Die Spermien setzen aus ihrer Kopfkappe (Akrosom) Enzyme frei, die die Hülle der Eizelle auflösen. Sobald ein Spermium eingedrungen ist, verändert sich die Eihülle so, dass keine weiteren mehr eindringen können. Die Kerne von Ei- und Samenzelle (je haploid) verschmelzen: Es entsteht die diploide Zygote. Mit dem Spermium entscheidet sich auch das Geschlecht (X oder Y).

🔁 Von der Zygote bis zur Einnistung

1. Furchung (Tag 1–3): Auf dem Weg durch den Eileiter teilt sich die Zygote mehrmals durch Mitose. Die Zellen werden dabei kleiner, der Keim wächst nicht.
2. Morula (Tag 3–4): eine kompakte Zellkugel aus etwa 16–32 Zellen, die an eine Maulbeere erinnert.
3. Blastocyste (ab Tag 4–5): Im Inneren bildet sich ein flüssigkeitsgefüllter Hohlraum. Die äussere Zellschicht heisst Trophoblast (wird zum kindlichen Teil der Plazenta), die innere Zellmasse Embryoblast (daraus entsteht der Embryo).
4. Einnistung (ab Tag 6–7): Die Blastocyste erreicht die Gebärmutter und gräbt sich in die vorbereitete Schleimhaut ein (Nidation); nach etwa einer weiteren Woche ist sie vollständig eingebettet.
5. Hormonsignal: Der Trophoblast bildet das Hormon hCG. Es erhält den Gelbkörper im Eierstock, der weiter Progesteron bildet – die Schleimhaut bleibt erhalten, die Menstruation bleibt aus. Schwangerschaftstests weisen hCG im Urin nach.

🫄 Die Plazenta

Die Plazenta (Mutterkuchen) entsteht aus den Zotten des Trophoblasten, die in die Gebärmutterschleimhaut hineinwachsen, und aus mütterlichem Gewebe. Die kindlichen Zotten tauchen in Räume voller mütterlichem Blut ein. Die beiden Blutkreisläufe bleiben getrennt: Stoffe werden über eine dünne Gewebeschicht ausgetauscht. Mit dem Embryo ist die Plazenta über die Nabelschnur verbunden (zwei Arterien, eine Vene). Aufgaben:

• Versorgung: Sauerstoff, Nährstoffe, Wasser und Mineralstoffe gelangen von der Mutter zum Kind.
• Entsorgung: CO₂ und Abfallstoffe wie Harnstoff gelangen vom Kind zur Mutter.
• Schutz: Antikörper der Mutter gehen auf das Kind über (Nestschutz); viele Erreger werden zurückgehalten. Aber: Alkohol, Nikotin, viele Medikamente, Drogen und einige Viren passieren die Plazenta und können das Kind schwer schädigen.
• Hormone: Die Plazenta bildet hCG, später auch Progesteron und Östrogen, die die Schwangerschaft erhalten.

🛡️ Verhütung

Verhütungsmethoden verhindern entweder, dass Ei- und Samenzelle zusammentreffen, dass ein Eisprung stattfindet oder dass sich ein Keim einnisten kann. Ihre Sicherheit wird mit dem Pearl-Index angegeben: Anzahl Schwangerschaften pro 100 Frauen, die die Methode ein Jahr lang anwenden. Je kleiner, desto sicherer. Werte bei «typischer» Anwendung (mit Fehlern) sind deutlich höher als bei perfekter Anwendung.

Die Werte variieren je nach Studie. Beratung bieten in der Schweiz Ärztinnen, Apotheken und die Fachstellen für sexuelle Gesundheit.

📖 Was sind Hormone?

Hormone sind chemische Botenstoffe, die von Hormondrüsen (endokrinen Drüsen) direkt ins Blut abgegeben werden. Das Blut verteilt sie im ganzen Körper, doch wirken können sie nur an Zielzellen, die den passenden Rezeptor besitzen – wie ein Schlüssel, der nur in bestimmte Schlösser passt. Schon winzige Mengen genügen. Wichtige Hormondrüsen sind Hypothalamus und Hirnanhangsdrüse (Hypophyse) als übergeordnete Steuerzentrale, Schilddrüse, Bauchspeicheldrüse, Nebennieren sowie Eierstöcke und Hoden.

🔁 Das Prinzip: Regelkreis mit negativer Rückkopplung

Viele Grössen im Körper müssen in einem engen Bereich bleiben – Blutzucker, Körpertemperatur, Hormonspiegel. Das gelingt mit Regelkreisen: Ein Fühler misst den Istwert und vergleicht ihn mit dem Sollwert. Weicht er ab, gibt eine Drüse ein Hormon ab, das die Abweichung korrigiert. Sobald der Sollwert wieder erreicht ist, wird die Hormonabgabe gedrosselt. Weil die Wirkung der Ursache entgegenwirkt, spricht man von negativer Rückkopplung.

🍬 Beispiel 1: Der Blutzuckerspiegel

Das Gehirn ist auf eine ständige Glucoseversorgung angewiesen. Der Blutzuckerspiegel wird deshalb nüchtern bei etwa 4–6 mmol/l (ca. 70–110 mg/dl) gehalten. Gesteuert wird er von den Langerhans-Inseln der Bauchspeicheldrüse mit zwei Gegenspielern (Antagonisten):

🌙 Beispiel 2: Der weibliche Zyklus

Der weibliche Zyklus dauert durchschnittlich etwa 28 Tage (individuell 21–35 Tage). Er wird von einer Hormonkaskade gesteuert: Der Hypothalamus regt die Hypophyse an, die Hormone FSH (follikelstimulierendes Hormon) und LH (luteinisierendes Hormon) auszuschütten. Diese wirken auf den Eierstock, der seinerseits Östrogen und Progesteron bildet. Die Eierstockhormone wirken auf die Gebärmutterschleimhaut – und zurück auf Hypothalamus und Hypophyse.

1. Menstruation (Tag 1–4): Die Schleimhaut des letzten Zyklus wird abgestossen. Die Hypophyse schüttet vermehrt FSH aus.
2. Follikelphase: FSH lässt im Eierstock einen Follikel heranreifen. Der Follikel bildet zunehmend Östrogen, das die Gebärmutterschleimhaut wieder aufbaut.
3. Eisprung (um Tag 14): Hohe Östrogenwerte lösen ausnahmsweise eine positive Rückkopplung aus: Die Hypophyse schüttet schlagartig viel LH aus. Dieser LH-Gipfel löst den Eisprung aus.
4. Gelbkörperphase: Aus dem leeren Follikel entsteht der Gelbkörper. Er bildet Progesteron (und Östrogen): Die Schleimhaut wird dick, gut durchblutet und für eine Einnistung vorbereitet. Progesteron und Östrogen hemmen gleichzeitig FSH und LH (negative Rückkopplung) – es reift kein neuer Follikel.
5. Ohne Befruchtung: Der Gelbkörper geht nach etwa 10–14 Tagen zugrunde, Progesteron fällt ab, die Schleimhaut wird abgestossen – die nächste Menstruation beginnt, FSH steigt wieder. Mit Befruchtung: hCG aus dem Keim erhält den Gelbkörper.

🗺️ Gliederung des Nervensystems

Das Nervensystem nimmt Reize auf, verarbeitet sie und steuert die Reaktionen des Körpers. Man gliedert es in das zentrale Nervensystem (ZNS) – Gehirn und Rückenmark – und das periphere Nervensystem (PNS), alle Nerven ausserhalb davon. Im PNS leiten sensorische (afferente) Nerven Informationen von den Sinnesorganen zum ZNS, motorische (efferente) Nerven Befehle vom ZNS zu den Muskeln und Drüsen. Funktionell unterscheidet man das somatische Nervensystem (bewusste Wahrnehmung, Skelettmuskeln) und das vegetative Nervensystem (unbewusste Steuerung der Organe).

🧠 Das zentrale Nervensystem

🌿 Das vegetative Nervensystem

Das vegetative Nervensystem steuert ohne unseren Willen Herz, Atmung, Verdauung, Blutgefässe und Drüsen. Es besteht aus zwei Gegenspielern, die fast alle Organe gemeinsam versorgen:

🔌 Das Motoneuron

Die Bausteine des Nervensystems sind die Nervenzellen (Neuronen). Ein Motoneuron – eine Nervenzelle, die einen Skelettmuskel steuert – ist so gebaut (diese Teile solltest du zeichnen und beschriften können):

• Dendriten: kurze, verzweigte Fortsätze, die Signale von anderen Neuronen empfangen.
• Zellkörper (Soma) mit Zellkern: Stoffwechselzentrum; liegt beim Motoneuron im Rückenmark (Vorderhorn).
• Axonhügel: Ursprung des Axons; hier entsteht das Aktionspotential.
• Axon (Neurit): langer Fortsatz (bis über 1 m), der das Signal weiterleitet.
• Myelinscheide aus Schwann-Zellen: isolierende Hülle, unterbrochen von den Ranvier-Schnürringen.
• Endknöpfchen bzw. motorische Endplatte: Synapse am Muskel.

⚡ Ruhepotential und Aktionspotential

Ruhepotential: Zwischen der Innen- und Aussenseite der Membran eines ruhenden Neurons besteht eine Spannung von etwa −70 mV (innen negativ). Ursache ist die ungleiche Verteilung der Ionen: Innen sind viele K⁺-Ionen und negativ geladene Proteine, aussen viele Na⁺- und Cl⁻-Ionen. In Ruhe ist die Membran vor allem für K⁺ durchlässig: K⁺ strömt etwas nach aussen und hinterlässt einen negativen Überschuss im Inneren. Die Natrium-Kalium-Pumpe hält die Konzentrationsunterschiede unter ATP-Verbrauch aufrecht (3 Na⁺ hinaus, 2 K⁺ hinein).

1. Reiz und Schwelle: Ein Reiz macht die Membran am Axonhügel etwas weniger negativ. Wird der Schwellenwert (ca. −50 mV) erreicht, startet ein Aktionspotential – sonst nicht (Alles-oder-Nichts-Prinzip).
2. Depolarisation: Spannungsabhängige Na⁺-Kanäle öffnen sich, Na⁺ strömt schlagartig ein. Das Innere wird kurz positiv (ca. +30 mV).
3. Repolarisation: Die Na⁺-Kanäle schliessen sich, spannungsabhängige K⁺-Kanäle öffnen sich, K⁺ strömt aus – das Innere wird wieder negativ.
4. Hyperpolarisation und Refraktärzeit: Kurz wird die Spannung sogar negativer als −70 mV. In dieser Zeit kann kein neues Aktionspotential entstehen – deshalb läuft die Erregung nur in eine Richtung. Das Ganze dauert nur 1–2 Millisekunden.

Die Stärke eines Reizes wird nicht durch die Höhe des Aktionspotentials codiert (die ist immer gleich), sondern durch die Frequenz: Ein starker Reiz löst mehr Aktionspotentiale pro Sekunde aus.

Weiterleitung: Das Aktionspotential depolarisiert jeweils den benachbarten Membranabschnitt, wo ein neues entsteht. Bei Axonen ohne Myelin geschieht das Stück für Stück (kontinuierlich, ca. 1–2 m/s). Bei myelinisierten Axonen springt die Erregung von Schnürring zu Schnürring (saltatorisch) – bis etwa 100 m/s schnell und energiesparend.

🔗 Die Synapse

An der Synapse wird das Signal von einer Nervenzelle auf die nächste Zelle (Nervenzelle, Muskelfaser, Drüse) übertragen. Zwischen beiden liegt ein schmaler synaptischer Spalt – das elektrische Signal wird deshalb in ein chemisches umgewandelt:

1. Ein Aktionspotential erreicht das Endknöpfchen.
2. Spannungsabhängige Ca²⁺-Kanäle öffnen sich, Ca²⁺ strömt ein.
3. Ca²⁺ bewirkt, dass Vesikel mit dem Neurotransmitter (an der motorischen Endplatte: Acetylcholin) mit der Membran verschmelzen und ihn in den Spalt freisetzen.
4. Der Transmitter diffundiert durch den Spalt und bindet an Rezeptoren der Folgezelle. Diese öffnen Ionenkanäle (Na⁺ strömt ein), die Folgezelle wird depolarisiert und bildet ein neues Aktionspotential – der Muskel kontrahiert.
5. Ein Enzym (Acetylcholinesterase) spaltet den Transmitter sofort; die Bausteine werden wieder aufgenommen. So ist das Signal kurz und die Synapse für das nächste Signal bereit.

Synapsen arbeiten nur in eine Richtung (Ventilfunktion). Viele Gifte und Medikamente wirken an Synapsen: Das Pfeilgift Curare blockiert die Acetylcholin-Rezeptoren (Lähmung), manche Insektizide hemmen die Acetylcholinesterase (Dauererregung, Krämpfe).

🦵 Reflexe und willkürliche Bewegungen

Ein Reflex ist eine schnelle, unwillkürliche und immer gleich ablaufende Reaktion auf einen Reiz. Er läuft über einen Reflexbogen: Rezeptor → sensorischer Nerv → Rückenmark (Umschaltung) → motorischer Nerv → Muskel. Da das Gehirn nicht beteiligt ist, ist er sehr schnell. Beim Kniesehnenreflex dehnt der Schlag auf die Sehne den Oberschenkelmuskel; Dehnungsrezeptoren (Muskelspindeln) melden dies ans Rückenmark, wo das sensorische direkt auf das motorische Neuron umschaltet (nur eine Synapse) – der Muskel zieht sich zusammen, der Unterschenkel schnellt vor. Schutzreflexe wie das Wegziehen der Hand von einer heissen Herdplatte verlaufen über mehrere Synapsen; die Schmerzempfindung erreicht das Gehirn erst nach der Reaktion.

Eine willkürliche Bewegung wird dagegen im Gehirn geplant und bewusst ausgelöst: Die motorische Grosshirnrinde sendet den Befehl über lange Bahnen ins Rückenmark zu den Motoneuronen, die die Muskeln aktivieren. Das Kleinhirn stimmt die Bewegung fein ab und korrigiert sie laufend anhand der Rückmeldungen aus Muskeln und Gleichgewichtsorgan.

📖 Bau des Auges

Das Auge funktioniert ähnlich wie eine Kamera: Ein optischer Apparat (Hornhaut und Linse) erzeugt ein scharfes Bild auf einer lichtempfindlichen Schicht (Netzhaut). Das Bild ist umgekehrt und verkleinert; erst das Gehirn verarbeitet es zu dem, was wir «sehen».

🔍 Akkommodation: Scharfstellen

Damit nahe und ferne Gegenstände scharf auf der Netzhaut abgebildet werden, verändert das Auge die Brechkraft der Linse. Das heisst Akkommodation. Die Linse ist über die Linsenbänder (Zonulafasern) am ringförmigen Ziliarmuskel aufgehängt.

🌈 Netzhaut: Stäbchen und Zapfen

Die Netzhaut enthält zwei Arten von Lichtsinneszellen: Rund 120 Millionen Stäbchen sind sehr lichtempfindlich und ermöglichen das Hell-Dunkel-Sehen in der Dämmerung, unterscheiden aber keine Farben («Nachts sind alle Katzen grau»). Rund 6 Millionen Zapfen brauchen mehr Licht, ermöglichen aber Farbsehen und scharfes Sehen; sie sind im Gelben Fleck konzentriert. Es gibt drei Zapfentypen, die am stärksten auf blaues, grünes bzw. rotes Licht ansprechen – aus dem Verhältnis ihrer Erregung errechnet das Gehirn alle Farben. Kurios: Das Licht muss zuerst durch die Schichten der Nervenzellen, bevor es die Sinneszellen erreicht.

👓 Fehlsichtigkeit und Korrektur

🔴🟢 Rot-Grün-Sehschwäche

Bei der häufigsten Farbsehschwäche arbeitet der Rot- oder der Grünzapfen nicht richtig; Rot- und Grüntöne werden schlecht unterschieden. In Europa sind etwa 8 % der Männer, aber nur etwa 0,5 % der Frauen betroffen. Grund: Die Gene für die Rot- und Grün-Sehpigmente liegen auf dem X-Chromosom, und die Schwäche wird X-chromosomal-rezessiv vererbt. Männer haben nur ein X – ein defektes Allel genügt. Frauen müssen zwei defekte Allele haben; mit einem sind sie gesunde Überträgerinnen (Konduktorinnen). Getestet wird mit Farbtafeln (Ishihara-Test).

Kreuzung: Mutter Konduktorin (X^AX^a) × Vater normalsichtig (X^AY):

Ergebnis: Alle Töchter sehen normal (50 % davon Konduktorinnen); 50 % der Söhne sind rot-grün-schwach.

🥦 Ausgewogene Ernährung

Eine ausgewogene Ernährung liefert genügend Energie und alle Nährstoffe, ohne zu viel. Die Schweizer Gesellschaft für Ernährung (SGE) fasst die Empfehlungen in der Lebensmittelpyramide zusammen: Die Basis bilden ungesüsste Getränke (1–2 Liter pro Tag), darüber reichlich Gemüse und Früchte (5 Portionen pro Tag), dann Getreideprodukte und Kartoffeln (bevorzugt Vollkorn), Milchprodukte und eine Portion eines proteinreichen Lebensmittels, wenig Öle und Nüsse – und an der Spitze Süsses und Salziges nur in kleinen Mengen.

Entscheidend ist auch die Energiebilanz: Wer dauerhaft mehr Energie aufnimmt, als er verbraucht, speichert den Überschuss als Fett. Übergewicht erhöht das Risiko für Diabetes Typ 2, Bluthochdruck und Herz-Kreislauf-Krankheiten (vgl. Verdauung, Kreislauf, Hormone).

🩺 Gesundheitsvorsorge

• Bewegung: Empfohlen werden für Erwachsene mindestens 150 Minuten pro Woche mit mittlerer Intensität; sie stärkt Herz, Kreislauf, Muskeln und verbessert die Insulinwirkung.
• Impfungen: nach dem Schweizerischen Impfplan des BAG schützen sie vor Infektionskrankheiten (aktive Immunisierung, vgl. Abwehrsystem).
• Vorsorgeuntersuchungen: Blutdruck- und Blutzuckermessungen oder Krebsvorsorge erkennen Krankheiten früh.
• Verzicht auf Tabak, massvoller Umgang mit Alkohol, genügend Schlaf und Safer Sex.

🍬 Diabetes mellitus

Bei Diabetes ist die Blutzuckerregulation gestört (vgl. Hormonsystem): Der Blutzucker ist dauerhaft erhöht. Typische Zeichen sind starker Durst, häufiges Wasserlassen (die Niere scheidet Zucker und damit viel Wasser aus), Müdigkeit und Gewichtsverlust. Langfristig schädigt der hohe Blutzucker die Blutgefässe – Folgen sind Herzinfarkt, Hirnschlag, Nieren- und Netzhautschäden sowie Nervenschäden, besonders an den Füssen.

🚬 Rauchen

Tabakrauch enthält mehrere Tausend chemische Stoffe, davon viele giftig und rund 70 krebserregend. In der Schweiz sterben jedes Jahr rund 9500 Menschen an den Folgen des Tabakkonsums. Die wichtigsten Bestandteile und ihre Wirkungen:

Folgen sind unter anderem Lungenkrebs, die chronisch obstruktive Lungenkrankheit (COPD) mit zerstörten Alveolen und Atemnot, Arteriosklerose (Gefässverkalkung) mit Herzinfarkt, Hirnschlag und «Raucherbein» sowie Schäden am ungeborenen Kind. Nach einem Rauchstopp sinkt das Risiko für Herz-Kreislauf-Krankheiten schon innerhalb weniger Jahre deutlich.

🎗️ HIV und AIDS

HIV (humanes Immunschwächevirus) ist ein Retrovirus. Es befällt vor allem die T-Helferzellen, schreibt seine RNA mit der Reversen Transkriptase in DNA um, baut sie ins Erbgut der Zelle ein und lässt dort neue Viren herstellen (vgl. Viren, Bereich 4). Weil die T-Helferzellen die ganze spezifische Abwehr steuern, wird das Immunsystem allmählich geschwächt.

1. Akute Infektion: Einige Wochen nach der Ansteckung treten oft grippeähnliche Symptome auf; das Virus vermehrt sich stark.
2. Symptomfreie Phase: Jahrelang fühlt sich die Person gesund, das Virus vermehrt sich aber weiter, und die Zahl der T-Helferzellen sinkt langsam. Sie ist ansteckend.
3. AIDS: Ohne Behandlung ist das Immunsystem nach durchschnittlich etwa 10 Jahren so geschwächt, dass sonst harmlose Erreger schwere Infektionen auslösen (opportunistische Infektionen) und bestimmte Krebsarten auftreten.

Übertragung über Blut, Sperma, Scheidenflüssigkeit und Muttermilch: ungeschützter Geschlechtsverkehr, gemeinsam benutzte Spritzen, von der Mutter auf das Kind. Keine Übertragung durch Händeschütteln, Küssen, Husten, Insekten oder gemeinsames Geschirr. Schutz bieten Kondome und sterile Spritzen; die vorsorgliche Einnahme von Medikamenten (PrEP) schützt HIV-negative Menschen mit hohem Risiko.

Behandlung: Heilbar ist HIV bisher nicht. Eine lebenslange antiretrovirale Therapie unterdrückt die Virusvermehrung aber so stark, dass Betroffene eine fast normale Lebenserwartung haben. Ist das Virus im Blut dauerhaft nicht mehr nachweisbar, wird HIV sexuell nicht übertragen («nicht nachweisbar = nicht übertragbar»).