Der menschliche Körper BAND 50 SEHEN HÖREN MITMACHEN

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1 BAND 50 Körper Der menschliche SEHEN HÖREN MITMACHEN

2 Inhalt Wunderwerk Körper Wie teilt man den Körper ein? 5 Welche Systeme arbeiten im Körper? 5 Welche Gewebe gibt es? 6 Was können alle Zellen? 7 Haltung und Bewegung Was gehört zum Skelett? 8 Was bewegt sich, wenn wir uns bewegen? 9 Mach mit: Knochenpunkte tasten 9 Warum ist die Wirbelsäule so wichtig? 10 Woraus besteht ein Knochen? 10 Blick in den Körper 11 Was leisten die Muskeln? 12 Was ist ein Gegenspieler? 12 Wie zieht sich ein Muskel zusammen? 13 Die Haut 14 Herz, Kreislauf und Atmung Was für ein Muskel ist das Herz? 16 Wie pumpt das Herz in eine Richtung? 16 Elektrokardiogramm 17 Wohin wird das Blut vom Herzen gepumpt? 18 Gibt es rote und blaue Adern? 18 Wie kommt das Blut zurück zum Herzen? 19 Mach mit: Pulse tasten 19 Blut unser Lebenssaft 20 Wo tanken wir Sauerstoff? 22 Wieso tauscht die Lunge Gas? 22 Was ist das Zwerchfell? 23 Ernährung und Verdauung Wieso müssen wir essen? 24 Was passiert mit Pizza? 25 Zum Anbeißen 25 Wie gelangt die Nahrung ins Blut? 26 Ernährung 26 Verwaltet die Leber die Nahrung? 27 Woher kommt die Galle? 27 Wo versteckt sich das Wasser? 28 Wie stellen die Nieren Urin her? 28 Wieso ändert Urin seine Farbe? 29 Schaltzentrale des Körpers Wer regiert den Körper? 30 Reflexe 31 Wie ist ein Nerv aufgebaut? 31 Wie unterhält sich das Gehirn mit dem Körper? 32 Woraus besteht das Gehirn? 32 Landkarte des Gehirns 33 Wie ist das Gehirn geordnet? 33 Die Sinnesorgane Alle Sinne beisammen? 34 Wie ist das Auge aufgebaut? 34 Sehhilfen 35 Wie hören wir? 36 Schmeckt s? 37 Wie riechen wir? 37 Das Hormonsystem 38 Das Immunsystem 40 Die Fortpflanzung Was heißt Fortpflanzung? 42 Die Pubertät 42 Was sind die männlichen Geschlechtsorgane? 43 Was sind die weiblichen Geschlechtsorgane? 44 Die Menstruation 44 Wo findet die Befruchtung statt? 45 Gene unsere Erbanlagen 46 Wie kommt ein Baby auf die Welt? 47 Index 48 Das Hintergrundbild zeigt zwei Nervenzellen des Gehirns und ihre miteinander in Verbindung stehenden Ausläufer. 3

3 Aufbau eines Skelettmuskels Ein Skelettmuskel besteht aus vielen Muskelfaserbündeln. Ein Muskelfaserbündel ist aus Muskelfasern, so heißen die Skelettmuskelzellen, zusammengesetzt. Bizeps Kontraktion (Zusammenziehung) eines Skelettmuskels: Seine Myofibrillen verkürzen sich, weil die Fäden des Aktins (rot) und die des Myosins (gelb) ineinandergeschoben werden. Im Innern einer Muskelfaser sind die Myofibrillen angeordnet. Eine Myofibrille ist aus parallelen Aktinund Myosinfäden aufgebaut. Trizeps Im Längsschnitt sieht man das charakteristische Muster der Aktin- und Myosinfäden. Muskelkater Wird ein untrainierter Muskel übermäßig beansprucht, kommt es zu vielen kleinen Rissen innerhalb der Muskelfasern. Das spürt man am nächsten Tag als Muskelkater. Außerdem verliert man beim Schwitzen Salze und Mineralstoffe, wie zum Beispiel Magnesium. Verschiebungen im Mineralstoffhaushalt verstärken den Muskelkater noch. Deshalb sollte man nach dem Sport viel trinken, am besten Flüssigkeiten, die isoton sind. Das bedeutet, dass diese Getränke dem normalen Salzund Mineralstoffgehalt des Körpers angepasst sind. Wenn wir herzlich lachen, sind über 30 Muskeln in unserem Gesicht in Bewegung. Die Muskeln bestehen aus einzelnen Muskelfasern. Wie zieht sich ein Muskel zusammen? Diese bis zu 15 cm langen, aber sehr, sehr dünnen Zellen sind in Bündeln angeordnet. Wenn du ein rohes Stück Fleisch betrachtest, kannst du diese faserigen Bündel deutlich erkennen. Ganz im Innern der Muskelfasern finden sich zwei verschiedene Arten von Eiweißfäden, die Aktin- und die Myosinfäden. In regelmäßigen Abständen sind Aktinfäden an Scheiben befestigt. Zwischen die Enden der Aktinfäden ragen die Myosinfäden mit ihren kleinen Köpfchen. Die Anordnung der Fäden (Scheibe-Aktin-Myosin- Aktin-Scheibe) ergibt ein Muster, das der quer gestreiften Muskulatur ihren Namen gegeben hat. Wird vom Gehirn über einen Nerven der Befehl für eine Bewegung gegeben, kippt das Köpfchen am Ende eines Myosinfadens um und zieht beide Fäden zueinander. Geschieht dies oft und an vielen Stellen, so zieht sich die Muskelfaser zusammen, kontrahiert also. Die Bewegung des Myosinköpfchens benötigt Energie. Wenn man sich vorstellt, wie viele Myosinköpfchen sich zu einer einzigen Muskelbewegung zusammenziehen und dann wieder voneinander lösen müssen, kann man auch verstehen, warum der Körper vor allem beim Sport so viel Energie verbrennt. Energie gewinnt der Körper aus Nahrungsmitteln und Sauerstoff. Daher hat man auch nach körperlicher Betätigung oder Sport besonders großen Hunger. 13

4 Die Haut Zwischen den Zellen der Epidermis befinden sich die Melano- Gefährlich zyten. Diese Zellen produzieren ein Pigment, den braunen Farbstoff Melanin. Sonnenschein regt die Melanozyten zur Produktion von mehr Pigment an, die Haut färbt sich braun. Interessanterweise haben dunkelhäutige Menschen nicht mehr Melanozyten in ihrer Haut als hellhäutige Nordeuropäer. Ihre Melanozyten produzieren nur weit mehr Melanin. Bei manchen Menschen Sonnenbrand kann die Haut empfindlich schädigen, auch wenn der brennende Schmerz vorüber ist. Muttermal Vielleicht siehst du in deiner Haut nur eine nicht Die Haut ein Organ? besonders interessante Wurstpelle, die viel verlangt waschen, eincremen, kratzen...? Tatsächlich ist die Haut jedoch ein lebenswichtiges Organ. Sie schützt den Körper vor der Außenwelt, vor Bakterien und Giftstoffen. Mit ihren vielen Tausend Tastkörperchen ist sie zudem eines unserer wichtigsten Sinnesorgane. Darüber hinaus hilft sie bei der Regulierung des Flüssigkeitshaushaltes und sorgt dafür, dass unsere Körpertemperatur bei etwa 37 Grad Celsius konstant gehalten wird. Schwarz, weiß, rot, gelb die Hautfarbe wird durch die Menge des braunen Hautfarbstoffes Melanin bestimmt. Schichtweise Die Haut besteht aus drei Schichten. Die nur etwa 0,03 bis 4 Millimeter dicke, obere Schicht ist die Oberhaut oder Epidermis. Sie besteht aus mehreren übereinanderliegenden Zelllagen. Die untere Lage teilt sich fortwährend und schiebt neue Zellen nach oben. Da die Epidermis keine Blutgefäße enthält, sterben diese mit der Zeit ab und bilden schließlich an der Oberfläche eine Hornschicht, die ständig durch Kleidung oder Waschen abgerieben wird. Mit der Oberhaut fest verbunden Epidermis ist die darunterliegende Lederhaut, die die Blutgefäße der Haut enthält. Sie besteht vor allem aus elastischem Blutgefäß Haarfollikel Lederhaut Bindegewebe. In den Haar- Schweißdrüse Talg- Muskel follikeln der Lederhaut sind die drüse Haare verankert. Außerdem finden sich hier die Drüsenkörper von Schweiß-, Talg- und Duftdrüsen. Die dritte Hautschicht ist die Unterhaut, der größte Unterhaut mit Fettgewebe Fettspeicher des Körpers. Sie dient als Stoßdämpfer für die darunterliegenden Organe und sorgt als Isolator für den Erhalt der Körperwärme.

5 Die Oberfläche unserer Haut besteht aus abgestorbenen Hornzellen, die übereinandergeschichtet sind. Die Drüsen der Lederhaut bilden Poren in der Oberhaut. Stark vergrößert sehen diese wie Vulkankrater aus (rechts). sammelt sich das Melanin in punktförmigen Flecken an den Sommersprossen. Auch Muttermale entstehen durch die Ansammlung von Melanozyten. Sonnenlicht macht aber nicht nur eine braune Hautfarbe, sondern kann die Haut auch empfindlich schädigen. Die schlimmste Nebenwirkung häufiger Sonnenbrände ist, dass die Gefahr von Hautkrebs deutlich zunimmt. Deshalb ist es besonders wichtig, sich vor Sonnenstrahlen zu schützen. Wirksam sind vor allem schützende Kleidung und eine Sonnenschutzcreme mit hohem Lichtschutzfaktor. Aber am besten: Raus aus der Sonne! An jedem Haarbalg mündet der Ausführungsgang einer Talg- Unrein drüse. Wird zu viel Talg produziert, kann der Haarbalg verstopfen. Es entsteht ein Mitesser. Siedeln sich in dem verstopften Haarbalg Bakterien an, führt das zur Entzündung und zunächst Rötung. Durch diese Entzündung kann sich zusätzlich Eiter bilden. Aus dem Mitesser wird so ein Pickel. In der Pubertät wird die Produktion der Talgdrüsen durch Hormone auf Hochtouren gebracht. Deshalb entstehen zu dieser Zeit besonders viele Pickel und Mitesser. Viele von ihnen im Gesicht und auf Hals und Rücken nennt man Akne. Meist vergeht die Hautkrankheit nach der Pubertät von allein. Schwere Fälle sollten aber vom Hautarzt behandelt werden. In der Lederhaut liegen unzählige kleine Tastkörperchen, die Empfindsam über Nerven mit dem Gehirn verbunden sind. Es gibt verschiedene Arten von Tastkörperchen einige erkennen Berührung, andere Druck oder Vibration. Hände bzw. Fingerspitzen, Füße, aber auch die Schleimhaut im Mund enthalten besonders viele dieser Tastkörperchen. Außerdem gibt es eigene Sensoren, die Schmerzen wahrnehmen, und solche für die Empfindungen heiß oder kalt. Trifft ein Reiz auf die Haut, wird dieser von den Sensoren erfasst und in ein elektrisches Signal umgewandelt. Das Signal wird dann über einen Nerven ans Gehirn weitergeleitet, wo es als Empfindung wahrgenommen wird. Wenn wir geboren werden, ist der Tastsinn neben dem Geruchssinn von allen Sinnen am besten ausgeprägt. Deshalb sind für ein Baby Körperkontakt, Streicheln und Wärme lebensnotwendig. Die meisten Zellen unseres Körpers können bei einer Temperatur von 35 bis Heiss und kalt 37 Grad Celsius am besten arbeiten. Wenn es zu heiß wird, beginnt man zu schwitzen. Der Schweiß aus den Schweißdrüsen bewirkt auf der Haut eine Verdunstungskälte. Auch die Rötung der Haut bei Hitze und Fieber hat einen Sinn: Die Blutgefäße der Lederhaut weiten sich, sodass mehr Blut an der kühleren Körperoberfläche vorbeifließt. Bei Kälte passiert genau das Gegenteil: Man wird, zumindest zunächst, blass, weil sich die Blutgefäße der Haut zusammenziehen, um das Blut im warmen Innern zu sammeln. Außerdem entsteht bei Kälte eine Gänsehaut (oben). Winzige Muskelzellen, die an den Haarfollikeln befestigt sind, ziehen sich zusammen und richten die Haare auf. Leider nützt dieser Mechanismus, der bei den meisten Tieren sehr sinnvoll ist, uns aber nicht viel, denn das Fell eines Menschen hält nicht warm egal ob flach oder aufgerichtet. 15

6 Herz, Kreislauf und Atmung Was für ein Muskel ist das Herz? Ein Muskel unseres Körpers arbeitet jede Minute unseres Lebens das Herz. Wenn du deine Hand auf die linke Brustseite legst, spürst du es leise klopfen. Eigentlich ist es gar nicht herzförmig, sondern sieht eher wie ein kleiner Football aus und ist ungefähr so groß wie deine Faust. Du kannst dir das Herz als Ballon mit einer fingerdicken Muskelwand vorstellen. In diesen Hohlmuskel hinein und aus ihm heraus führen dicke Adern oder Blutgefäße. Venen transportieren Blut zum Herzen hin, durch Arterien wird es vom Herzen weggepumpt. Sobald das Herz mit Blut gefüllt ist, zieht sich die Muskelwand zusammen und das Blut wird aus dem Ballon hinausgepresst. Dann erschlafft der Herzmuskel und neues Blut kann einströmen. In Ruhe passiert das bei Jugendlichen etwa 90 Mal pro Minute; jedes Zusammenziehen ist dabei als Herzschlag spürbar. Zwei große Schlagadern gehen vom Herzen aus: Über die Lungenschlagader (a) gelangt das Blut zum Auftanken in die Lunge, über die Aorta (b) in den Körperkreislauf. b a obere Hohlvene rechter Vorhof Segelklappe untere Hohlvene Aorta Taschenklappen rechte Kammer linker Vorhof linke Kammer Herzscheidewand Unser Herz pumpt Blut in zwei verschiedene Kreisläufe, den Wie pumpt das Herz in eine Richtung? kleinen Lungenkreislauf und den großen Körperkreislauf. Für jeden dieser Kreisläufe ist eine Herzhälfte zuständig: die rechte Herzhälfte für den Lungen-, die linke für den Körperkreislauf. Jede der beiden Herzhälften ist wiederum in zwei Innenräume unterteilt: in den kleinen Vorhof, der das Blut zunächst einsammelt, und die Herzkammer, die das Blut aus dem Vorhof ansaugt und dann mit großem Druck in Lunge oder Körper presst. Beide Herzkammern haben einen Eingang und einen Ausgang, Lungenschlagader Lungenvene Zwei Herzen Unser Herz ist in der Mitte durch eine Muskelschicht, die Herzscheidewand, in zwei baugleiche Teile geteilt. Das rechte und das linke Herz arbeiten zwar gleichzeitig, haben aber verschiedene Aufgaben: Das rechte Herz sammelt verbrauchtes Blut aus dem Körper und pumpt es in die Lunge, damit es dort mit Sauerstoff aufgetankt werden kann. Von dort gelangt das frische, sauerstoffreiche Blut in das linke Herz, das es bis in den letzten Winkel unseres Körpers pumpt. 16

7 Herzinfarkt Direkt hinter der linken Taschenklappe zweigen sich die Herzkranzgefäße aus der Aorta ab. Sie versorgen den Herzmuskel mit frischem Blut. Bei einem Herzinfarkt sind diese Gefäße durch Kalk oder ein Blutgerinnsel verstopft. Ein Teil des Herzmuskels wird nicht mehr mit Sauerstoff versorgt und stirbt ab. Das Herz kann dann nicht mehr richtig schlagen. Jeder Herzinfarkt ist lebensgefährlich und muss sofort im Krankenhaus behandelt werden. die Herzklappen. Sie verhindern, dass das Blut am Herzen in die falsche Richtung fließen kann. Die Herzklappen am Eingang sind die Segelklappen. Die glatten, weißen Segel sind mit fadenförmigen kleinen Muskeln an den Innenwänden der Herzkammern befestigt. Durch die Taschenklappen am Ausgang der Herzkammern wird das Blut in die zwei großen Schlagadern, die Lungen- und die Körperschlagader oder Aorta, gepumpt. Jede der Herzklappen lässt sich vom Blutstrom in nur eine Richtung aufdrücken. Kommt der Druck von der anderen Seite, schlägt sie zu und versperrt so den Weg. Über zwei große Adern, die obere und die untere Hohlvene, fließt verbrauchtes Blut aus dem Körper in den rechten Vorhof. Von dort wird es in die rechte Herzkammer gesaugt, die sich so mit dem verbrauchten Blut füllt. Ist diese voll mit Blut, zieht sich die Muskelwand zusammen, ein Herzschlag erfolgt. Durch diesen gelangt das Blut über Mit einem Stethoskop kann der Arzt die Funktion des Herzens überprüfen. die Lungenschlagader zum Auffrischen in die Lunge und fließt dann in den linken Vorhof, also zum Herzen, zurück. Es gelangt aus dem Vorhof in die linke Herzkammer, die dann das frische Blut durch einen erneuten Herzschlag mit rasender Geschwindigkeit in die Aorta und den Körperkreislauf pumpt. Elektrokardiogramm (EKG) Moderne Herzschrittmacher sind nicht viel größer als eine Pflaume. Das Herz ist der einzige Muskel des Körpers, der nicht unmittelbar vom Gehirn gesteuert wird. Dafür sorgt ein eigenes Schrittmachersystem, das Erregungsleitungssystem. Es besteht aus speziellen Muskelzellen, die elektrische Impulse weiterleiten können. Taktgeber für den Herzschlag ist eine Ansammlung dieser Zellen in der Wand des rechten Vorhofes, der sogenannte Sinusknoten. Über diese spezialisierten Muskelzellen wird dann die Erregung an die anderen Herzmuskelzellen weitergeleitet. Hat sich die Erregung über das gesamte Herz ausgebreitet, erfolgt der Herzschlag. Die dabei fließenden Ströme kann man messen und aufzeichnen. Eine solche Aufzeichnung nennt man EKG (Elektrokardiogramm). Die hoch aufragenden Spitzen im EKG entsprechen dabei der Erregung der großen Herzkammern. Für jede dieser Spitzen erfolgt ein Herzschlag. Bei manchen Herzkrankheiten, zum Beispiel nach einem Herzinfarkt, können Teile des Schrittmachersystems ausfallen, es kommt zu Herzrhythmusstörungen. Ein Herzschrittmacher ist ein kleines, batteriebetriebenes elektrisches Gerät, das bei einer Operation unter die Brusthaut eingepflanzt wird und über Kabel das Herz weiter geordnet mit Strom versorgen kann. 17

8 Index A Ader 18, 19 Adrenalin 38, 39 Akne 15 Aktin 13 Allergie 41 Alveolen 22 Antikörper 40, 41 Aorta 16, 17, 18 Arterie 16, 18, 19 Atmung 4, ATP 7 Auge Axon 31 B Bauchspeicheldrüse 25, 26, 38, 39 Beckenknochen 8, 9 Befruchtung 45 Bewegung 8, 12, 33 Bindegewebe 6 Bizeps 12, 13 Blinddarm 26, 40 Blut Blutgefäße 15, 18 Blutgerinnung 21 Blutgruppe 21 Blutkörperchen 6, 18, 20-21, Blutspende 21 Bronchien 22 Brustkorb 8 C Chromosom 7, 46 Computertomographie 11 D Dendrit 31 Diabetes 39 Dialyse 28 Dickdarm 26 DNS 7, 46 Doping 29 Drüsen (Haut) 14 Dünndarm 25, 26 E Eichel 43 Eierstock 42, 44, 45 Eileiter 42, 44, 45 Eisprung 44, 45 Eizelle 44, 45, 46 EKG 17 Elektronenmikroskop 7 Elle 8 Embryo 46 Endoplasmatisches Retikulum 7 Epidermis 6, 14 Erbinformation 7, 46 Erektion 43 Ernährung Erythrozyten 20 F Fetus 46, 47 Fraktur 10 Funktionsgewebe 6 G Galle 27 Gaumen 25 Gebärmutter 42, 44, 45, 47 Gegenspieler 12 Gehirn 4, Gehör 36 Gelenk 9 Gen 46 Geruchssinn 37 Geschlechtsorgane Geschlechtsverkehr 45 Gewebe 6 Gleichgewichtssinn 33, 36 Glomerulum 28, 29 Glukagon 38 Golgi-Apparat 7 H Haarfollikel 14 Hämoglobin 18, 20 Harnblase 28, 29 Harnleiter 28, 29 Harnröhre 28, 43, 44 Harn-Samen-Röhre 43 Harntrakt 28 Haut 6, Herz 4, Herzinfarkt 17 Herzkammer Herzklappe 17 Histamin 41 Hoden 42, 43 Hormonsystem Hornhaut (Auge) 34, 35 Hypophyse 32, 33, 38, 39, 42 Hypothalamus 39 I, J Immunsystem Insulin Iris 34 Jochbein 8, 9 K Kapillaren 18 Kehlkopf 22, 42, 43 Klitoris 44 Kniescheibe 8, 9 Knochen 6, 8-11 Knochenmark 10, 40 Kohlendioxid Kortison 38, 39 Kugelgelenk 9 L Leber Leberzelle 6, 27 Lederhaut (Haut) 14 Lederhaut (Auge) 34 Leukozyten 20 Linse 34, 35 Luftröhre 22 Lunge 16, 17, 18, 19, 22 Lungenbläschen 22, 23 M Magen 25, 26 Melanin 14 Melatonin 38 Menstruation 42, 44 Mitochondrium 7 Muskeln 4, 12-13, 16 Muskelkater 13 Muskelzelle 6 Muttermal 14, 15 Myosin 13 N Nabelschnur 47 Nase 9 Nasenbein 8 Nerv Nervensystem Nervenzelle 6, 31, 32 Netzhaut 34, 35 Nieren Niesen 23 O Oberhaut 14 Organell 7 Organsysteme 5 Orgasmus 45 Östrogen 42 P Penis 42, 43, 45 Prostata 43 Pubertät 42 Puls 19 Pupille 4, 34, 35 R Reflex 31 Regenbogenhaut, s. Iris Resorption 26, 29 Rippen 8, 9 Röhrenknochen 9, 10 Röntgen 11 Röntgen, Wilhelm Conrad 11 Rückenmark 10, 32 S Samenerguss 42, 45 Samenflüssigkeit 43, 45 Sauerstoff 16, 18, 19, Schädel 8 Schambehaarung 42 Schamlippen 44 Scharniergelenk 9 Scheide 42, 44, 45 Schilddrüse 38 Schlüsselbein 8, 9 Schweißdrüse 14, 15 Sinnesorgane 32, Skelett 8 Speiche 8 Spermien 43, 45 Steißbein 8, 9 Stimmbruch 43 T Talgdrüse 14, 15 Thrombozyten 21 Trizeps 12, 13 Trommelfell 36 U Unterhaut 14 Urin 28-29, 43 V Vene 16, 19 Verdauung Vorhaut 43 Vorsteherdrüse, s. Prostata W Wirbelsäule 8, 9, 10 Z Zähne 25 Zelle 6-7 Zellkern 7, 46 Zellteilung 45, 46 Zunge 37 Zwerchfell 22, 23 Zwölffingerdarm 25, 26 Zytoplasma 7 48