Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form. Auszug aus: Die Leber - ein Wunderwerk mit vielfältigen Aufgaben

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2 S 2 Fachwissenschaftliche Orientierung Die Leber wiegt 1,5 kg und ist damit die größte Drüse des menschlichen Körpers. Die Leber ist ein Organ, das viele verschiedene Aufgaben erfüllt. Sie spielt eine zentrale Rolle beim Stoffwechsel. Zudem verfügt sie über ein erstaunliches Regenerationsvermögen: Sie kann sich fast vollständig regenerieren, auch wenn etwa durch eine Vergiftung mehr als 50 % geschädigt sind. Die Lage der Leber und ihre Verbindung mit dem Blutkreislauf Die Leber liegt vorwiegend im rechten Oberbauch. Sie beherbergt an ihrer Unterseite die sogenannte Leberpforte. Diese ist die Eintrittsstelle für die Pfortader und die Leberarterien sowie die Austrittsstelle für die Gallengänge. Die Pfortader führt der Leber nährstoffreiches Blut von Magen, Darm und Milz zu. Zudem gelangen über die Pfortader Hormone der Bauchspeicheldrüse sowie Abbauprodukte der Milz zur Leber. Über die Leberarterie fließt sauerstoffreiches Blut vom Herzen zur Leber. So ist die Leber aufgebaut Die Leber gliedert sich in zwei große Leberlappen, den rechten Leberlappen und den linken Leberlappen. Der größere rechte Lappen ist mit dem Zwerchfell verwachsen. Die Funktionseinheiten der Leber sind die Leberläppchen (Durchmesser 0,8 2 mm, Anzahl ). Der Hauptanteil der Leberläppchen sind die Leberzellen (Hepatozyten). Diese sind stark kompartimentiert. Die Hepatozyten sind radiär um eine Zentralvene angeordnet. Dazwischen befinden sich verzweigte Blutkapillaren (Sinusoide) der Pfortader (mit Blut aus Darm, Magen und Milz) und der Leberarterie. Außerdem durchzieht ein Netz von Gallenkapillaren die Leberläppchen. Bemerkenswert ist es, dass die Sinusoide zum intensiven Stoffaustausch mit zwei Zelltypen, den großporigen Endothelzellen und den großen Kupffer schen Sternzellen, ausgekleidet sind. Letztere besitzen die Fähigkeit zur Phagozytose von Bakterien oder Fremdkörpern. Sie können zudem Blutfarbstoffe abbauen und Antikörper bilden. Die Hepatozyten haben durch Mikrovilli eine stark vergrößerte Oberfläche. Die durch die Pfortader einströmenden Verdauungsprodukte werden in der Leber gespeichert oder umgebaut und dann dem Körper bei Bedarf wieder zugeführt. Veränderliche Verengungen (Sphinkter) der Pfortader regulieren den Blutfluss. Die Kupffer schen Sternzellen können durch Formveränderung in das Lumen der Sinusoide eindringen und dabei den Blutfluss blockieren.

3 S 3 Die Leber hat vielfältige Aufgaben ein Überblick Die Leber ist das zentrale Stoffwechselorgan des menschlichen Körpers. Es hat folgende Aufgaben: 1. Speicherfunktion Die Leber wandelt überschüssige Glucose in Glykogen um. Bei Bedarf kann Glykogen wieder in Glucose umgewandelt werden. Zudem speichert die Leber fettlösliche Vitamine und Eisen. Außerdem vermag die Leber bis zu 20 % der Gesamtblutmenge des Menschen zu speichern. 2. Beteiligung an der Regulation des Blutzuckerspiegels Die Leber ist an der Regulation des Blutzuckerspiegels beteiligt. Dabei spielen die von der Bauchspeicheldrüse abgegebenen Hormone Insulin und Glucagon eine wesentliche Rolle. Während Insulin die Umwandlung von Glucose in Glykogen bewirkt und den Abbau von Fett hemmt, sorgt Glucagon für den Abbau von Glykogen. 3. Bedeutung beim Proteinstoffwechsel Abbau von Proteinen zu Aminosäuren und von Aminosäuren zu Harnstoff. Der Harnstoff gelangt über das Blut zu den Nieren. Außerdem Synthese von Proteinen aus Aminosäuren. 4. Wichtige Funktion beim Lipidstoffwechsel Die Leber produziert täglich ca. 0,5 l Gallensaft (Galle) und sorgt für den Abbau von Fettsäuren. Der in der Leber produzierte Gallensaft wird in der Gallenblase eingedickt und bei Bedarf in den Zwölffingerdarm abgegeben. Die im Gallensaft vorkommenden Gallensäuren sorgen dafür, dass Fett in kleinste Tröpfchen emulgiert wird, wodurch für die Enzyme im Zwölffingerdarm eine größere Angriffsfläche entsteht. 5. Entgiftung von Fremdstoffen und Abbau von Erythrozyten Fremdstoffe (z. B. Alkohol, Nikotin, Medikamente) und alte Erythrozyten werden in der Leber abgebaut. Dabei werden einzelne Komponenten der Erythrozyten (z. B. Eisen) wiederverwendet. 6. Bildung, Aktivierung und Abbau von Hormonen Erkrankungen der Leber Unter den Lebererkrankungen ist die Hepatitis (Leberentzündung, Gelbsucht) am häufigsten. Hervorgerufen wird die Hepatitis durch Bakterien, Viren oder giftige Substanzen. Die Erkrankung beginnt mit unspezifischen Symptomen wie Müdigkeit, Kopfschmerzen, Appetitlosigkeit, Fieber und Erbrechen. Später stellen sich weitere Symptome ein, die recht unterschiedlich sein können. Dazu gehört beispielsweise eine Gelbfärbung von Haut und Augen. Alkoholmissbrauch führt zu Leberschädigungen. Im schlimmsten Fall kann es zu einer Leberzirrhose kommen. Meistens ist dann ein jahrelanger übermäßiger Alkoholkonsum vorausgegangen. Didaktisch-methodische Orientierung Die Bedeutung des Themas Leber im Unterricht Die Leber ist ein sehr wichtiges Organ des Menschen. Als zentrales Stoffwechselorgan erfüllt sie zahlreiche lebenswichtige Aufgaben. Fällt die Leber aus, etwa infolge einer Leberzirrhose, dann hat das unweigerlich den Tod zur Folge. Ihrer Bedeutung entsprechend sollte ihr im Unterricht entsprechend Raum zugemessen werden.

4 S 4 Da die Leber viele Aufgaben im Stoffwechselgeschehen wahrnimmt, gibt es bedeutende Berührpunkte zu anderen Lernbereichen. Anknüpfungspunkte bestehen zum Thema Blutzuckerregulation (die Leber als Speicherorgan für Glykogen), Blut und Blutbestandteile (Abbau von Erythrozyten) sowie Hormone (Bildung und Abbau von Hormonen). Zudem muss die Leber im Zusammenhang mit der Problematik des übermäßigen Alkoholkonsums betrachtet werden. Der zunehmende Alkoholmissbrauch bei Jugendlichen, insbesondere das sogenannte Komasaufen mancher Jugendlicher in ihrer Freizeit, stellt eine ernst zu nehmende Gesundheitsgefährdung dar. Aus didaktischer Sicht ist es von Bedeutung, dass die Lernenden durch einen Einblick in die Leber als Wunderwerk zu der Einsicht gelangen, dass die Gesunderhaltung dieses Organs wichtig ist. Die Vernetzung des Themas Leber mit den oben genannten Lernbereichen und die Bedeutung des Themas Alkohol und Gesundheit rechtfertigen es, die Leber im entsprechenden Umfang im Unterricht zu behandeln. Diese Lernvoraussetzungen bringen Ihre Schüler mit Die Leber ist in das Blutkreislaufsystem des Menschen eingebunden. Sie erhält sauerstoffreiches Blut über die Leberarterie vom Herzen und nährstoffreiches Blut über die Pfortader von den Verdauungsorganen. Beim Stoffwechsel der Kohlenhydrate, Fette und Eiweiße spielt sie eine wichtige Rolle. Dementsprechend sollten der Blutkreislauf und die Verdauung in der Mundhöhle, im Magen und im Dünndarm bereits behandelt worden sein. Des Weiteren müssen sich die Jugendlichen bereits mit der Lage der Verdauungsorgane im Körper auseinandergesetzt haben. Außerdem spielt die Leber eine wichtige Rolle bei der Blutzuckerregulation, denn sie wandelt Glucose zu Glykogen um. Der Regelkreislauf der Regulation des Blutzuckers mithilfe der in der Bauchspeicheldrüse produzierten Hormone Insulin und Glucagon sollte deshalb ebenfalls bekannt sein. So setzen Sie die Materialien in Ihrem Unterricht ein Zeigen Sie Ihren Schülern als Einstieg in die Unterrichtseinheit eine Schweineleber, die Sie in einer Metzgerei bzw. Fleischerei besorgt haben. Achten Sie darauf, dass Ihnen dort eine komplette Leber ausgehändigt wird, bei der möglichst auch die Gefäße und die Gallenblase zu sehen sind. Zeigen Sie Ihren Lernenden die Leber und lassen Sie sie das Organ benennen. Weisen Sie Ihre Lernenden darauf hin, dass die Leber in einen linken und rechten Leberlappen gegliedert ist, und machen Sie sie auf die Gefäße aufmerksam. Gehen Sie aber noch nicht detailliert auf die Gefäße ein. Klären Sie anschließend die Lage der Leber im menschlichen Körper an einem Torso mit den Bauchorganen. Besprechen Sie in diesem Zusammenhang auch die Lage und Bezeichnungen der anderen Bauchorgane. Kündigen Sie dann mit Claude Bernard einen wichtigen Wissenschaftler in der Leberforschung an. Leiten Sie so zur Forschung Bernards in M 1 über. Anhand der Leber lässt sich exemplarisch zeigen, dass biologische Vorgänge von hoher Komplexität sind. Dabei steht einem einheitlichen makroskopischen Bau der Leber ein hochdifferenzierter Feinbau des Leberläppchens gegenüber. Erarbeiten Sie mit den Schülern mithilfe von M 3 die Anatomie der Leber und mit M 4 den Feinbau eines Leberläppchens und die damit im Zusammenhang stehenden Funktionen. Setzen Sie dabei die farbigen Abbildungen zur Anatomie der Leber (Abbildung 1) und zum Bau eines Leberläppchens (Abbildung 2 und 3) von der Folie M 2 unterstützend ein. Anhand von M 5 verschaffen sich Ihre Lernenden einen Überblick über die zahlreichen Aufgaben der Leber. Lassen Sie Ihre Schüler mithilfe von M 6 oder M 7 eine dieser zentralen Funktionen der Leber betrachten. Entscheiden Sie sich dabei entweder für den Glucose- Stoffwechsel der Leber (M 6) oder die Rolle von Gallensaft und Gallenblase (M 7). In Gruppenarbeit setzen sich die Jugendlichen in M 8 mit den Folgen übermäßigen Alkoholkonsums auseinander. Dabei betrachten sie zunächst, welche Folgen allgemein aufgrund von Alkoholkonsum entstehen, und wenden sich dann der Schädigung der Leber durch Alkohol zu.

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