1 Methoden der Empfängnisverhütung – Vor
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Ingo Blechschmidt, 10C 1 METHODEN DER EMPFÄNGNISVERHÜTUNG – VOR- UND NACHTEILE (MATERIAL 1 a f f e r e n t e R e i z e f f e r e n t e Z N S ( s e n s o r i − s c h e ) N e r − v e n R x ( mo t o r i − s c h e N e r − v e n 2 ( 1 ) ( 2 ) R e z e p t o r E f f e k t o r Abbildung 1: Informationsverarbeitung unseres Gehirs im Allgemeinen 1 Methoden der Empfängnisverhütung – Vor- und Nachteile (Material B1) • Pille: Sehr zuverlässig, aber: Frau trägt allein Verantwortung, mögliche Nebenwirkungen • Spirale: Keine Vorbereitungen nötig (nur gelegentlich Kontrolluntersuchungen), sehr zuverlässig, aber: Umständliches Einsetzen (nur vom Arzt), gelegentlich schmerzhafte Menstruationsbeschwerden • Kondome: Schutz vor AIDS, Mann wird aktiv, bei sachgemäßer Anwendung ziemlich zuverlässig, aber: Bei Anwendungsfehlern sehr unsicher • Pessare: Kein Eingriff in den Hormonhaushalt, relativ sicher, besonders in Kombination mit einem Kondom, aber: Umständliche Vorbereitung • Andere Methoden: Sehr unzuverlässig Siehe auch Material B2. 2 Informationsverarbeitung Unsere Sinnesorgane verfügen über spezifische Rezeptoren für die jeweils adäquate Reizart (siehe Abbildung auf dieser Seite). Ingo Blechschmidt, 10C 3 DIE NERVENZELLE – BAU UND FUNKTION a u ß e n : K + N a 2 + C l 2 − 2 + O i n n e n : K 2 + N a + C l − Or g 2 − − U u n g e − f ä h r 7 0 mV Abbildung 2: Ladungsunterschiede als Ruhepotential 3 Die Nervenzelle – Bau und Funktion Beschriftung des Materials B1004: 1. Zellkörper (Soma) 2. Zellkern 3. Dendriten: Zur Aufnahme von anderen Signalen (Oberfläche bis 0, 25mm2 ) 4. Synapsen an Dendriten: Kontaktstellen der Endknöpfchen anderer Neuronen (Afferenzen) 5. Axonhügel: Ursprungsort des Axons 6. Axon (Neurit): Efferenz des Neurons 7. Markscheide: Bestehen aus Schwann’schen Hüllzellen, myelinhaltig, dienen als Isolator 8. Ranvier’sche Schnurringe: Saltatorische (sprunghafte) Erregungsleitung =⇒ hohe Leitungsgeschwindigkeit von ca. 100 ms 9. Motorische Endplatte überträgt chemischen Reiz auf Muskelfaser über zahlreicher Synapsen 10. Muskelfaser kontrahiert 4 Elektrodynamische Vorgänge bei Neuronen 4.1 Das Ruhepotential Durch unterschiedliche Konzentrationen von Ionen zwischen Zellplasma und Extrazellulärraum entsteht ein Ruhepotential von ca 70mV (innen negativ, außen positiv geladen; siehe Abbildung auf dieser Seite). Ingo Blechschmidt, 10C 4 ELEKTRODYNAMISCHE VORGÄNGE BEI NEURONEN 3 Axonhügel Na+ − + End− knöpfchen AP + + − − + − + − + − + − + − + − Abbildung 3: Aktionspotential 4.2 Das Aktionspotential Wird eine Nervenzelle genügend gereizt (überschwelliger Reiz; siehe Abbildung auf dieser Seite) kommt es zum Aktionspotential. • Die Membran wird kurzzeitig permeabel für N a+ , • es erfolgt eine Umpolung der Membran und • die Umpolung setzt sich nach dem „Alles-oder-Nichts“-Prinzip bis zum Ende des Axons fort. 4.3 Saltatorische Erregung Leiter bei Neuronen mit Merkscheide Ladungsaugleich nur von Schnürring zu Schnürring möglich =⇒ Umpolung (Aktionspotential) setzt sich viel schneller fort (siehe Abbildung auf der nächsten Seite). Ingo Blechschmidt, 10C 5 BAU UND FUNKTION EINER SYNAPSE 4 Axonhügel Na+ + − AP + + + − − − − + − − − − + + + + + − − − − + + + − − + + + − − − − − − − − + + Abbildung 4: Saltatorische Erregung 5 Bau und Funktion einer Synapse Präsynaptisch− es Endknöpf− chen Vesikel mit Transmitter synaptischer Spalt Der Transmitter bindet an den Rezeptor und löst eine Reaktion der Ziel− zelle aus. Beispiel: Kontraktion einer Mus− kelzelle Erregund oder Hem− mung einer weiteren Nervenzelle Das Aktionspotenzial erreicht das Endknöpfchen ==> Vesikel verschmilzt mit der Membran des Endknöpf− chens und setzt Transmitter frei Rezep− tor Nach kurzer Zeit löst sich der Transmitter vom Rezeptor wieder ab und wird ins End− knöpfchen zurücktransportiert. ==> Die Reaktion der Zielzelle ist beendet. End− knöpfchen Ingo Blechschmidt, 10C 6 GEDÄCHTNIS 5 R e i z S i n n o r g a ( R e z t o r e n e e S e n s o r i s c h e s Ge d ä c h t n i s < 1 s s − e p − n V e r b a − l i s i e − r u n g V e r g e s s e n d u r c h " V e r b l a s s e n " T e r t i ä r e s Ge d ä c h t n i s l e b e n s l a n g P r i m Ge d ä w e n i k u n ä c g d r e s h t n i s e S e − e n V e r b l a s s e n d u r c h Ü b e r s c h r e i b e n mi t n e u e n I n h a l t e n Öf − t e r ü b e n S e k u n d ä r e s Ge d ä c h t n i s mi n b i s a V e r g e s u n mi t t v o r o d g e l s e e e Ü b e n e n d u r c h l b a r z u − r d a n a c h r n t e s Abbildung 5: Schema unseres Gedächtnis 6 Gedächtnis Siehe Schema auf dieser Seite. 7 Das vegetative Nervensystem 7.1 Sympathikus und Parasympathikus Organ Augen Speicheldrüsen Lunge Herz Leber Schweißdrüsen Magen/Dünndarm Dickdarm/Mastdarm Harnblase Sympathikus-Einfluss Pupillenerweiterung Wenig Speichel Bronchienerweiterung Schlägt schnell, stark Setzt Kohlenhydrate frei „Angstschweiß“ Aktivität erlahmt Erschlaffung Schließmuskel kontrahiert Parasympathikus-Einfluss Pupillenverengung Viel Speichel Bronchienverengung Schlägt langsam, ruhig Speichert Kohlenhydrate Reichlich dünnflüssiger Schweiß Aktivität steigt Kontrahiert, entleert Kot Schließmuskel erschlafft, Urinabgabe Ingo Blechschmidt, 10C 8 DAS HORMONSYSTEM 6 Sympathikus und Parasympathikus wirken als Gegenspieler, sie sind Antagonisten. 7.2 Stress S t r e s s o r e n Ge h i r n E r r e g u n g , N e r v o s i t ä t , D e n k b l o c k a d e P a n i k , S i n n e s o r g a n e H y p o p h y s e H o r mo n s y t e m ( s t o f f l i c h ) l a n g s a m, s t e t i g A C T H T g v e s u ( e e e k c n a i t n t h w u l a s r n i t t y i e l o d i s s l l n e v t c l k o s e e h , ü m v n ms ) k r l ) N e b e n n i e r e n r i n d e C o r t i s o l V e r d a u − u n g s o r − g a n e H e mmu n g B l u t b i l − d e n d e Or − g a n e A n r e g u n g e − S y mp a t h i k u s N e r − ( e l − u r z , i c h N e b e n n i e r e n ma r k A d r e n a l i n , N o r a d r e n a l i n L e b e r , Mu s k e l n − F e t t g e w e b e F r e i s e t z u n g N ä h r s t o f f e n v o n H e r z , K r e i s l a u f A B u s n l n c r e g u n g d e s u t d r u c k s d d e s H e r z − h a l g e s S c h n e l l e V e r s o r g u n g d e r Mu s k e l n mi t N ä h r s t o f f e n u n d S a u e r s t o f f r a s c h e R e a k t i o n ( " F l u c h t o d e r A n g r i f f " ) Über den Antagonisten (Parasympathikus) leitet der Körper nach Wegfall der Stressoren die Regenerationsphase ein. 8 Das Hormonsystem Hormone sind Botenstoffe (siehe Abbildung auf der nächsten Seite). Sie wirken in geringsten Mengen und regeln die Funktionen spezifischer Erfolgsorgane. Die Informationsübermittlung erfolgt stofflich. Das Hormonsystem arbeitet daher relativ langsam, die Wirkung ist dafür meist dauerhafter. Ingo Blechschmidt, 10C 8 DAS HORMONSYSTEM 7 Hormondrüsen Erfolgsorgane Blutgefäßsystem Wirkung Bildung und Aus− schüttung des Hor− mons Verteilung im Kör− per Wirkung Wirkung Wirkungsorte des Hormons mit spe− zifischen Rezep− toren (Schlüssel− Schloss−Prinzip) Abbildung 6: Das Hormonsystem 8.1 Das Prinzip des Regelkreises nach SCHAEFER F ü h r u n g s g l i e d : E i n g e s t e l l e T e m− p e r a t u r S o l l w e r t S t e l l w e r t I s t w e r t O R e g e l g l i e d ( T h e r mo s t a t ) Me s s g l i e d S g H p t l e e e l l − i e d : i z k ö r − r S t e l l g r ö − ß e : Wä r m e R e g e l g r ö ß e : R a u mt e mp e r a − t u r R e g e l s t r e c k e S t ö r g r ö ß e : Of f e n e n s F e n s t e r Ingo Blechschmidt, 10C 9 ZUCKERKRANKHEIT (DIABETES) F N z t ü o u i h r c o 8 r u n g s g l i e d : ma l e B l u t − k e r k o n z e n t r a − n S o l l w e r t S t e l l w e r t I s t w e r t O R e g e l g l i e d ( C h e mo s e n n s o r e n ) Me s s g l i e d S t e l l − g l i e d : L e b e r S ß I G a t e n l b e : s u g l l g r ö − u l i n c a g o n − a b e R e g e l g r ö ß e : B l u t z u c k e r − k o n z e n t r a t i o n R e g e l s t r e c k e 9 Zuckerkrankheit (Diabetes) Symptome der Krankheit, an der zwei bis drei Prozenz der Bevölkerung betroffen sind: • Gewichtsabnahme • Starker Durst • Schwächeanfälle (Unterzucker) • Azetongeruch im Atem (Überzucker) • Bewusstlosigkeit (diabetisches Koma) • Traubenzucker (Glukose) im Urin (Leitsymptom) 10 Das Auge 10.1 Beschriftung des Materials B230 1. Muskel 3. Aderhaut 5. n/a 2. Lederheut 4. Netzhaut 6. Sehnerv S t ö r g r ö ß e : A n s t r e n g − u n g Ingo Blechschmidt, 10C 11 DAS GEHÖR 9 7. Blutadern kammer 8. Hornhaut 9. Vordere Augen- 12. Ziliarkörper 10. Iris 13. Ziliarmuskeln 11. Linse 14. Glaskörper 10.2 Bau der Netzhaut Die Netzhaut ist in drei Schichten gegliedert, • die Lichtsinneszellen, • die Schaltzellen zur Informationsverarbeitung und • die Nervenfasern zum Gehirn. 10.3 Aufgaben der verschiedenen Lichtsinneszelltypen Stäbchen: • Hell-/Dunkel sehen Zapfen: • Schärfe • Farbensehen (drei verschiedene Typen: Rot, Grün und Blau) 11 Das Gehör 11.1 Leistungen des Gehörs Frequenzbereich: Infraschall (Wale, Elefanten(, Vögel)) < 20Hz bis 20kHz (Menschlicher Hörbereich) < Ultraschall (Fledermäuse, Hunde) Bass (81Hz bis 326Hz) < Tenor (122Hz bis 488Hz) < Alt (163Hz bis 652Hz) < Sopran (244Hz bis 977Hz) Kammerton A: 440Hz Ingo Blechschmidt, 10C 12 DER LAGE- UND DREHSINN (GLEICHGEWICHTSSINN) 10 11.2 Räumliches Hören Zum räumlichen Hören benötigt man beide Ohren. Aus der Differenz der Laufzeit der Entfernungen und durch den Unterschied der Lautstärke kann je eine Ortsinformationen abgeleitet werden. Der Laufzeitunterschied und die unterschiedliche Lautstärke sowie die asymmetrische Form der Ohrmuschel ermöglichen eine sehr genaue Ortung. 11.3 Der Hörvorgang im Innenohr Der Steigbügel überträgt die Schwingungen auf das ovale Fenster. Dadurch wird die Lymphflüssigkeit in Vorhof und Paukengang in Schwingung versetzt, es entsteht eine Wanderwelle. Am Ort der maximalen Amplitude werden die Haarzellen erregt =⇒ Die Tonhöhe kann unterschieden werden. 12 Der Lage- und Drehsinn (Gleichgewichtssinn) Lage im Körper: • A Drei Bogengänge mit Penlympfe B gefüllt • C Drehsinnesorgane in den Ampullen • D Lagesinnesorgan im Vorhofsäckchen 13 Studien des Alkoholismus (nach Jelliner) • alpha-Trinker: Wirkungs- und Erleichterungstrinker, keine Sucht, gelegentlich Rausch • beta-Trinker: Häufig, viel, regelmäßig (z.B. immer beim Fernsehen, am Stammtisch) =⇒ chronische Folgeschäden (geistig, körperlich) • gamma-Trinker: Dauerhaftes Verlangen nach Alkohol, Entzugsprobleme Ingo Blechschmidt, 10C 14 DROGEN UND SUCHT 11 • delta-Trinker: Ständiges Trinken, Alkoholpegel muss aufrecht erhalten bleiben, Leben ist vollständig auf Alkohol ausgerichtet 14 Drogen und Sucht 14.1 Toleranzentstehung und Entzug Durch Drogen wird ein „high“-Gefühl ausgelöst. Allerdings bewirkt dies auch eine Gegenreaktion der Körpers. Dadurch geht das „high“-Gefühl, bei gleichbleibender Drogendosis, zurürck. Deswegen wird die Dosis erhöht (Toleranz). Hört nun die Drogenaufnahme aber auf (Entzug), so wirkt die Gegenreaktion immer noch, sodass jetzt ein „down“-Gefühl ausgelöst wird. In der Entwöhnungsphase schließlich ist feststellbar, dass der Körper sehr viel schneller sich entwöhnen kann als die Psyche. 15 Ernährung • Nährstoffe: – Kohlenhydrate – Eiweiße – Fette • Wirkstoffe: – Vitamine – Mineralstoffe • Ballaststoffe: – Zellulose – Andere Faserstoffe • Wasser Außerdem: Duft- und Geschmacksstoffe Ingo Blechschmidt, 10C 15 ERNÄHRUNG 12 15.1 Die Nährstoffe • Kohlenhydrate: – Einfachzucker (Monosaccharide): * Traubenzucker (Glukose) * Fruchtzucker (Fructose) – Zweifachzucker (Disaccharide): * Malzzucker (Maltose, aus zwei Glukosemolekülen zusammengesetzt) * Rohrzucker (aus Glukose und Fructose) – Vielfachzucker (Polysaccharide): * Stärke (bei Pflanzen) * Glykogen (bei Tieren) – Nachweis für Zucker: Fehling-Reaktion – Nachweis für Stärke: Lugol’sche Lösung (KI/I2 in ethanolischer Lösung) • Eiweiße: – Proteine sind lange, räumlich exakt gefaltete Ketten aus bis zu 30k Aminosäuren. – Beim Mensch gibt es nur 20 verschiedene Aminosäuren. – Acht der 20 menschlichen Aminosäuren können vom menschlichen Körper nicht selbst gebildet werden, sie sind essentiell. – Nachweisreaktionen für Eiweiße: * Erhitzen, z.B. „Ei“: Das „Eiweiß“ des Eis verfestigt sich und wird weiß. Erklärung: Eiweiße denaturieren beim Erhitzen. * Säurezugabe: Das Milcheiweiß gerinnt und flockt aus. Erklärung: Eiweiße denaturieren bei pH-Änderungen. • Fette: – Fette bestehen aus einem Gylcerin und drei Fettsäuren, die verestert werden. – Manche Fettsäuren sind essentiell. – Nachweisreaktion für Fette: „Fleckenprobe“ Ingo Blechschmidt, 10C 16 AUFBAU UND ZUSAMMENSETZUNG DES BLUTES 13 16 Aufbau und Zusammensetzung des Blutes • 56 Prozent flüssiges Plasma: – Serum: Transport der festen Bestandteile sowie Nährstoffe, Wirkstoffe und CO2 – Fibrinogen: Lösliches Eiweiß =⇒ Bildung von unlöslichem Fibrin beim Wundverschluss • 44 Prozent zelluläre Anteile: – Erythrozyten (rote Blutkörperchen): Sauerstofftransport mit Hilfe von Hämoglobin – Leukozyten (weiße Blutkörperchen): Teil des Immunsystems – Thrombozyten (Blutplättchen): Einleitung der Blutgerinnung 16.1 Vorgang der Blutgerinnung Verletzung =⇒ Thrombozyten zerfallen =⇒ Initiation der Konvertierung von Fibrinogen (löslich) un Fibrin (unlöslich) 16.2 Blutkrankheiten • Leukämie: Erhöhte Leukoblastenbildung, „Blutkrebs“ • Anämie: Mangel an Erythrozyten • Bluterkrankheit: Störung der Blutgerinnung 16.3 Die Blutgruppen Blutgruppe Erythrozyten mit Antigenen Antikörper im Serum Blutspende mit Gruppen Vert. in Mit.-europ. in Proz. A A Anti-B A (Notf.: 0) 43 B B Anti-A B (N.: 0) 14 AB AB AB (N.: A, B, 0) 6 0 0 Anti-AB 0 37 Ingo Blechschmidt, 10C 17 DIE BIOLOGISCHE ABWEHR 14 16.4 Der Rhesusfaktor Es gibt Rhesus positives und Rhesus negatives Blut. Rhesus-Antikörper findet man im Blut aber nur, wenn ein Rhesus negativer Mensch bereits einmal mit Rhesus positiven Blut in Kontakt kam und Antikörper gebildet hat. Dies kann z.B. in der Schwangerschaft geschehen. Dabei führt der Blutkontakt (z.B. bei der Geburt) zwischen dem Rhesus positiven Blut des Kindes und dem Rhesus negativen der Mutter zur Ausbildung von Rhesus-Antikörpern bei der Mutter. Bei der zweiten Schwangerschaft gelangen diese Antikörper dann durch die Plazenta in den Blutkreislauf des Rhesus positiven Kindes und lösen so Verklumpungen aus, welche zu Schädigungen oder zum Tod führen. 17 Die biologische Abwehr 17.1 Infektionswege • „Tröpfcheninfektion“ über die Atemwege • Infektion über Nahrungsmittel • Wundinfektion – über Verletzungen – über Blutaustausch bei z.B. Transfusionen • Schleimhäute der Geschlechtsorgane 17.2 Unspezifische Abwehr Passiv: • Saure Sekerete, Speichel, Tränen (durch Säuren, Enzyme) • Symbiotische Bakterien als Konkurrenten (z.B. Haut, Darm) • Hornhaut • Schleim- und Flimmerhärchen Ingo Blechschmidt, 10C 18 1. HAUSAUFGABE 15 Aktiv (Umfließen und zersetzen Erreger (=⇒ Eiter)): • Makrophagen • Granulozyten 18 1. Hausaufgabe 18.1 Beschreibe den Kniesehnenreflex Als erstes trifft der Reiz auf Dehnungsrezeptoren (D’), die ein Aktionspotenzial auslösen. Dieses setzt sich bis zu den sensorischen Nervenzellen (D) in der Weißen Substanz (A) fort. Durch die Graue Substanz (B) wird dann das Aktionspotenzial zu den motorischen Nervenzellen (E’) weitergeleitet. Empfangen von der Endplatte (E”), wird schlussendlich die Reaktion ausgelöst. 19 2. Hausaufgabe 19.1 Versuchsprotokoll Einem Freiwilligen wurde ein Schlauch mit Trichten an den Enden an die Ohren gesetzt. Dann wurde auf verschiedene Stellen des Schlauches geklopft; Der Proband musste nun heraushören, ob die Geräuschquelle weiter links oder rechts von der Mitte entfernt war. Die Messergebnisse, ob der Schüler das Geräusch richtig orten konnte, wurden zusammengetragen. Als Ergebnis wurde eine maximale Auslenkung, wo das Geräusch gerade noch ortbar war, von 5cm je nach rechts und nach links ermittelt. Ingo Blechschmidt, 10C 20 3. HAUSAUFGABE 16 19.2 Zeitliche Auflösung des Ohres berechnen v= s t =⇒ t = s v = 0,1m 343 m s ≈ 0, 000292s ≈ 0, 300ms 20 3. Hausaufgabe 20.1 Verlauf eines Blutkörperchens mit Beginn in den Dünndarmkapillaren Ein Blutkörperchen, welches sich in den Dünndarmkapillaren befindet und sauerstoffarm ist, wird, auf dem Weg zurück zum Herzen, zuerst durch die Pfortader kommen. Von da aus, mündet es in die größte Vene, die Hohlvene. Diese transportiert das Blutkörperchen in den rechten Herzflügel, welcher es durch die Lungenaterie an die Lunge weiterreicht. In den Lungenkapillaren nimmt es Sauerstoff auf und gibt Kohlenstoffdioxid ab. Nun mit Sauerstoff angereichert, nimmt es den Weg durch die Lungenvene zur linken Herzkammer. Von da aus führt der Weg durch die Körperaterie zurück zun den Dünndarmkapillaren, wo das Blutkörperchen Sauerstoff abgibt und Sauerstoff aufnimmt.
