Gesundheits- und Krankheitslehre

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Naturwissenschaftliche Grundlagen
Viele wichtige Kompetenzen im Berufsbild der Heilerziehungspflege basieren auf einem
Grundverständnis vom Aufbau und von den Funktionen des menschlichen Körpers. Eine
Grundüberlegung ist deshalb die Frage: „Was ist der Mensch?“ Ein Mensch ist viel mehr
als die Summe seiner Einzelteile, wie es in der naturwissenschaftlichen Betrachtung oft
beschrieben wird. Deshalb ist die naturwissenschaftliche Betrachtung nur ein Teil der
Überlegungen. Für die Auseinandersetzung mit Aufbau, Funktion, Erkrankungen, Veränderungen und Beeinträchtigungen kann sie uns aber eine wichtige Hilfe sein.
Und letztendlich hat dies auch eine Bedeutung für die Pflege. Wie sollen wir Veränderungen und ihre Bedeutung erkennen, fachlich korrekt dokumentieren und ggf. weitergeben, therapeutisch unterstützen, grundlegende Bedürfnisse erkennen und bei der
Befriedigung dieser Bedürfnisse unterstützend mitwirken, wenn nicht ein Grundverständnis für diese Einzelteile vorhanden ist?
Daten – Mensch (Mittelwerte):
Körpergröße (Europa)
Schuhgröße
Körperoberfläche
Körpervolumen
Körpermasse
Lebenserwartung bei Neugeborenen
bei 60-jährigen Menschen
Junge:
Mädchen:
Mann:
Frau:
176 cm
168 cm
29 cm
26 cm
1,9 m²
75 l bzw. 0,075 m³
60 kg
76 Jahre
82 Jahre
80 Jahre
84 Jahre
Der Aufbau des menschlichen Körpers aus
naturwissenschaftlicher Sicht
Man kann die Zusammensetzung des menschlichen Körpers in verschiedene Ebenen
einteilen (s. Kap. 1.1.1 bis 1.1.7): in chemische Elemente (Atome), chemische Verbindungen (Moleküle), Zellen und Zellorganellen, Gewebe, Organe, Organsysteme, Ganzheit Mensch. Weitere Grundlagen für das Verständnis von Abläufen im menschlichen
Körper sind spezielle chemische Vorgänge (s. Kap. 1.1.8).
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1.1
Mann:
Frau:
Mann:
Frau:
1 Naturwissenschaftliche Grundlagen
1.1.1
Chemische Elemente (Atome)
Zwar kennt die Wissenschaft noch kleinere Strukturen als die Atome, für das Verständnis für den menschlichen Körper und die abzuleitende Pflege reicht es, sich mit der
Ebene der Atome ein wenig auseinanderzusetzen.
Der Mensch besteht aus ungefähr 5 x 1027 (das ist eine 5 mit 27 Nullen) Atomen.
Man unterscheidet dabei Elemente, die einen hohen Gewichtsanteil haben (Makro- oder
Mengenelemente), und Elemente, die nur in sehr geringen Mengen (Mikro- oder Spurenelemente) im menschlichen Körper vorkommen. Beispiele über Vorkommen und
Bedeutung einiger Elemente (s. a. Kap. 1.1.2):
• Sauerstoff: ein Element des Wassers, notwendig für die Verbrennung von Kohlenhydraten zur Energiegewinnung
• Kohlenstoff: Grundelement von organischen Verbindungen (Eiweiße, Fette, Kohlenhydrate)
• Wasserstoff: ein Element des Wassers
• Stickstoff: wesentliches Element der Eiweiße, Eiweißstoffe und DNA
• Kalzium: Knochenstabilisierung, Muskelerregung
• Kalium: Leitfähigkeit von Nervenzellen
• Natrium: Regulation des Wasserhaushaltes, Leitfähigkeit von Nervenzellen
• Magnesium: Bestandteil von Knochen, Enzymen; stabilisiert die Erregbarkeit von
Zellen
• Phosphor: Bestandteil von Knochen (als Phosphat)
• Schwefel: Bestandteil von Aminosäuren und Vitaminen
• Chlor: Bestandteil der Magensäure, zusammen mit Natrium (NaCl – Kochsalz), Regulation des Wasserhaushaltes
• Eisen: Bestandteil vieler Enzyme, z. B. roter Blutfarbstoff (Hämoglobin)
• Fluor: Härtung des Zahnschmelzes
• Iod: Bestandteil der Schilddrüsenhormone
• Zink: Beteiligung an vielen Enzym- und Hormonvorgängen
• Kupfer: Bestandteil zahlreicher Enzyme
1.1.2
Chemische Verbindungen (Moleküle)
Die chemischen Elemente bilden im menschlichen Organismus viele verschiedene Verbindungen, die sich folgendermaßen einteilen lassen (s. Tab. 1.1; die Prozentzahlen stellen den ungefähren Gehalt im menschlichen Körper dar):
anorganische Verbindungen
organische Verbindungen
Wasser (60–70 %)
Eiweiß (15 %)
Mineralstoffe (5 %)
Fett (10 %)
Laugen und Säuren (1 %)
Kohlenhydrate (1,2 %)
Nukleinsäuren (1 %)
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Tab. 1.1: Chemische Verbindungen
1.1 Der Aufbau des menschlichen Körpers aus naturwissenschaftlicher Sicht
Beispiele für die Bedeutung der einzelnen Verbindungen:
• Wasser: Wasser ist die Grundlage des Lebens, alle chemischen Prozesse und somit Lebensvorgänge spielen sich im Medium Wasser ab. Wasser ist Lösungs- und Transportmittel.
• Mineralstoffe: Als chemische Verbindungen dienen sie dem Körper als Bau- und Regelstoff (z. B. in Hormonen).
• Laugen und Säuren: Magensäure dient der Verdauung und sie regulieren den pH-Wert
des Blutes.
• Eiweiße: Eiweiße (Proteine) setzen sich aus verschiedenen Aminosäuren zusammen.
Jede Körperzelle im Menschen besteht aus Eiweißen, sie bestimmen in großem Maße
die Funktion und die Struktur des menschlichen Körpers und sie sind in allen Organen
zu finden (z. B. Hauptbestandteil der Muskulatur). Weitere Aufgaben: Sie sind Bestandteil von Enzymen und Hormonen, sind Stütz- und Gerüstbaustoff (z. B. Kollagen), bilden Keratin für Haut, Haare und Nägel, man findet sie im Blut und in den
roten Blutkörperchen als Transporteiweiße (z. B. Hämoglobin) sowie als Antikörper
für die Immunabwehr und sie sind Faktoren der Blutgerinnung.
• Nukleinsäuren: Nukleinsäuren sind Bestandteil der Chromosomen als DNA (Desoxyribonukleinsäure), Träger der genetischen Information und Bestandteil der RNA (Ribonukleinsäure) sowie Überträger der genetischen Information in der Zelle.
• Fette: Fette sind Energieträger und Energiespeicher. Durch die Speicherung von Fetten
unter der Haut wird ein Wärmeschutz gewährleistet, Fettgewebe schützt die Organe
vor äußeren Einflüssen und Fett spielt für den Aufbau der Zellwände (Membranen)
eine wichtige Rolle.
• Kohlenhydrate: Kohlenhydrate dienen dem Körper v. a. als Energiequelle, Energiereserve sowie als Gerüstsubstanz.
1.1.3
Zellen und Zellorganellen
Der gesamte menschliche Organismus ist aus Zellen aufgebaut. Jeder Mensch hat ca.
100 Billionen Zellen (das ist eine Eins mit 14 Nullen). Größe und Aufbau der Zellen ist
je nach Funktion sehr unterschiedlich. Jede dieser Zellen, mit Ausnahme der roten Blutkörperchen, enthält in ihrem Zellkern den vollständigen genetischen Bauplan, der jedem
Menschen zugrundeliegt.
Die Zelle, die auch als kleinste Funktionseinheit des menschlichen Körpers bezeichnet
wird, hat folgende Lebenseigenschaften:
• Wachstum: Die Zelle kann durch Bildung von Eiweißen wachsen.
• Stoffwechsel: Damit Aufbau, Ernährung und Funktion der Zelle gewährleistet sind,
müssen sehr viele chemische Prozesse stattfinden. Die Zelle muss in der Lage sein,
Stoffe aufzunehmen, um- und aufzubauen und abzugeben.
• Sekretion: Bestimmte Zellen können Schleim, Fermente, Enzyme und Hormone bilden
(z. B. in Hormondrüsen vorkommende Zellen).
• Phagozytose: Manche Zellen (z. B. „Fresszellen“, Monozyten) können Fremdkörper
oder Bakterien in sich aufnehmen.
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Zellen haben in der Regel die Endung „-zyten“, z. B.:
• Melanozyten: Hautzellen, die das Pigment Melanin bilden
• Leukozyten: weiße Blutkörperchen
• Astrozyten: eine bestimmte Zellart im Nervensystem
1 Naturwissenschaftliche Grundlagen
• Beweglichkeit: Einige Zellen haben die Fähigkeit, sich fortzubewegen oder Flimmerhärchen an der Zellmembran zu bewegen (z. B. Samenzellen, bestimmte weiße Blutkörperchen (Granulozyten), Zellen in den Atemwegen).
• Reizbarkeit: Um ihre Aufgaben erfüllen zu können, brauchen Zellen einen Reiz. Dieser Reiz kommt entweder direkt von außen (bei Sinneszellen), vom Körper selbst
durch Hormone oder vom Nervensystem. Der Reiz wird aufgenommen und beantwortet (z. B. führt ein Nervenimpuls auf eine Muskelzelle zur Kontraktion).
• Regeneration: Zellen haben in der Regel die Fähigkeit, sich zu erneuern bzw. sich zu
ersetzen.
• Vermehrung: Durch Zellteilung können sich Zellen vermehren.
Allgemeiner Aufbau der Zellen mit den wichtigsten Strukturen (Zellorganellen)
• Zellmembran: Sie hält die Zelle zusammen und regelt durch besondere Strukturen
den Austausch von Stoffen (Wasser, Nährstoffe).
• Zellplasma: Sie bildet eine zähflüssige Masse aus Wasser (75 %), Eiweißen, Salzen,
Kohlenhydraten, Fetten. Im Zellplasma spielen sich die meisten Stoffwechselvorgänge ab.
• Zentralkörperchen: Sie spielen eine wichtige Rolle während der Zellteilung.
• Mitochondrien: Die „Kraftwerke“ der Zelle: Hier wird die benötigte Energie erzeugt.
• Ribosomen: Sie bilden die notwendigen Eiweiße, die für den Aufbau und die Funktion der Zelle notwendig sind.
• Zellkern: Er bildet die größte Struktur der Zelle. Der Zellkern ist die Steuerzentrale
des Zellstoffwechsels und enthält den größten Teil des genetischen Materials der
Zellen in Form von mehreren Chromosomen.
Gene
Der Bauplan des gesamten menschlichen Erbguts (die Gene) ist in jeder menschlichen
Zelle hinterlegt. Etwa 100.000 Gene liegen aufgereiht auf den Chromosomen.
Zellteilung
Man unterscheidet zwei Arten der Zellteilung:
Die Mitose ist die normale Zellteilung, bei der zwei gleiche Tochterzellen entstehen.
Dies ist die häufigste Art der Zellteilung. Sie findet ständig und in fast jedem Gewebe
(Wachstum und Regeneration) statt. Die Meiose ist die Reduktionsteilung oder Reifeteilung zur Bildung von Keimzellen (Spermien und Eizellen). Die Chromosomenzahl wird
zunächst von 46 auf 23 verringert. Bei der Befruchtung verschmelzen die beiden elterlichen Keimzellen miteinander, sodass wieder ein kompletter Chromosomensatz mit 46
Chromosomen entsteht.
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Chromosomen
Die Körperzellen des Menschen enthalten 46 Chromosomen, aufgeteilt in 23 Chromosomenpaare, die man einen Chromosomensatz nennt. Unterschieden werden 44 Autosomen (Körperchromosomen) und 2 Gonosomen (Geschlechtschromosomen), dabei
haben Männer ein X- und ein kleineres Y-Chromosom, Frauen haben zwei X-Chromosomen.
1.1 Der Aufbau des menschlichen Körpers aus naturwissenschaftlicher Sicht
1.1.4
Gewebe
Ein Gewebe ist eine Ansammlung gleichartiger und/oder unterschiedlicher Zellen. Die
Zellen eines Gewebes besitzen ähnliche oder gleiche Funktionen und erfüllen so in der
Regel gemeinsam die speziellen Aufgaben des Gewebes. Die verschiedenen Gewebetypen
lassen sich in vier Hauptklassen gliedern, die man als Grundgewebe bezeichnet:
• Epithelgewebe: Dies besteht aus Zellschichten, die alle inneren und äußeren Oberflächen bedecken. Es wird grob in Oberflächen- und Drüsenepithelien gegliedert.
• Binde- und Stützgewebe: Damit ist das Gewebe bezeichnet, das für strukturellen
Zusammenhalt sorgt und Zwischenräume füllt (Knochen, Knorpel und Fettgewebe).
• Muskelgewebe: Das Muskelgewebe besitzt durch seine Struktur die besondere Fähigkeit zur Kontraktion. Muskeln bestehen aus Fasern bzw. Zellen, die eine Vielzahl von
kontraktilen (mit der Fähigkeit, sich zusammenzuziehen) Eiweißfäden, die sog. Myofibrillen, enthalten.
• Nervengewebe: Es bildet die Grundlage des Nervensystems, seine Aufgabe ist die
Signalübertragung zwischen verschiedenen Körperstrukturen.
Die einzelnen Gewebetypen werden wie folgt unterschieden.
Binde- und Stützgewebe
Bindegewebe ist gut durchblutet. Wie sein Name andeutet, verbindet es verschiedene
Organe miteinander und hat vielfältige Aufgaben:
• Bindegewebe umhüllt die Organe, Gefäße und Nerven. In Form von Bändern dient
es der Stabilisierung von Strukturen, als Sehnen der Kraftübertragung.
• Stoffwechselfunktion: Durch seine starke Durchblutung ist das Bindegewebe bestens
mit Nährstoffen versorgt und kann Stoffwechselendprodukte abtransportieren.
• Durch die Dehnbarkeit ist das Bindegewebe der ideale Wassermassenspeicher. Bemerkbar macht sich dies bei Ödemen.
• Wundheilung: Narbengewebe ist derbes Bindegewebe.
• Abwehr: Bestimmte Bindegewebszellen sind an der Aufnahme von fremden Stoffen
(Phagozytose) beteiligt.
• Speicher: Im Fettgewebe wird u. a. Energie in Form von Fett gespeichert.
Als Stützgewebe bezeichnet man im Allgemeinen Knorpel- und Knochengewebe
Muskelgewebe
Im menschlichen Körper lassen sich drei Arten von Muskelgewebe unterscheiden:
• Quergestreifte Skelettmuskulatur, die auch Bewegungsmuskulatur genannt wird, ist
für die Motorik des Körpers verantwortlich. Sie ist meistens willkürlich steuerbar. Es
gibt über 600 Skelettmuskeln im menschlichen Körper.
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Epithelgewebe
• Deckepithelien: Sie besitzen eine Schutzfunktion (chemisch, mechanisch etc.), dienen
als Abdichtung und gewährleisten einen Stoffaustausch. So werden dem Körper Aufnahme (Resorption) und Abgabe (Sekretion) von Stoffen ermöglicht.
• Deckepithel: Die Deckepithelien, aus denen die Haut besteht, lassen sich noch in
einschichtige und mehrschichtige Deckepithele untergliedern.
• Drüsenepithelien: Sie können eine Ausscheidungsfunktion erfüllen (Sekretion). Man
findet Drüsenepithelien z. B. an allen Schleimhäuten.
• Sinnesepithelien: Sie dienen der Reizaufnahme in Nase, Zunge, Auge und Innenohr
und bestehen aus Stütz- und Sinneszellen.
1 Naturwissenschaftliche Grundlagen
• Herzmuskulatur kann als weitere Form der quergestreiften Muskulatur abgegrenzt
werden. Sie arbeitet ständig, kann nicht krampfen und hat mit dem Reizleitungssystem
ein eigenes Nervensystem.
• Glatte Muskulatur besitzt keine Querstreifung und wird deshalb als glatt bezeichnet.
Sie ist nicht der bewussten Kontrolle unterworfen und wird vom vegetativen Nervensystem innerviert (gereizt) und gesteuert. Hierzu zählt z. B. die Darm- und Gefäßmuskulatur.
Nervengewebe
Nervengewebe besteht aus folgenden Zelltypen:
• Nervenzellen (Neuronen): Nervenzellen sind Zellen, die für die Reizaufnahme sowie
die Weitergabe und Verarbeitung von Nervenimpulsen (Erregungen) zuständig sind.
• Gliazellen: Es gibt sehr unterschiedliche Arten von Gliazellen (z. B. Schwann-Zellen,
Astrozyten, Oligodendrozyten, Plexuszellen u. a.) Diese Zellen erfüllen im Nervengewebe vielfältige die Nervenzellen unterstützende und organisierende Aufgaben, z. B.:
– Stützfunktion
– Transport- und Stoffwechselfunktionen
– Versorgung der Nervenzellen (z. B. mit Cholesterin)
– Isolation (Verbesserung der Erregungsleitung)
– Aufbau und Reparation von Nervengewebe
– Abwehrfunktionen
– Beteiligung an der Bildung von Synapsen (Kontaktstelle zwischen zwei Nervenzellen oder zwischen einer Nervenzelle und einer Muskelzelle)
Die meisten Nervenzellen regenerieren sich ab dem sechsten Lebensmonat nicht
mehr, sie stellen ihre Zellteilung ein (bei der Zellteilung wäre die Funktion beeinträchtigt). Nervenzellen sind extrem spezialisiert, nur bestimmte Zellen können bei
Ausfall deren Funktion übernehmen. Dies stellt die Grundlage für das Verständnis
von vielen Behinderungsarten dar. Nur im peripheren Nervensystem können Nervenfasern unter bestimmten Umständen nachwachsen.
1.1.5
Organe
Die Tabelle 1.2 zeigt Beispiele für Organe und deren Anteile am Gesamtkörpergewicht
(70 kg entsprechen 100 % des Körpergewichts):
Organe
Gewicht
Anteil am Gesamtkörpergewicht
Muskeln
30 kg
43 %
Skelett
8,5 kg
11,5 %
Haut
6,1 kg
8,7 %
Blut
5,4 kg
7,7 %
Verdauungstrakt
2,0 kg
2,9 %
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Tab. 1.2: Organe (Beispiele)