Anatomie und Physiologie für Krankenpflegeberufe sowie andere medizinische und pharmazeutische Fachberufe Begründet von Professor Dr. H.-J. von Brandis 9., bearbeitete Auflage von Univ.-Professor Dr. Winfried Schönberger Mit 295 zum Teil farbigen Abbildungen und 39 Tabellen Gustav Fischer Verlag • Stuttgart • Jena • New York SEMPER 8 I 5>95 Inhalt Einführung Allgemeiner Teil Menschliche Gestalt Wachstum und Proportionen Orientierung am menschlichen Körper 5 5 8 Zellen Bau und Lebensäußerungen der Zellen 10 10 Gewebelehre Deck- oder Epithelgewebe Drüsen Binde- und Stützgewebe Allgemeines Bindegewebe Fettgewebe Knorpelgewebe Knochengewebe Chemische Zusammensetzung des Knochens Muskelgewebe Bau der quergestreiften Skelettmuskulatur Bau der glatten Muskulatur Bau der Herzmuskulatur Nervengewebe Chemische Zusammensetzung des Nervengewebes 14 16 17 19 19 20 20 zi Z2 Z3 24 24 26 27 27 29 Vermehrung der Zellen Mitose Meiose 29 29 31 Vererbung Mendel-Regeln Chromosomen und Vererbung Molekulare Grundlagen der Vererbung 32 32 34 35 Spezieller Teil Knochen und Gelenke Allgemeines Knochenentwicklung Fertiger Knochen Allgemeine Gelenklehre -. 37 37 37 41 42 VIII Inhalt Knochengerüst . . Wirbelsäule Kreuzbein Steißbein "i. und z. Halswirbel Beweglichkeit der Wirbelsäule Schädel Gehirnschädel Gesichtsschädel Unterkiefer Brustkorb Becken Bein Oberschenkel Unterschenkel Fuß Gelenke des Beines Hüftgelenk Kniegelenk Oberes und unteres Sprunggelenk Schultergürtel Arm Oberarm Unterarm Hand Schlüsselbeingelenke und Gelenke von Arm und Hand Schultergelenk Mediales und laterales Schlüsselbeingelenk Ellenbogengelenk Umwendebewegungen der Hand (Pronation und Supination) Handgelenk 46 49 51 5z 5z 53 54 54 59 61 62 65 67 67 68 70 72 72 73 74 75 76 76 77 79 81 81 81 82 8z 82 Muskellehre Allgemeine Muskellehre Steuerung der Muskeltätigkeit Chemische Umsetzungen bei der Muskelarbeit Wärmehaushalt und Muskelstoffwechsel Glatte Muskulatur 83 83 86 88 90 90 Spezielle Muskellehre Rumpfmuskeln Bauchmuskeln Zwerchfell Beckenboden Muskeln zum Bewegen der Arme Schultermuskeln Muskeln, die auf den Schultergürtel wirken Muskulatur des Schultergelenks Muskeln zwischen Schultergürtel und Oberarm Muskeln zwischen Oberarm und Rumpf 91 91 95 99 99 101 101 10z 104 105 107 Inhalt Armmuskeln Oberarmmuskeln Mechanik des oberen und unteren Speichen-Ellen-Gelenks Unterarmmuskeln Muskeln, die auf die Fingergelenke wirken Lange Fingermuskeln Kurze Fingermuskeln Muskeln des Daumens und Kleinringers Muskeln des Daumens Muskeln des Kleinfingers Hüft-, Bein- und Fußmuskeln Muskeln zum Beugen und Strecken des Beines im Hüftgelenk Muskeln für die Seitwärtsbewegung des Oberschenkels im Hüftgelenk Muskeln für die Drehung des Beines im Hüftgelenk Muskeln, die auf das Kniegelenk wirken Unterschenkelmuskeln Kurze Fußmuskeln Aufrechte Körperhaltung und Gang Muskeln im Kopf- und Halsbereich Kaumuskeln Halsmuskeln Rectusgruppe oder untere Zungenbeingruppe Gesichtsmuskulatur IX 109 109 110 111 113 113 117 118 118 119 121 121 125 127 130 131 137 139 140 140 143 147 147 Anatomie und Physiologie der inneren Organe 149 Atmungsorgane Zuleitende Atemwege Nase und Nasennebenhöhlen Kehlkopf Stimmbildung Lautbildung Luftröhre Bronchien Lungen Brustfell Intrapleuraler Druck Pneumothorax Brustfellbuchten Atemmechanik und Atemmuskeln Einatmung '. Ausatmung Bauchpresse und Atmung Feinbau der Lungen im Bereich der Lungenbläschen Lungen- und Atemvolumen Gasaustausch Sauerstofftransportfunktion im Blut Kohlendioxid-Transportfunktion im Blut Steuerung der Atmung Mechanisch-reflektorische Kontrolle der Atmung 149 150 150 152 155 156 156 158 159 161 161 162 162 163 163 164 165 166 168 170 172 172 173 174 X Inhalt Chemische Atmungskontrolle Periphere Chemorezeptoren Zentrale chemische Empfindlichkeit (Chemosensibilität) Atmungsantrieb bei körperlicher Tätigkeit Unspezifische Beeinflussung der Atmung Krankhafte Atmungsformen Auslösung der ersten Atemzüge Lungenuntersuchung 175 175 176 177 177 177 178 178 Blutkreislauf Allgemeines Mittelfellraum Herz Lage und Bau des Herzens Rechter Vorhof und rechte Herzkammer Linker Vorhof und linke Herzkammer Herztätigkeit Automatik des Herzens Nerven des Herzens Blut- und Lymphgefäße des Herzens Arbeit des Herzens Anpassung der Herzaktion Erhöhung des Herz-Minutenvolumens Autoregulation bei akuter Volumen- oder Druckbelastung Beeinflussung der Herzmuskelkontraktion durch die Herznerven Beeinflussung der Herzfrequenz durch die Herznerven Anpassung an Langzeitbelastung Sportliches Training Herzarbeit und Herzleistung Untersuchungsmethoden des Herzens Herzschall Herzkatheteruntersuchung Das Elektrokardiogramm (EKG) 179 179 180 181 181 186 187 188 191 193 194 194 194 194 195 195 195 196 196 196 197 198 199 199 Blutgefäße Bau der Gefäßwände Schlagadern (Arterien) Venen Haargefäße (Kapillaren) Arterio-venöse Anastomosen Eigengefäße und Nerven der Blutgefäße Selbststeuerung des Kreislaufs Depressor-Reflex des Aortenbogens und Karotissinus-Reflex Dehnungsrezeptoren Verlauf und Aufteilung der Blutgefäße im Körper Schlagadern (Arterien) Venen 201 201 202 203 203 204 204 205 205 Z05 206 206 zio Spezielle Physiologie des Blutkreislaufs Druck- und Strömungsverhältnisse im Gefäßsystem Windkesselfunktion 213 213 215 > Inhalt Pulswelle Blutdruck Drücke im Venensystem Blutströmung im venösen System Regelung der Blutverteilung Lokale Durchblutungsregulation 1. Stoffwechselwirkung z. Änderung des Spannungszustandes der Gefäßmuskulatur 3. Gefäßaktive Stoffe Kreislauffunktionsprüfungen Technik des Arbeitsversuches Aufstehversuch nach Schellong XI zi6 217 218 219 219 zzo zzo 220 220 222 222 222 Blut Allgemeines Gesetzmäßigkeiten des Stoff- und Flüssigkeittransportes Aktiver Transport Passive Transportvorgänge Diffusion Osmose Filtration 223 223 223 224 224 224 224 225 Spezieller Teil des Blutes Blutkörperchen Rote Blutkörperchen Hämoglobinbestimmung Färbekoeffizient Sauerstoff-Transportfunktion des Blutes Sauerstoffbindungskurve Biologische Bedeutung der Sauerstoffbindungskurve Arterio-venöse Sauerstoffdifferenz Kohlendioxid-Transportfunktion des Blutes Kohlendioxid-Bindung im Blut Bicarbonat-Bindung Alkalireserve Weiße Blutkörperchen Granulozyten Lymphozyten Monozyten Blutplättchen oder Thrombozyten Blutplasma Einteilung und Funktion der Plasmaproteine Eigenschaften und Funktion des Fibrinogen Blutkörperchensenkungsgeschwindigkeit Blutgerinnung Blutungsstillung (primäre Hämostase) Blutgerinnung (sekundäre Hämostase) Aktivierung des fibrinolytischen Systems Hemmung der Blutgerinnung Abwehrleistungen des Blutes 225 226 226 228 228 229 230 231 Z31 23z 232 232 233 233 234 Z36 237 237 Z37 239 241 241 242 243 243 245 245 246 XII Inhalt Unspezifische humorale Abwehrreaktion Unspezifische zelluläre Reaktionen Vorgang der Phagozytose Spezifische humorale Abwehrreaktion Antigen-Antikörper-Reaktion Spezifische zelluläre Abwehr Allergische Reaktionen (Überempfindlichkeitsreaktionen) Immunität und Impfung Blutgruppen ABO-System Vererbung von Blutgruppeneigenschaften Das Rhesus-System Rh-Unverträglichkeit Technik der Blutgruppenbestimmung Bildungsstätten der Blutkörperchen 246 Z46 Z46 Z47 Z48 Z48 Z49 249 250 250 251 251 252 253 254 Lymphsystem Lymphknoten Spezielles Lymphgefäßsystem Milz Thymus 255 256 257 259 260 Verdauungssystem Ernährung Nährstoffe Eiweiß Kohlenhydrate Fette Wasser Elektrolyte 261 26z Z63 Z63 Z64 Z65 z66 266 : Enzyme und Stoffwechsel Enzyme Vitamine Biologische Bedeutung der Vitamine 267 267 268 268 Verdauungsorgane Mundhöhle Zähne Zunge Gaumen Mundspeicheldrüsen Speichelsekretion Regulation der Speichelsekretion Rachen Schluckakt Lymphatischer Rachenring Speiseröhre Speiseröhrenpassage Magen Magenmuskulatur 270 270 270 273 275 276 277 277 277 278 279 279 280 280 282 Inhalt Magenbewegung und Entleerung Magenbewegung Magenentleerung Regulierung der Beweglichkeit und Entleerung des Magens Magenschleimhaut Magensaft Salzsäuresekretion Pepsinproduktion Magenschleim Intrinsic-Faktor Regulierung der Magensaftabsonderung Dünndarm Aufbau der Darmwand Aufbau der Dünndarmschleimhaut Blutversorgung des Dünndarms Darmsaftsekretion Dünndarmbewegungen Dickdarm Dickdarmschleimhaut Bewegungen des Dickdarms Darmentleerung Darminhalt im Dickdarm Bauchspeicheldrüse Makroskopische Anatomie der Bauchspeicheldrüse Mikroskopische Anatomie der Bauchspeicheldrüse Bauchspeichel Enzyme des Bauchspeichels Regulierung der Bauchspeicheldrüsen-Sekretion Langerhans-Inseln (Inselorgan) Insulin Biologische Wirkung des Insulins Glukagon Biologische Wirkung des Glukagons Leber Gallenwege und Gallenblase Mikroskopische Anatomie der Leber Intrahepatische Gallenwege Galle und Fettstoffwechsel Konzentrierung der Galle Steuerung der Gallensekretion Gallensäuren Gallenfarbstoffe Cholesterin Aufgaben der Leber im Rahmen des Zwischenstoffwechsels Leber und Fettstoffwechsel Leber und Eiweißstoffwechsel Leber und Kohlenhydratstoffwechsel Entgiftungsfunktion der Leber XIII 282 282 282 283 283 285 285 286 286 286 286 287 288 289 290 290 291 291 294 294 294 . 294 295 295 295 296 297 297 297 298 298 298 298 298 300 301 303 303 303 304 304 304 305 305 305 306 306 306 XIV Inhalt Zwischenstoffwechsel Verdauungs- und Resorptionsvorgänge Verdauungsenzyme Resorption Spaltung und Resorption der Kohlenhydrate Spaltung und Resorption der Eiweißkörper Spaltung und Resorption der Fette Resorption von Wasser Resorption von Elektrolyten Stoffwechsel und Ernährung Stoffwechselbilanz Brennwert der Nahrung Ausnutzungsgrad der Nahrungsbestandteile Austauschbarkeit der Nährstoffe Spezifisch-dynamische Wirkung Energiehaushalt Energieumwandlung Energieumsatz-Bestimmung Stoff- und Energiebilanz Grundumsatz Arbeitsumsatz Ernährungslehre Bauchfell 307 307 307 307 308 308 309 309 310 310 310 310 311 311 311 312 312 312 313 314 314 315 317 Harn- und Geschlechtsorgane Niere und ableitende Harnwege Niere Lage, Form und Größe Innerer Aufbau der Niere Blutversorgung der Niere Mikroskopische Anatomie der Niere Bau des Nierenkörperchens Bau des Tubulusapparates und der Sammelrohre Ableitende Harnwege Nierenbecken und Harnleiter Harnblase Harnröhre Aufgabe der Harnblase Entleerung der Harnblase Reflexmechanismus der Blasenentleerung Nierenfunktion Bereitung des Primärharns Filtration im Glomerulus Filtrationsdruck Glomeruläre Filtrationsrate Regulierung der Filtrationsrate und Selbststeuerung der Nierendurchblutung . . . Aufgaben des Tubulus Elektrolyt- und Wassertransport Mechanismus des Elektrolyttransportes 319 319 319 319 321 321 323 323 324 324 324 325 326 326 326 327 327 327 327 328 328 328 328 329 329 Inhalt Wasserrückresorption im Tubulus Harnkonzentrierung im Gegenstrom Rückresorption von Glukose und Aminosäuren Aktive Sekretion Regulationsleistungen der Nieren Regulierung der Elektrolytausscheidung Calcium- und Phosphat-Ausscheidung Regulierung des Säuren-Basen-Haushaltes Bicarbonatresorption Wasserstoffionen-Ausscheidung Harnbestandteile : XV 329 330 331 331 331 332 333 333 333 334 334 Wasser-, Elektrolyt- und Säuren-Basen-Haushalt Wasserhaushalt Elektrolythaushalt Kontrolle der Elektrolytverteilung Natrium- und Chlorhaushalt Kaliumhaushalt Calcium- und Phosphathaushalt Magnesium-Haushalt Säure-Basen-Haushalt Puffersysteme des Blutes Bicarbonat-Puffersystem Phosphat-Puffersystem Protein-Puffersystem Pufferbasen Regulierung des pH-Wertes Kohlendioxid-Abgabe durch die Lunge Wasserstoff-Ionen-Abgabe durch die Niere 335 335 335 336 336 336 337 337 337 337 337 338 338 338 338 338 338 Fortpflanzungsorgane Innere männliche Geschlechtsorgane Hoden Bildung der Samenfäden Samenfaden Samen Ableitende Samenwege Nebenhoden Samenleiter Geschlechtsdrüsen Samenblase Vorsteherdrüse Cowper-Drüsen Äußere männliche Geschlechtsorgane Harnröhre Männliches Glied Hodensack Innere weibliche Geschlechtsorgane Eierstock Eizellbildung und Follikelreifung 339 339 340 343 343 344 344 344 344 345 345 346 346 346 346 346 348 349 349 350 XVI Inhalt Eisprung Sexualhormone bereitendes Gewebe des Ovars Gelbkörper-Bildung Eileiter Gebärmutter Aufbau der Gebärmutter wand Menstruationszyklus Scheide Äußere weibliche Geschlechtsorgane Scheidenvorhof Schamlippen Kitzler Weibliche Harnröhre 352 352 353 354 354 355 356 358 358 358 358 359 359 Grundzüge der menschlichen Entwicklungsgeschichte Befruchtung der Eizelle Entwicklung der Keimblätter Entwicklung des Embryos Einnistung der Keimblase Bildung des Mutterkuchens Aufbau und Funktion des Mutterkuchens Aufgaben des Mutterkuchens Nabelschnut Entwicklung des Feten Fetaler Blutkreislauf Entwicklung des Feten und Größenzunahme der Gebärmutter Geburt Wochenbett Zwillinge 360 360 361 363 364 364 366 367 368 369 369 369 370 371 371 Nervensystem Gewebeaufbau des Nervensystems Synapsen Erregungsvorgänge an Nervenzellen Ruhe- und Aktionspotential der Nervenzellen Ruhepotential Aktionspotential Auslösung des Aktionspotentials Ionenverschiebungen während des Aktionspotentials Einflüsse auf die Erregbarkeit Refraktärphasen Ionenpumpen Erregungsleitung Informationsvermittlung Zentrales Nervensystem Entwicklungsgeschichte Ventrikelsystem Hüllen des Rückenmarks und Gehirns Hirn- und Rückenmarkflüssigkeit Gefäßversorgung des Gehirns 372 372 372 374 374 375 375 375 376 376 376 377 377 378 378 378 380 381 384 385 Inhalt Arterielles Gefäßsystem des Gehirns Venöses Gefäßsystem des Gehirns Gehirn Anatomischer Aufbau des Endhirns Limbisches System . Großhirnrinde Anatomischer Aufbau des Hirnstamms Verlängertes Mark Brücke Mittelhirn Kleinhirn Zwischenhirn Epithalamus Thalamus Subthalamus Hypothalamus Hirnanhangsdrüse Hirnnerven Rückenmark Rückenmarkwurzeln Innerer Aufbau des Rückenmarks Graue Substanz Weiße Substanz Absteigende Rückenmarkbahnen Aufsteigende Rückenmarkbahnen Funktionen des Gehirns Motorisches System des Gehirns Willkürliche Motorik Motorische Hirnrinde . Pyramidenbahn Extrapyramidal-motorisches System Kleinhirnfunktionen Störungen des motorischen Systems Verletzungen der Hirnrinde Verletzung der motorischen Leitungsbahnen im Gehirn Störungen der extrapyramidalen Motorik Störungen der Kleinhirntätigkeit Zentrales sensibles System Sensible Felder der Hirnrinde Unspezifisches sensibles System Störungen der sensiblen Gehirnfunktion Funktion der vegetativen (autonomen) Hirnzentren Vegetative (autonome) Regulationszentren des verlängerten Marks Regulationszentren im Hypothalamus Funktionen des limbischen Systems Funktionen des Rückenmarks Rückenmarkmotorik und Reflexe Fremdreflexe Bedeutung der motorischen Reflexe des Rückenmarks XVII 385 385 386 387 388 389 .,. . . . 391 391 392 392 393 395 395 396 396 396 397 397 399 401 402 402 402 402 403 404 404 404 405 406 406 407 407 407 408 408 409 409 409 410 411 411 411 411 412 412 412 413 414 XVIII Inhalt Erregungsleitungsfunktion des Rückenmarks Aufbau des peripheren Nervensystems Sensible (afferente) Nerven der Haut Head-Zonen Vegetatives Nervensystem Aufbau des peripheren vegetativen Nervensystems Peripherer Sympathikus Peripherer Parasympathikus Arbeitsweise des vegetativen Nervensystems 414 415 417 417 419 419 420 420 421 Endokrine Drüsen und ihre Hormone Regulierung der Hormonfreisetzung Zwischenhirn-Hypophysen-System Hypothalamus Hirnanhangsdrüse Hormone des Hypophysenhinterlappens Hormone des Hypophysenvorderlappens Schilddrüse Schilddrüsenhormone Steuerung der SchilddrüSenhormon-Konzentration Nebenschilddrüsen und Steuerung des Calcium- und Phosphathaushaltes Parathormon Calcitonin Nebenniere " Nebennierenrinde Nebennierenrindenhormone Glukokortikoide Mineralokortikoide Androgene Nebennierenmark und seine Hormone Langerhans-Inseln der Bauchspeicheldrüse Insulin Glukagon Regulierung des Blutzuckerspiegels Zirbeldrüse Hormone der männlichen und weiblichen Keimdrüsen Männliche Sexualhormone Kontrolle der Testosteronproduktion und Abgabe Weibliche Sexualhormone Steuerung der Ovarialfunktion und des Zyklus Steuerung der Sexualhormonproduktion in der Schwangerschaft Milchproduktion und Sekretion der Brustdrüsen 423 424 425 425 426 426 427 428 429 430 430 431 431 431 431 432 432 433 433 433 434 434 434 434 435 435 435 436 436 436 437 437 Haut Anatomischer Aufbau Oberhaut Lederhaut Unterhaut Anhangsorgane der Haut Nägel 438 438 439 441 441 441 441 Inhalt Haare Hautdrüsen Talgdrüsen Schweißdrüsen Brustdrüse ; Wärmehaushalt Kern- und Schalentemperatur Wärmebildüng Wärmetransport Wärmeabgabe XIX 442 443 443 443 444 445 445 445 446 446 Sinnesorgane Sinnesrezeptoren der Haut Schmerzsinn Tiefensensibilität Geschmackssinn Geruchssinn Gesichtssinn Anatomischer Aufbau des Auges Äußere Augenhaut Mittlere Augenhaut Innere Augenhaut Linse Glaskörper Augenmuskeln Hilfsorgane des Auges Augenlider Bindehaut Tränenapparat Funktion der bildentwerfenden Augenabschnitte Akkommodation Funktion der Netzhaut Hell-Dunkel-Sehen und Farbsehen Theorie des Farbsehens Gesichtsfeld, Sehbahn und Sehrinde 447 447 448 449 449 450 451 451 452 453 454 455 456 456 457 457 458 458 458 459 460 460 460 461 Hör- und Gleichgewichtsorgan Hörorgan Anatomie des Hörorgans Äußeres Ohr Mittelohr Paukenhöhle Innenohr Knöcherne Schnecke Aufbau des Corti-Organes Schallreize Schallstärke Vorgang der Schallübertragung Schallübertragung im Mittelohr Reizaufnahme im Corti-Organ 462 462 462 462 463 464 464 465 466 467 467 468 468 468 XX Inhalt Gleichgewichtsorgan Anatomie des Gleichgewichtsorgans Mikroskopischer Aufbau des Gleichgewichtsorgans Funktion des Gleichgewichtsorgans Funktionsweise der Macula im Utriculus und Sacculus Funktionsweise der Sinneszellen in den Bogengängen Leitungsbahnen des Gleichgewichtsorgans Sachregister 469 469 470 471 471 471 472 473