Der menschliche Körper: Ein Wunderwerk der Natur

Was ermöglichen Gelenke?

Gelenke sitzen an den Stellen, an denen Knochen gegeneinander bewegt werden, und bilden eine bewegliche Verbindung zwischen den verschiedenen Knochen. Die Bewegungsmöglichkeiten eines Gelenks werden von der Form des Gelenkkopfs und der Gelenkpfanne bestimmt. Scharniergelenke wie das Kniegelenk erlauben nur die Bewegung in eine Richtung. Sattelgelenke, z. B. das Gelenk zwischen dem Mittelhandknochen und dem Handwurzelknochen des Daumens, bieten dagegen Bewegungsfreiheit in zwei Richtungen. Schulter- und Hüftgelenk lassen sich als Kugelgelenke nach allen Seiten bewegen. Bei Drehgelenken dreht sich ein Knochen um den Zapfen eines anderen Knochens.

Was ist bei allen Gelenken gleich?

Der Aufbau. Wenn sie auch, durch ihre Funktion bedingt, unterschiedliche Formen haben, zeigen doch alle Gelenke einen vergleichbaren Aufbau: Ein verdickter Gelenkkopf sitzt in einer Gelenkpfanne. Beide sind durch einen Gelenkspalt voneinander getrennt. Die Oberflächen von Gelenkkopf und Gelenkpfanne sind mit Gelenkknorpel überzogen. Er vermindert die Reibung und dient als Stoßdämpfer. Das ganze Gelenk ist von der Gelenkkapsel umschlossen. Sie sondert die Gelenkschmiere ab, eine schleimige Masse, die den Gelenkspalt ausfüllt und als Gleitmittel dient. Außerdem sorgt sie für die Ernährung des Gelenkknorpels, der nicht von Blutgefäßen durchzogen ist.

Bewegt sich die Lunge von selbst?

Nein, denn die Lunge verfügt über keine eigenen Muskeln. Sowohl bei der Bauch- oder Zwerchfellatmung als auch bei der Brustatmung bewirken die umgebenden Muskeln, dass sich die Lunge dehnt und zusammenpresst.

Bei der Bauchatmung spannen sich die Muskeln des Zwerchfells an, das dabei nach unten gezogen wird. Dadurch vergrößert sich der Brustraum, und die Luft wird wie bei einem Blasebalg durch Unterdruck in die Lungen gesaugt. Entspannen sich die Muskeln des Zwerchfells, wölbt es sich wieder nach oben. Der Brustraum wird kleiner und presst so die Luft aus den Lungen heraus. Die Brustatmung wird besonders nach körperlicher Anstrengung deutlich, wenn sich der Brustkorb kräftig hebt und senkt. Beim Einatmen heben die Zwischenrippenmuskeln den Brustraum an, indem sie sich anspannen, und vergrößern so seinen Innenraum. Erschlaffen die Muskeln, senkt sich der Brustkorb, verengt sich dabei und presst die Luft aus den Lungen.

Wie unterscheiden sich Sprinter und Langstreckenläufer?

Unter anderem durch den Aufbau ihrer Muskulatur. Aber die Frage, ob jemand eher für Ausdauersportarten oder eher für Sprintsportarten geeignet ist, scheint auch genetisch bedingt. Bei den Muskelfasern der Skelettmuskulatur existieren nämlich schnelle FT-Fasern (Fast Twitch) und langsame ST-Fasern (Slow Twitch). Die FT-Fasern sind reich an Adenosintriphosphat (ATP), Kreatinphosphat und Glykogen und enthalten viele Enzyme der Glykolyse. Sie sind damit besonders geeignet, schnelle Bewegungen auszuführen. Die langsamen ST-Fasern haben mehr Mitochondrien und Myoglobin sowie Enzyme für den aeroben Stoffwechsel. Sie werden bei Dauerleistungen aktiv. Beide Fasertypen finden sich in jedem Muskel, ihr Mengenverhältnis kann allerdings durch Training fast nicht verändert werden, denn es ist genetisch festgelegt.

Wie entsteht der Herzschlag?

Durch rhythmisches Zusammenziehen und Ausdehnen der vier Herzkammern. In der Ansaugphase, der Diastole, wird sauerstoffarmes Blut aus der Hohlvene in den rechten Herzvorhof gesaugt. Gleichzeitig fließt sauerstoffreiches Blut aus den Lungenvenen in den linken Herzvorhof. Die Segelklappen zwischen Vorhöfen und Herzkammern sind in dieser Phase geschlossen. Fällt der Druck in den Herzkammern unter den Druck in den Vorhöfen, öffnen sich die Segelklappen und das Blut kann in die Kammern strömen. Die Vorhöfe unterstützen diesen Vorgang, der als Vorhofsystole bezeichnet wird, indem sie sich zusammenziehen.

Nun beginnen sich die Muskeln der Herzkammern anzuspannen. Dadurch blähen sich die Trikuspidalklappe auf der rechten und die Mitralklappe auf der linken Herzseite wie Segel auf und verschließen die Öffnungen zu den Vorhöfen. Da das Blut nun keine Ausweichmöglichkeit mehr hat, steigt der Druck im Innern der beiden Herzkammern. Wird er größer als der Druck in den Schlagadern, öffnen sich die Taschenklappen und das sauerstoffreiche Blut wird aus der linken Herzkammer in die Aorta gepumpt, während das sauerstoffarme Blut aus der rechten Herzkammer in die Lungenarterie gepresst wird. Danach schließen sich Trikuspidalklappe und Mitralklappe wieder, so dass das Blut nicht mehr in die Herzkammern zurückfließen kann.

Ist der Herzschlag immer gleich?

Nein, bei leichter Tätigkeit schlägt das Herz eines gesunden Erwachsenen etwa 60- bis 70-mal pro Minute, bei körperlicher Anstrengung oder seelischer Erregung aber erheblich öfter – kurzzeitig noch verträgliche Spitzenwerte sind 180–190 Schläge in der Minute. Auch Krankheiten können die Herzfrequenz oder sogar den Herzrhythmus stören.

Was bewirken die Nieren?

Sie sorgen dafür, dass die wasserlöslichen, zum Teil giftigen Abfallstoffe den Körper mit dem Harn verlassen. Die Bildung des Harns beginnt in den Nierenkörperchen, Knäueln feinster Blutgefäße und Bindegewebe, die sich in der Nierenrinde befinden. Da deren abführende Gefäße enger sind als die zuführenden, staut sich das Blut. Damit erhöht sich der Blutdruck und presst Blutflüssigkeit durch winzige Poren in den Nierenzellen. Blutzellen und Eiweißstoffe werden aufgrund ihrer Größe von den Poren zurückgehalten, Wasser und die darin gelösten Stoffe treten jedoch ungehindert hindurch. Sie sammeln sich als sog. Primärharn.

Der Primärharn enthält nicht nur die giftigen Abbauprodukte, sondern auch für den Körper wertvolle Substanzen wie Glucose, Kochsalz und Wasser. Diese werden dem Primärharn auf seinem langen Weg durch die Nieren zum größten Teil entzogen und dem Blut wieder zugeführt. Über diesen Prozess regulieren die Nieren also auch den Wasser- und Salzhaushalt des Körpers. Übrig bleibt schließlich der Endharn, der vor allem aus Wasser und Harnstoff, wenig Harnsäure und Kochsalz besteht. Er wird in der Blase gesammelt und als Urin ausgeschieden.

Wieso braucht man im Alter eine Brille?

Weil die Elastizität der Augenlinse mit dem Alter abnimmt. Das heißt, dass sich die Linse bei der Naheinstellung nicht mehr stark genug wölben kann, um ein Objekt in dieser Entfernung noch scharf auf der Netzhaut abzubilden. Diese sog. Altersweitsichtigkeit kann durch eine Brille behoben werden, deren Gläser als Sammellinsen die schwächer gewordene Brechkraft der Augenlinse ausgleichen. Während ein 20-Jähriger ein zehn Zentimeter weit entferntes Objekt gerade noch scharf sehen kann, erhöht sich dieser Mindestabstand bei einem 50-Jährigen bereits auf etwa 44 bis 45 Zentimeter.

Weshalb lässt das Hörvermögen im Alter nach?

Weil die Elastizität der Basilarmembran, die in der Hörschnecke sitzt und für den Hörvorgang eine wichtige Rolle spielt, geringer wird. Dabei leidet mit zunehmendem Alter vor allem die Wahrnehmung hoher Töne. Die tiefste Frequenz, die ein Mensch hören kann, liegt bei etwa 16 Hertz. Die obere Hörgrenze hängt stark vom Alter ab: Während sie bei Kindern rund 21 000 Hertz beträgt, sinkt sie bis zum Alter von 35 Jahren auf etwa 15 000 Hertz und bewegt sich bei sehr alten Menschen nur noch bei rund 5000 Hertz. Aber auch in jungen Jahren kann das Gehör bereits geschädigt werden, etwa durch zu laute Musik oder den Lärm des Straßenverkehrs. Besonders ständiger Lärm kann auf lange Sicht seelische und körperliche Störungen verursachen.

Weshalb kann man scharf sehen?

Weil sich die Augenlinse verformen kann. Diese Fähigkeit des menschlichen Auges, sich auf unterschiedliche Entfernungen einzustellen, wird als Akkommodation (Anpassung) bezeichnet. Sie wird durch elastische Linsenbänder hervorgerufen, die am ringförmigen Ziliarmuskel befestigt sind. Zieht sich dieser Muskel zusammen, lockern sich die Bänder und die Linse wölbt sich stärker. Diese Krümmung vergrößert die Brechkraft der Linse, so dass ein naher Gegenstand auf der Netzhaut scharf abgebildet wird. Bei dieser Naheinstellung werden Objekte in der Ferne nur unscharf wahrgenommen. Fixiert das Auge dagegen einen Gegenstand in der Ferne, erschlafft der Ziliarmuskel. Dadurch werden die Linsenbänder angespannt. Sie ziehen die Linse auseinander, so dass sie größer und flacher wird. Infolge der geringeren Lichtbrechung wird das weiter entfernte Objekt auf der Netzhaut scharf abgebildet, während der Vordergrund unscharf bleibt.

Macht ein schweres Gehirn intelligent?

Nein, die Intelligenz hängt von der Größe der Großhirnrinde ab, da die Zahl ihrer Nervenzellen über die geistige Leistungsfähigkeit entscheidet, welche mit zunehmender Größe der Hirnrinde ansteigt.

Beim Menschen enthält die Großhirnrinde zahlreiche Furchen und Windungen. Sie erreicht eine Fläche von rund 1000 cm² und besteht aus drei Hauptrindenfeldern: den sensorischen Rindenfeldern, den motorischen Rindenfeldern und den mehr als 75 % der Großhirnrinde beanspruchenden Assoziationsfeldern. In diesen Regionen werden die Erinnerungen gespeichert.