Menschlicher Körper und Entwicklung

Wenn vom menschlichen Körper die Rede ist, ist i. d. R. der Körper im biologischen Sinne bzw. der Körper als Organismus gemeint.

Menschlicher Körper und Entwicklung

• Bau und Funktionen des menschlichen Körpers
• Sinnesorgane
• Wachstum und Entwicklung des Menschen 

Kapitel 1 - "Bau und Funktionen des menschlichen Körpers:" ... 

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1te UStd.

Block - "Bau und Funktionen des menschlichen Körpers:"

IN KURZFORM:

Der menschliche Körper ist ein komplexes System aus Zellen, Geweben, Organen, Muskeln und Knochen, das durch lebenswichtige Funktionen wie Atmung, Herzschlag und Verdauung am Leben erhalten wird. Er besteht aus ungefähr 200 Knochen, die ein Skelett bilden, sowie rund 650 Muskeln. Wichtige Organe wie das Herz und die Lunge sorgen für die lebensnotwendige Versorgung mit Sauerstoff und Nährstoffen. Aufbau

• Zellen: Sie sind die kleinsten Bausteine und bilden alle Gewebe und Organe.
• Skelett: Besteht aus rund 200 Knochen, die dem Körper Struktur, Halt und Schutz geben.
• Muskeln: Rund 650 Muskeln ermöglichen Bewegungen und arbeiten mit dem Skelett zusammen.
• Organe: Eine Vielzahl von Organen wie Herz, Lunge, Leber und Nieren haben spezielle Aufgaben zur Erhaltung des Lebens.

Funktionen

• Atmung und Kreislauf: Das Herz pumpt Blut durch den Körper, während die Lunge Sauerstoff aufnimmt.
• Verdauung: Nährstoffe werden aus der Nahrung aufgenommen, um den Körper mit Energie zu versorgen.
• Bewegung: Muskeln ziehen sich zusammen und entspannen sich, was in Zusammenarbeit mit den Knochen Bewegungen ermöglicht.
• Versorgung: Durch den Blutkreislauf werden Sauerstoff und Nährstoffe zu jeder Zelle des Körpers transportiert. 

Besonderheiten des menschlichen Körpers: ...

Der menschliche Körper zeichnet sich durch einige Besonderheiten aus.

Im Vergleich zu den meisten anderen Säugetieren:

• verfügt er über nur geringe Körperbehaarung
• ein im Vergleich zu seiner Körpergröße ausgesprochen großes Gehirn
• über einen aufrechten Gang

Warum - Geringe Körperbehaarung...?

Die geringe Körperbehaarung des Menschen ist eine evolutionäre Anpassung, die wahrscheinlich durch die Notwendigkeit der Kühlung bei der Jagd und den Schutz vor Parasiten bedingt ist.

Die Abnahme des dichten Fells ermöglichte eine effizientere Thermoregulation und reduzierte die Belastung durch Parasiten, die sich in dichter Behaarung wohlfühlen.

Kleidung übernahm später eine schützende Funktion vor Kälte und Sonne. Evolutionäre Gründe

• Überhitzungsschutz: Ein dichtes Fell kann die Überhitzung bei körperlicher Anstrengung wie der Jagd begünstigen. Die reduziertere Körperbehaarung des Menschen ermöglicht eine effizientere Kühlung durch Schwitzen.
• Parasitenschutz: Ein dichtes Fell ist ein idealer Unterschlupf für Parasiten. Durch die geringere Körperbehaarung wurde die Anfälligkeit für Parasiten verringert.
• Ersatz durch Kleidung: Mit der Entwicklung von Kleidung übernahm das dichte Fell an Wichtigkeit. Kleidung schützt den Körper vor Kälte und Sonne und macht das dichte Fell als Schutzschicht überflüssig.

Weitere Funktionen der Haare

• Schutz: Haare schützen die Haut vor Sonnenlicht. Wimpern und Augenbrauen verhindern, dass Staub und Schweiß in die Augen gelangen.
• Tastsinn: Haare sind Teil des Tastsinns und dienen als Sensoren.
• Hormonelle Einflüsse (Geschlecht): Die Menge der Körperbehaarung hängt auch vom hormonellen Gleichgewicht, Alter und Geschlecht ab. Männer produzieren mehr Androgene, die das Haarwachstum stimulieren.

Warum - Großes Gehirn...?

Das menschliche Gehirn ist aus mehreren Gründen gewachsen, darunter eine hochwertige, vielfältige Ernährung (insbesondere durch die Nutzung des Feuers), eine lange Kindheit zum Erlernen komplexer Fähigkeiten und eine genetische Mutation (ARHGAP11B), die die Teilungsrate von neuronalen Vorläuferzellen erhöht hat. Die größeren Gehirne bei Menschen im Vergleich zu anderen Primaten und anderen großen Gehirnen wie denen von Walen ermöglichen höhere kognitive Fähigkeiten, die durch die höhere Anzahl und Komplexität der Nervenzellen im Großhirn ermöglicht werden.

Evolutionäre Faktoren

• Ernährung und Feuer: Der Zugang zu hochwertiger, gekochter Nahrung lieferte die notwendige Energie für das körperlich anspruchsvolle Wachstum und den Betrieb des Gehirns.
• Lange Kindheit: Eine längere Kindheit ermöglichte es den Menschen, komplexe Fertigkeiten zu erlernen und zu verarbeiten, was eine lange Entwicklungszeit des Gehirns erforderte.

Genetische und zelluläre Faktoren

• Genetische Mutation: Eine Punktmutation im Gen ARHGAP11B, die vor Millionen von Jahren auftrat, vermehrte die Anzahl der Neuronen im Gehirn erheblich. Sie ermöglichte es den Vorläuferzellen, sich häufiger zu teilen und mehr Nervenzellen zu produzieren.
• Neuronale Vorläuferzellen: Die Fähigkeit, eine höhere Anzahl von Neuronen im kortikalen Cortex zu produzieren, ist entscheidend für die höhere kognitive Leistung des Menschen.
• Vergleich zu anderen Primaten: Während das menschliche Gehirn fast dreimal so groß ist wie das eines Schimpansen, hat es nicht nur aufgrund der Größe, sondern auch aufgrund der Dichte und Größe der Nervenzellen eine höhere Leistungsfähigkeit.

Komplexität und Funktion

• Großhirn: Der größte Teil des menschlichen Gehirns, das Großhirn, ist für die hochentwickelten Denk- und Handlungsprozesse verantwortlich, die den Menschen von anderen Lebewesen unterscheiden.
• Kognitive Fähigkeiten: Die größere Anzahl von Neuronen und die damit verbundene Komplexität ermöglichen die kognitiven Fähigkeiten, die den Menschen auszeichnen, wie z. B. Sprache, Werkzeuggebrauch und abstraktes Denken.

Warum - aufrechter Gang...?

Der aufrechte Gang des Menschen entstand wahrscheinlich durch eine Kombination verschiedener Vorteile, darunter die Freisetzung der Hände für Werkzeuggebrauch und Nahrungsbeschaffung, eine bessere Übersicht in der Savanne zur Erkennung von Feinden und Beute, sowie eine effizientere Wärmeabgabe und längere Ausdauer beim Laufen. Der aufrechte Gang ist ein Schlüsselereignis in der menschlichen Evolution, das tiefgreifende Folgen für die Entwicklung von Gehirn, Werkzeuggebrauch und Sozialstrukturen hatte.

• Freie Hände: Die Hände wurden für Werkzeugherstellung, -gebrauch und Transport von Nahrung frei. Dies ermöglichte auch komplexere soziale Verhaltensweisen, wie den Transport von Nahrung zu Familienmitgliedern.
• Bessere Übersicht: In der Savanne ermöglichte die aufrechte Haltung einen besseren Blick über das hohe Gras, um Raubtiere zu erkennen oder Beute zu erspähen.
• Effizientere Wärmeabgabe: In heißen, offenen Umgebungen wie der Savanne bot der aufrechte Gang eine geringere Sonneneinstrahlung und eine effizientere Wärmeableitung über den Rücken.
• Ausdauer: Die aufrechte Haltung ist eine energieeffizientere Methode, um weite Strecken zurückzulegen, was die Ausdauer beim Laufen erhöhte.

Folgen der Entwicklung

• Entwicklung des Gehirns: Die Freisetzung der Hände und die erhöhten kognitiven Anforderungen des Werkzeuggebrauchs trugen zur Entwicklung eines größeren Gehirns bei.
• Veränderte Anatomie: Die Wirbelsäule wölbte sich, und der Schädel passte sich an, um auf der Wirbelsäule zu balancieren. Der Kiefer und die Kaumuskulatur verkleinerten sich, während die Eckzähne kleiner wurden.
• Soziale Strukturen: Die Möglichkeit, Nahrung zu transportieren, förderte die Entwicklung von Kooperation und Arbeitsteilung, einschließlich des Schutzes der Nachkommen durch die Eltern.

Videos:

https://youtu.be/bqHu-4cbtBE

https://youtu.be/qN4YoVm9aXI

Hausaufgaben:

Lehrmittel: Besonderheiten des menschlichen Körpers (wiederholen... bzw. im Unterricht nicht geschafftes nachlesen...)

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3te UStd.

Naturwissenschaftlich betrachtet - 

Der menschliche Körper...

Naturwissenschaftlich betrachtet bildet der menschliche Körper:

• ein aus Zellen zusammengesetztes, organisches Ganzes
• das über eine genetisch definierte Gestalt verfügt
• ohne die seinem Erhalt dienenden Stoffwechselvorgänge verfällt er 

Naturwissenschaften:

Anatomie

Die Anatomie beschäftigt sich mit dem Aufbau des Körpers. In der Anatomie wird der menschliche Körper in einen Körperstamm (mit Kopf, Hals und Rumpf) sowie die obere und untere Extremität unterteilt.

Physiologie und Biochemie 

Die Physiologie und Biochemie setzen sich mit den Steuervorgängen und Stoffwechselprozessen des Körpers auseinander.

Genetik* und *Molkularbiologie

Die Genetik thematisiert die Vererbungslehre und die Molekularbiologie deren biochemischen Grundlagen.

Medizin

Erkrankungen, Funktionsstörungen und mögliche Heilung des Körpers bilden den Gegenstand der Medizin.

Psychlogie

Erkrankungen der Seele.

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Exkurs *Genetik

Die Genetik nach Mendel basiert auf den Arbeiten des Augustinerabts Gregor Mendel, der durch Kreuzungsexperimente mit Erbsen die Grundprinzipien der Vererbung entdeckte und die sogenannten Mendelschen Regeln formulierte.

Diese drei Regeln (Uniformitäts-, Spaltungs- und Unabhängigkeitsregel) beschreiben die Weitergabe von Merkmalen von einer Generation zur nächsten und gelten für Merkmale, die von einem einzelnen Gen* gesteuert werden. Mendels Arbeit legte den Grundstein für die moderne Genetik, auch wenn seine Erkenntnisse zu seinen Lebzeiten kaum Beachtung fanden und erst lange nach seinem Tod "wiederentdeckt" wurden.

Die Mendelschen Regeln

• Uniformitätsregel: Wenn zwei Elternteile, die in einem Merkmal reinerbig sind, gekreuzt werden, sind alle Nachkommen in der ersten Generation (F1) in diesem Merkmal gleichartig (uniform).
• Spaltungsregel: Werden die Nachkommen der F1-Generation gekreuzt, spalten sich die Merkmale in einem bestimmten Verhältnis wieder auf. Beim dominant-rezessiven Erbgang beträgt das Verhältnis 3∶13 colon 13∶1.
• Unabhängigkeitsregel: Unterschiedliche Merkmale (z.B. blaue / retessiv und braune / dominant Augen) werden unabhängig voneinander vererbt, vorausgesetzt, die entsprechenden Gene liegen auf unterschiedlichen Chromosomen oder sind weit voneinander entfernt.

Wichtige Begriffe

• Gene: Mendels Vorstellung von "Erbfaktoren", die heute als Gene bezeichnet werden.
• Dominant und rezessiv: Manche Erbanlagen überdecken andere. Die rezessiven Erbanlagen treten erst in Erscheinung, wenn keine dominante Erbanlage vorhanden ist.
• Homozygot vs. Heterozygot: Homozygot bedeutet reinerbig (zwei gleiche Erbanlagen), während heterozygot mischerbig ist (zwei unterschiedliche Erbanlagen).

Videos:

1. Mendelsche Regel (Uniformitätsrege):

https://studyflix.de/biologie/1-mendelsche-regel-uniformitaetsregel-2651

2. Mendelsche Regel (Spaltungsregel):

https://studyflix.de/biologie/2-mendelsche-regel-spaltungsregel-2652

3. Mendelsche Regel (Unabhängigkeitsregel):

https://studyflix.de/biologie/3-mendelsche-regel-unabhaengigkeitsregel-2653

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Exkurs *Molekularbiologie

*Gen

Als Gen wird meist ein Abschnitt auf der Desoxyribonukleinsäure (englische Abkürzung: DNA) bezeichnet, der Grundinformationen für die Entwicklung von Eigenschaften eines Individuums. 

*DNA

DNA steht für Desoxyribonukleinsäure und ist der Träger der Erbinformation bei allen Lebewesen.

Sie besteht aus zwei Strängen, die sich wie eine verdrehte Leiter (Doppelhelix) um eine Zucker-Phosphat-Rückgrat wickeln und in ihrer Mitte durch Basenpaare verbunden sind.

Die Reihenfolge dieser Basen (Adenin, Thymin, Guanin, Cytosin) bildet den genetischen Code, der den Bauplan für Proteine und somit für den gesamten Organismus darstellt.

Aufbau und Struktur

• Doppelhelix: Die DNA besteht aus zwei langen Strängen, die eine schraubenförmige Struktur, die Doppelhelix, bilden.
• Zucker-Phosphat-Rückgrat: Die äußeren Seiten der "Leiter" bilden Zucker- (Desoxyribose) und Phosphatmoleküle.
• Basenpaare: Die "Sprossen" der Leiter bestehen aus vier verschiedenen Basen, die sich paarweise verbinden: Adenin (A) mit Thymin (T) und Guanin (G) mit Cytosin (C).
• Nukleotide: Ein einzelner Baustein besteht aus einem Zucker, einer Phosphatgruppe und einer Base und wird als Nukleotid bezeichnet.

Funktion

• Erbinformation: Die DNA speichert den Bauplan für den gesamten Organismus in der Reihenfolge ihrer Basen.
• Proteinbiosynthese: Die genetische Information in der DNA wird in RNA umgeschrieben, die dann als Bauanleitung für Proteine dient.
• Zellteilung: Die DNA kann sich selbst kopieren, was sicherstellt, dass jede neue Zelle eine vollständige Kopie des genetischen Materials erhält.

Video:

https://studyflix.de/biologie/dna-einfach-erklart-4092

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Ein aus Zellen zusammengesetztes, organisches Ganzes...

Der menschliche Körper besteht aus zehn bis 100 Billionen Zellen.

Bioelemente Mensch...

Bisherige wissenschaftliche Erkenntnisse haben gezeigt, dass die organische und anorganische Materie des menschlichen Körpers aus 26 lebensnotwendigen (essenziellen) und elf nicht lebensnotwendigen (nicht-essenziellen) Elementen besteht.

Diese Elemente werden als Bioelemente bezeichnet. 

Essenzielle Bioelemente haben bestimmte (teilweise unbekannte) biologische Funktionen, sodass der Mangel oder Überschuss solcher Elemente zu Krankheiten führen kann. 

Die Tabelle zeigt die häufigsten Elemente im menschlichen Körper (Erwachsener, 75 kg schwerer Mensch). 

Die häufigsten Elemente im menschlichen Körper:

Die Tabelle zeigt außerdem, dass die Elemente Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff mit Abstand den größten Anteil des Gewichts stellen: der Mensch ist zu 94,07 % aus den drei genannten Elementen aufgebaut:

• Sauerstoff

• Kohlenstoff

• Wasserstoff

Bioelemente Organismen...

Im Wesentlichen sind andere Organismen aus denselben Elementen aufgebaut, wobei sich die Verhältnisse der Häufigkeit unterscheiden. 

Auch die Einteilung der Elemente in essenziell und nicht-essenziell kann bei anderen Organismen abweichen. 

Die meisten Elemente gehören der ersten, zweiten oder vierten Periode des Periodensystems an. 

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4te UStd.

Verbindungen der Bioelemente: ...Proteine, Zucker und Fette

Die Elemente setzen sich zu unterschiedlichen Verbindungen zusammen, wobei die folgenden die häufigsten sind:

• Wasser (welches als Reaktionsmedium und Lösungsmittel benötigt wird)
• Calciumphosphat und Calciumcarbonat (welche in Knochen die Gerüstsubstanz bilden)
• Natriumchlorid (fungiert als Elektrolyt)

und vor allem:

• Proteine
• Zucker (Kohlehydrate)
• Fette

Grundgerüst der Proteine, Zucker und Fette...

Das Grundgerüst der Proteine, Zucker und Fette wird durch Kohlenwasserstoffverbindungen gebildet und macht den wesentlichen, organischen Teil des menschlichen Körpers aus.

Spurenelemente: ...in aktive Zentren in Enzymen

Andere Elemente, die in nur geringen Mengen enthalten sind, sogenannte Spurenelemente, fungieren häufig als aktive Zentren in Enzymen...

• z. B. Eisen im Hämoglobin.

Gesamtheit der Elemente: ...das Periodensystem

Das Periodensystem der Elemente (PSE) ist eine Tabelle, die alle bekannten chemischen Elemente nach ihrer Ordnungszahl und ihren chemischen Eigenschaften in Perioden (Zeilen) und Gruppen (Spalten) anordnet.

Es hilft, chemische Eigenschaften zu verstehen und vorherzusagen, da Elemente in den gleichen Gruppen ähnliche Eigenschaften haben, weil sie die gleiche Anzahl an Valenz- (Aussen-) elektronen besitzen. Die Ordnungszahl eines Elements entspricht der Anzahl der Protonen in seinem Atomkern.

Exkurs: Atom (= kleinster chemische Baustein eines Elements)

Ein Atom ist der kleinste chemische Baustein eines Elements und besteht aus:

• einem positiv geladenen Kern (Protonen und Neutronen)
• und einer Hülle aus negativ geladenen Elektronen.

Atome (und ihre Protonen, Neutronen und Elektronen) sind die kleinsten Bausteine aller (festen, flüssigen und gasförmigen) Stoffe in unserem Universum.

"Weiter mit dem PSE:"

Aufbau und Anordnung

• Ordnungszahl: Die Elemente sind aufsteigend nach ihrer Ordnungszahl sortiert, die angibt, wie viele Protonen ein Atom hat.
• Perioden: Die waagerechten Zeilen werden Perioden genannt. Die Periodennummer entspricht der Anzahl der Elektronenschalen, die ein Element in dieser Periode besitzt.
• Gruppen: Die senkrechten Spalten sind Gruppen. Die Hauptgruppennummer (oft mit römischen Ziffern von I bis VIII gekennzeichnet) gibt die Anzahl der Valenzelektronen an, die das Atom auf seiner äußersten Schale hat. Elemente in der gleichen Hauptgruppe haben ähnliche chemische Eigenschaften.
• Bedeutung: Das PSE ist eine unverzichtbare Übersicht für Chemiker und dient der Organisation und Vorhersage der Eigenschaften von Elementen. Es wurde erstmals 1869 von Dmitri Mendelejew (und unabhängig von Lothar Meyer) aufgestellt.

Häufigkeit der Elemente in einem Organismus...  

Die Verteilung der Häufigkeit der Elemente in einem Organismus ist auf die Erdhülle (Atmosphäre) zurückzuführen: während der Entwicklung der biologischen Spezies bedienten sich diese besonders häufiger und gut zugänglicher Elemente.

"Wir alle bestehen aus Sternstaub"

In Bezug auf die Entstehung des Universums wird häufig die These formuliert, dass alle der in Menschen vorhandenen Elemente letztendlich Teile ehemaliger Sterne darstellen, Menschen also aus Sternenstaub bestehen.

Kapitel 2 - "Sinnesorgane:" ... 

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5te UStd.

Umwelteinflüsse:

• Licht
• Schall
• Gerüche
• Geschmäcker 
• Berührungen 

Sie wandeln diese Reize in elektrische Signale um, die über Nerven an das Gehirn weitergeleitet werden, wo sie als bewusste Wahrnehmung interpretiert werden.

Die klassischen fünf Sinnesorgane:

• Auge (Visuelles System = Sehsinn): Wahrnehmung von Licht, Farben und Formen.
• Ohr: Wahrnehmung von Schallwellen (Hörsinn) und der Orientierung im Raum (Gleichgewichtssinn).
• Nase: Wahrnehmung von Duftmolekülen (Geruchssinn).
• Zunge: Wahrnehmung von Geschmacksstoffen wie süß, sauer, salzig und bitter (Geschmackssinn).
• Haut: Wahrnehmung von Druck, Berührung, Temperatur und Schmerz (Tastsinn). 

wir werden sehen das...

Körper = Antenne

Gehirn = Sehen, hören etc....

Das visuelle System: ..."der Sehsinn"

Das visuelle System ist das Netzwerk das visuelle Informationen verarbeitet und uns das Sehen ermöglicht.

Bestandteile des visuellen Systems...

• Augen
• (Seh-) Nerven
• Gehirnregionen

Diese Netzwerk ist in der Lage visuelle Informationen zu verarbeiten und uns das Sehen zu ermöglichen.

"Das Auge" (hier im Überblick... später im Detail)

Das Auge ist das Sinnesorgan des Menschen, das wie eine Kamera funktioniert...

FUNKTION

• Lichtreize in Nervensignale umwandelt 
• im Gehirn = Bilder

AUFBAU

Es ist ein komplexes Organ... 

• Hornhaut
• Linse 
• Pupille
• Netzhaut 

...die zusammenarbeiten, um aus Licht ein scharfes Bild zu erzeugen.

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verstehen wir zunächst das Licht...

Exkurs: Das Licht... "Teil eines Meeres mit vielen Wellen"

Das elektromagnetische Spektrum:

Das elektromagnetische Spektrum, ist die Gesamtheit ("Meer") aller elektromagnetischen Wellen verschiedener Wellenlängen.

Licht (Sonne) ist der sichtbare Teil des elektromagnetischen Spektrums.

Licht besteht nicht nur aus einer, sondern aus vielen unterschiedlichen Wellenlängen.

Die meisten Menschen können Wellenlängen zwischen circa 400 Nanometern ( nm ) und 780 nm mit dem Auge wahrnehmen. Die wichtigste natürliche Strahlenquelle für Licht ist die Sonne.

Video: elektromagnetische Wellen (Selbststudium)

https://studyflix.de/ingenieurwissenschaften/elektromagnetische-wellen-2131

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Licht(wellen) Weiterleitung: ...Vom Auge zum Gehirn

Der Mensch nimmt Licht mit den Augen auf, wandelt es in Nervenimpulse um und leitet diese über den Sehnerv, den Thalamus und den Hirnstamm zur Sehrinde im Gehirn, wo die Signale verarbeitet und als Bilder interpretiert werden.

• Auge / Netzhaut : Nimmt Licht auf und wandelt es durch die Fotorezeptoren (Stäbchen: Farben bei Licht Zapfen: Grautöne im Dunkeln) in elektrische Signale um.
• Sehnerv (Nervus opticus): Leitet die Signale von der Netzhaut weiter.
• Chiasma opticum: Hier kreuzen sich die Nervenfasern aus dem linken und rechten Auge.
• Hirnstamm: Verarbeitung und Weiterleitung visueller Reize zur Sehrinde.
• Sehrinde (Visueller Cortex): Ort im Gehirn, an dem die endgültige Verarbeitung der visuellen Informationen stattfindet... 

...hier nur weil auf Bild gezeigt:

Hypothalamus: nicht an der Lichtimpuls Weiterleitung beteiligt... 

....aber steuert die Pupillenreaktion (Augenmuskulatur) und anderer vegetativer Funktionen (z.B. Blutversorgung des Auges: indirekt über die Steuerung des Blutdrucks) 

...sodass wir die Welt als Bilder wahrnehmen.

hier zwar gezeigt aber keine Rolle beim "Sehen"...

Die Hypophyse, auch Hirnanhangsdrüse genannt, ist eine erbsengroße Drüse an der Schädelbasis, die durch ihre Hormonproduktion lebenswichtige Körperfunktionen wie Wachstum, Stoffwechsel und Fortpflanzung steuert.

"Das Sehen"

...beschäftigen wir uns zunächst mit der Funktion des Auges an sich: 

Exkurs: "Das Sehen"

Video: "Das Auge"

https://studyflix.de/biologie/das-auge-3589

Es nimmt Licht mit den Augen auf, wandelt es in Nervenimpulse um und leitet diese über den Sehnerv, den Thalamus und den Hirnstamm zur Sehrinde im Gehirn, wo die Signale verarbeitet und als Bilder interpretiert werden.

"Das Farbsehen"

nun sehen wir ja nicht alles in Schwarz-Weiß, sondern in Farben...

Warum?

Exkurs: "Das Farbsehen" ("Farbe" = vom Objekt reflektiertes Licht / Wellenlänge)

Video: https://youtu.be/0PlqqkL21Kc

Licht (weiß) besteht aus verschiedenen Wellenlängen ("Farben")...

Farben entstehen durch das von Objekten reflektierte Licht = Wellenlänge, die durch die Zusammenarbeit von Auge und Gehirn von "uns" als Farben wahrgenommen werden.   

Lichtreflexion das Zurückwerfen von Licht ist, was wir als Farbe wahrnehmen. Beispielsweise erscheint ein roter Apfel rot, weil er die roten Lichtanteile aus dem weißen Sonnenlicht reflektiert und alle anderen Farben absorbiert.

Lichtabsorption ist, wenn ein Objekt Licht aufnimmt, oft wird es in Wärme umgewandelt.

Dunkle Objekte absorbieren mehr Licht und werden wärmer, während helle Objekte mehr Licht reflektieren.

Die Netzhaut des Auges enthält Zapfen, die auf drei verschiedene Wellenlängenbereiche reagieren: Rot, Grün und Blau: 

So funktioniert das Farbsehen

• Licht und Wellenlängen: Weißes Licht enthält alle Farben des sichtbaren Spektrums (siehe Prisma).
• Objekte absorbieren und reflektieren diese Lichtwellen in unterschiedlichem Maße.
• Licht auf dem Auge: Das einfallende Licht wird von der Linse auf die Netzhaut fokussiert.
• Reaktion der Zapfen: Die Netzhaut hat drei Arten von lichtempfindlichen Zapfen, die auf rote, grüne und blaue Wellenlängen reagieren.
• Farbwahrnehmung im Gehirn: Das Gehirn verarbeitet die Signale der drei Zapfentypen. Wenn beispielsweise rote und grüne Wellenlängen gleichzeitig die Zapfen aktivieren, entsteht für das Gehirn der Eindruck von Gelb.
• Absorption vs. Reflektion: Die Farbe eines Objekts hängt davon ab, welche Lichtanteile es absorbiert und welche es reflektiert. Eine rote Kirsche absorbiert zum Beispiel das grüne und blaue Licht und reflektiert das rote Licht.
• Das Gehirn als "Maler": Letztendlich entstehen Farben im Gehirn und sind somit eine Interpretation. Zwei Menschen können dieselbe Lichtwelle sehen, aber leicht unterschiedliche Wahrnehmungen haben. 

"Das Auge" - Bestandteile (Anatomie):

Die Augenlider 

...sind Bestandteile des Auges, da sie als Anhangsorgane den Augapfel umgeben und schützen. 

• Schutzfunktion: Die beweglichen Lider schützen den Augapfel vor Fremdkörpern, Staub und Licht.
• Befeuchtung: Durch das Blinzeln verteilen sie die Tränenflüssigkeit gleichmäßig auf der Hornhaut, um das Auge feucht zu halten.
• Komponenten: Zum Aufbau des Auges gehören sowohl der Augapfel selbst als auch die ihn umgebenden Schutzstrukturen wie die Augenlider. 

Der Augapfel ("Das Auge"): ...und seine Bestandteile

Der Augapfel (lateinisch: Bulbus oculi) ist das kugelförmige Hauptorgan des Auges...

• ein optisches System um Lichtstrahlen zu fokussieren
• und damit das Sehen zu ermöglichen

Organischer Aufbau:

• knöchernen Augenhöhle (Orbita)
• besteht aus drei Schichten (Lederhaut, Aderhaut, Netzhaut)
• enthält wichtige Strukturen wie Linse, Glaskörper, Iris und Pupille, Hornhaut und Kammerwasser

Die Lederhaut (Sklera):

Die Lederhaut, auch Sklera genannt, ist die:

Innere (innerhalb der Augenhöhle) - Schutzhülle des Auges

MERKMALE:

• fest
• weiß
• innerhalb der Augenhöhle
• Vorne (Außen) geht sie nahtlos in die Hornhaut (Cornea) über, die für die Lichtbrechung wichtig ist

FUNKTION:

• Schutz: schützt den empfindlichen Augapfel vor äußeren Einflüssen.
• Stabilität: verleiht dem Auge seine Form und Stabilität.
• Augenbewegungen: bietet den äußeren Augenmuskeln eine Oberfläche für den Ansatz, was präzise Augenbewegungen ermöglicht.

Die Aderhaut (Choroidea)

Die Aderhaut (Choroidea) ist eine Schicht des Auges zwischen der Netzhaut und der Lederhaut...

MERKMALE:

• Schicht zwischen Netzhaut und Lederhaut 
• reich an Blutgefäßen 

FUNKTION: 

• Versorgung der Netzhaut Sauerstoff und Nährstoffen
• Thermoregulierung: Hält die Temperatur des Auges konstant.
• Regulierung des Augeninnendrucks
• Abfluss des Kammerwassers aus der vorderen Augenkammer.
• Stabilität: Bietet als mechanisches Polster Stabilität.

AUFBAU

Die Aderhaut besteht aus vier Schichten:

• Lamina suprachoroidea: Die äußerste Schicht, die an die Lederhaut angrenzt.
• Lamina vasculosa: Eine Schicht mit größeren Blutgefäßen.
• Lamina choroidocapillaris: Ein dichtes Netz kleiner Blutgefäße, das die Netzhaut versorgt.
• Bruch-Membran (Lamina basalis): Die innerste Schicht, die die Aderhaut von der Netzhaut trennt.

Netzhaut (Retina):

Die Netzhaut (Retina) ist die lichtempfindliche Schicht im hinteren Teil des Auges...

MERKMALE:

enthält lichtwahrnehmende Sehzellen (Fotorezeptoren):

• Stäbchen für das Hell- und Dunkelsehen
• Zapfen für das Farbsehen

Die Stäbchen und Zapfen der Netzhaut wandeln das einfallende Licht in Nervensignale um und leiten sie an das Gehirn weiter.

AUFBAU:

besteht aus mehreren Schichten:

• Makula* ("gelber Fleck"), die für das scharfe Sehen (Lesen, Details erkennen)
• Fovea, Zentrum der Makula = Stelle des schärfsten Sehens.

*Die Makula ist ein etwa 5 mm großer Bereich in der Netzhautmitte mit der größten Dichte von Photorezeptoren. Das Zentrum der Makula wird als Fovea bezeichnet und stellt den "Ort des schärfsten Sehens" dar. Die Makula kann durch verschiedenste Erkrankungen in Funktion und Anatomie verändert sein. 

FUNKTION:

• Die Netzhaut (Makula, Zäpfchen und Stäbchen) wandelt Licht in elektrische Impulse um...
• ...die über den Sehnerv
• ...an das Gehirn gesendet = BILD sehen

Die Hornhaut (Cornea):

Die Hornhaut (Cornea) ist die...

Vordere; Äußere (außerhalb der Augenhöhle) - Schutzschicht des Auges

• transparent
• außerhalb der Augenhöhle 
• besteht aus fünf Schichten: [Epithel (außen), Bowman-Membran, Stroma, Descemet-Membran und Endothel (innen].
• Hinten (Innen) geht sie nahtlos in Lederhaut (Sklera) über, die für den inneren Schutz des Auges zuständig ist

AUFBAU:

• Epithel: Die äußerste Schicht ist selbsterneuernd und schützt vor Verletzungen, die sich ohne Narben wieder schließen können.
• Bowman-Membran: Eine dünne Grenzschicht unter dem Epithel.
• Stroma: Die dickste Schicht, die aus parallel angeordneten Kollagenfasern besteht, was für die Transparenz wichtig ist.
• Descemet-Membran: Eine weitere Grenzschicht, die als Schutz dient.
• Endothel: Die innerste Schicht mit speziellen Pumpen, die Wasser aus der Hornhaut pumpen und so die notwendige Feuchtigkeit für die Transparenz regulieren. Da diese Zellen sich nur schlecht regenerieren, ist eine gesunde Endothelschicht besonders wichtig. 

FUNKTION: 

• Transparenz: Sie ermöglicht eine klare Sicht, da sie Licht ungehindert durchlässt.
• Lichtbrechung ("Farbsehen"): Sie bündelt das einfallende Licht und trägt maßgeblich zur Fokussierung auf der Netzhaut bei. Ihr Beitrag zur Lichtbrechung beträgt rund 40 Dioptrien*.

• Schutz: Sie dient als "Schutzscheibe" gegen äußere Einflüsse wie Fremdkörper und ist aufgrund ihrer vielen Nervenenden sehr schmerzempfindlich.

*Dioptrien sind eine Maßeinheit für die Brechkraft von optischen Linsen und beschreiben die Stärke von Sehfehlern wie Kurzsichtigkeit und Weitsichtigkeit. Ein positiver Wert (+positive+) deutet auf Weitsichtigkeit hin, während ein negativer Wert (−negative−) Kurzsichtigkeit bedeutet. Je höher die Zahl ist, desto stärker ist die Korrektur, die für eine scharfe Sicht erforderlich ist.

Der Glaskörper:

Der Glaskörper ist eine gelartige, durchsichtige Masse im zentralen Teil des Auges...

MERKMALE:

Masse:

• gelartig
• durchsichtige
• hauptsächlich Wasser (ca. 98–99 %) 
• Kollagen
• Hyaluronsäure 
• Blutgefäßlos

FUNKTION:

• Formgebung und Stabilität: Der Glaskörper füllt den Augapfel aus und sorgt für seine Form.
• Lichtdurchlässigkeit: Er ist transparent und ermöglicht, dass Lichtstrahlen ungehindert zur Netzhaut gelangen.
• Verbindung: Er haftet an der Netzhaut und hält diese an Ort und Stelle.

Der Tränenapparat:

Der Tränenapparat ist das Organsystem, das für die Bildung, Verteilung und Ableitung von Tränenflüssigkeit zuständig ist...

AUFBAU:

• Tränendrüse
• Tränenwegen

FUMKTION:

Hauptfunktion: Befeuchtung und der Schutz des Auges 

• Tränendrüse: produziert *Tränenfilm oder Tränenflüssigkeit ("Weinen"), der das Auge befeuchtet, reinigt, vor Krankheitserregern schützt und ernährt.
• Lidschlag ("Blinzeln"): Durch den Lidschlag wird der Tränenfilm verteilt und erneuert.
• "Weinen": ...Tränenflüssigkeit als Ausdruck von Emotionen  
• Abtransport Tränenfilm/Tränenflüssigkeit: Tränenpünktchen --> Tränenkanälchen, --> Tränensack -->Tränennasengang in letztlich in die Nasenhöhle...

*Tränenfilm (permanent): Der Tränenfilm ist eine Flüssigkeitsschicht, die die Augenoberfläche benetzt, schützt und ernährt. 

Er besteht aus 3 Schichten 

• Äußere Fettschicht: Verhindert schnelles Verdunsten.
• Mittlere wässrige Schicht: Die eigentliche Tränenflüssigkeit.
• Innere schleimige Schicht: Sorgt für die Haftung auf der Hornhaut.

und ist wichtig für eine klare Sicht und die Abwehr von Krankheitserregern. Eine Störung des Tränenfilms kann zu trockenen und gereizten Augen führen.

Die Iris ist die farbige Blende des Auges (Regenbogenhaut)...

MERMALE:

• umgibt die Pupille

FUNKTION:

• reguliert den Lichteinfall auf die Netzhaut
• und sorgt so für die Anpassung des Auges an wechselnde Lichtverhältnisse.

Funktionen der Iris

• Lichtregulierung: Die Iris funktioniert wie die Blende einer Kamera und passt die Pupillengröße an die Lichtmenge an. Bei hellem Licht wird die Pupille verengt, bei dunklem Licht wird sie geweitet.
• Adaption: Die Fähigkeit, die Pupille je nach Lichteinfall anzupassen, wird als Adaptation bezeichnet.
• Trennung von Augenkammern: Die Iris trennt die vordere von der hinteren Augenkammer.

Aufbau der Iris

• Muskulatur: Die Iris besteht aus zwei Muskeln: dem Musculus sphincter pupillae, der die Pupille verengt, und dem Musculus dilatator pupillae, der sie erweitert.
• Pigmentierung: Die Pigmentierung der Iris ist für die individuelle Augenfarbe verantwortlich.

"Einzigartig - Wie ein Fingerabdruck"

• Biometrie: Aufgrund der einzigartigen Struktur der Iris wird diese ähnlich wie ein Fingerabdruck für die biometrische Identifizierung verwendet.
• Fotografie: Es ist möglich, detaillierte Fotos der Iris zu erstellen, die einzigartige Merkmale zeigen.

Die Pupille:

Die Pupille ist die Öffnung in der Mitte der Iris...

MERMALE: 

• Größe wird durch die Irismuskulatur reguliert
• bei hellem Licht verkleinert (Miosis)
• bei Dunkelheit vergrößert (Mydriasis)

Das Wort "Pupille" stammt vom lateinischen Wort für "kleines Mädchen" ab, weil man sich selbst spiegelbildlich in den Pupillen des Gegenübers sehen kann.

FUNKTION:

• Lichtregulation: Die Pupille passt die Menge des Lichteinfalls an das Auge an. Bei hellem Licht verengt sie sich, um das Auge vor Überbelichtung zu schützen, und bei Dunkelheit weitet sie sich, um möglichst viel Licht einzufangen.
• Farbänderung: Die Pupille erscheint normalerweise schwarz, weil das Licht, das hindurchfällt, von der Netzhaut absorbiert wird. Ein roter "Augenblitz" beim Fotografieren entsteht, wenn das Blitzlicht von der roten Netzhaut reflektiert wird.
• Reaktion auf Emotionen und Denken: Neben dem Lichteinfall beeinflussen auch Emotionen und geistige Anstrengung die Pupillengröße.
• Medizinische Bedeutung: Die Pupille kann Hinweise auf die Funktion des zentralen und autonomen Nervensystems geben. Pupillenreaktionen werden in der medizinischen Diagnostik untersucht.

Verwandte Begriffe

• Grauer Star (Katarakt): Kann die Pupille trüb oder blass erscheinen lassen, wenn die Linse trüb wird.

Die Linse:

Die Linse ist eine durchsichtige, elastische Struktur im Auge...

MERMALE: 

• liegt hinter der Pupille
• durch eine Kapsel geschützt
• über Zonulafasern am Ziliarmuskel aufgehängt.
• Verformung mithilfe des Ziliarmuskels 

FUNKTION: 

• Hauptfunktion = einfallendes Licht bündeln...
• auf der Netzhaut zu fokussieren
• scharfes Bild erzeugen. 
• Akkommodation: Durch die Verformung (Krümmung) mithilfe des Ziliarmuskels kann sich die Linse an verschiedene Entfernungen anpassen und nahe sowie ferne Objekte scharf sehen.
• Sie schützt die Netzhaut auch vor schädlicher UV-Strahlung. 

Wichtige Aspekte

• Alterung: Mit zunehmendem Alter verliert die Linse ihre Elastizität, was zur Altersweitsichtigkeit (Presbyopie) führt.
• Krankheiten: Eine Trübung der Linse wird als Grauer Star (Katarakt) bezeichnet und kann das Sehvermögen beeinträchtigen.

Blinder Fleck (Papille; Mariotte-Fleck)

Der blinde Fleck ist die Stelle auf der Netzhaut, wo der Sehnerv das Auge verlässt...

MERMALE:  

• keine lichtempfindlichen Sehzellen (Zapfen und Stäbchen) vorhanden 
• = Bereich blind für Lichtreize
• Austrittsstelle des Sehnervs aus der Netzhaut

Warum wir ihn nicht bemerken:

Ein Test - Schließe ein Auge und fixiere das Kreuz mit dem anderen (geöffneten) Auge. 

Der Punkt, der sich neben dem Kreuz befindet, verschwindet... (bei einem bestimmten Abstand zwischen Punkt und Kreuz)...

...weil er genau in den blinden Fleck fällt.

Öffnen sie beide Augen und Sie sehen den Punkt wieder:

Das Gehirn füllt die fehlende Information (1tes Auge)...

...unbemerkt durch die Information des 2ten Auges auf

Das 2te Auge ergänzt die Lücke (fehlende Info des 1ten Auges)

...sodass man den blinden Fleck (1tes Auge) im Alltag nicht wahrnimmt.

Der Sehnerv

Der Sehnerv (Nervus opticus) ist ein Bündel von Nervenfasern...

MERMALE:

• wird aus den Fortsätzen der *Ganglienzellen in der Netzhaut gebildet

* Ganglienzellen in der Netzhaut sind die `*Neuronen des Auges, die Lichtinformationen von anderen Netzhautzellen (wie Bipolar- und Amakrinzellen) an das Gehirn weiterleiten.

`*Neuronen sind spezialisierte Nervenzellen, die die grundlegenden funktionellen Einheiten des Nervensystems bilden.

Der Sehnerv

Der Sehnerv (Nervus opticus) ist ein Bündel von Nervenfasern...

MERMALE:

• wird aus den Fortsätzen der *Ganglienzellen in der Netzhaut gebildet 

* Ganglienzellen in der Netzhaut sind die `*Neuronen des Auges, die Lichtinformationen von anderen Netzhautzellen (wie Bipolar- und Amakrinzellen) an das Gehirn weiterleiten.

`*Neuronen sind spezialisierte Nervenzellen, die die grundlegenden funktionellen Einheiten des Nervensystems bilden.

FUNKTION:  

Netzhaut (Nervenzellen) --> Sehnerv --> Gehirn

• Informationen übermitteln: Der Sehnerv leitet die elektrischen Impulse von der Netzhaut, die durch Licht ausgelöst werden, zum Gehirn.
• Verbindung zum Gehirn: ...von den Ganglienzellen (Netzhaut) wird die "Lichtimpulse" über den Sehnerv (Fortsätze der Ganglienzellen) direkt an das Sehzentrum in der Großhirnrinde übertragen.
• Umwandlung und Verarbeitung: Dort werden diese Impulse in der Sehrinde im Gehirn zu einem bewussten Seheindruck verarbeitet.

______

Exkurs: 

Spezialisierte Seh-Nervenzellen des Auges - Zusammenspiel im Detail:

...Lichtwellen Weiterleitung vom Auge zum Gehirn... 

Auge: ...Stäbchen und Zapfen -->  Horizontalzellen --> Amakrinzellen --> bipolaren Zellen --> Ganglienzellen (Sehnerv) --> Gehirn!

• Lichtempfang und Signalübertragung (Netzhaut): Stäbchen und Zapfen nehmen das Licht auf und schicken Signale an die Horizontalzellen 
• Horizontalzellen sorgen für die Verschaltung zwischen den Fotorezeptoren (Stäbchen und Zapfen) und den bipolaren Zellen. 
• Amakrinzellen stellen Verbindungen zwischen Bipolar- und Ganglienzellen her.
• Verarbeitung (Netzhaut): Bipolarzellen leiten die Signale an die Ganglienzellen weiter.
• Bildsignal: Ganglienzellen sind die Ausgangszellen der Netzhaut, deren Nervenbahnen (Axone) den Sehnerv bilden.
• Die Ganglienzellen (Sehnerv) sind die einzigen Neuronen der Netzhaut, die Aktionspotenziale (elektrische Signale von Nervenzellen) erzeugen können, um die Signale an das Gehirn zu senden. 

Exkurs ENDE

________

AFBAU: (Sehnerv)

• Drei Abschnitte: Der Sehnerv besteht aus drei Abschnitten: 

- Teil im Augapfel

- Teil in der Augenhöhle

- Teil im Schädel.

• Papille: Die Nervenfasern (Fasern der Ganglienzellen) verlassen das Auge gebündelt an einer lichtunempfindlichen Stelle, die als Papille bezeichnet wird. Sie ist auch als "blinder Fleck" bekannt.
• (Chiasma opticum)*: Das Chiasma opticum, auch Sehnervenkreuzung genannt, ist der Punkt im Gehirn, an dem sich die Sehnerven der beiden Augen kreuzen (räumliches Sehen*). 
• Vom Chiasma opticum gehen die  Nervenstränge, die nun als Sehstränge bezeichnet werden, weiter zur Sehrinde des Gehirns.
• Auf dem Weg zum Gehirn kreuzt ein Teil der Fasern die sogenannte Sehnervenkreuzung (Chiasma opticum). Es besteht aus etwa einer Million Nervenfasern, die jeweils verarbeitete Sehreize weiterleiten.

Das akustische System: ..."der Hörsinn"

Das akustische System, ist die Gesamtheit der Strukturen und Prozesse, die Schall aufnehmen, weiterleiten und im Gehirn als Ton wahrnehmen...

kurz gesagt:

Das Ohr:

• wandelt Schallwellen in Nervenimpulse um, 

Das Gehirn:

• verarbeitet die Nervenimpulse, um Geräusche, Töne und Sprache zu interpretieren ("hören").

"hellblaue Scheibe" im Bild? = Ort des Querschnitts...

Bestandteile: ...des akustischen Systems

etwas genauer:

Ohr:

• Außenohr (Ohrmuschel)
• Mittelohr (Trommelfell + Gehörknöchelchen)
• Innenohr (ovales Fenster, Hörschnecke, spezialisierte Haarzellen)
• Hörbahn (Hörnerv)

Gehirn:

• Hörzentrum im Gehirn

"Das Hören":

Das Hören ist der Prozess bei dem z.B. der Mensch Geräusche in seiner Umgebung wahrnimmt...

wie funktioniert "das Hören"...?

in aller Kürze:

• Schallquelle: erzeugt Schallwellen... 
• Ohr nimmt Schallwellen auf
• Trommelfell beginnt zu schwingen
• Gehirn interpretiert diese Schwingungen als Geräusche

...etwas genauer:

Ohr:

• Außenohr: Die Ohrmuschel fängt Schallwellen auf und leitet sie durch den Gehörgang zum Trommelfell. Dort werden die Schallwellen in mechanische Schwingungen umgewandelt.
• Mittelohr: Das Trommelfell schwingt und leitet diese Schwingungen über die Gehörknöchelchen (Hammer, Amboss, Steigbügel) weiter. Diese Kette dient als Verstärker für den Schall.
• Innenohr: Die Schwingungen des Steigbügels werden auf das ovale Fenster übertragen, das die Flüssigkeit in der Hörschnecke (Cochlea) bewegt. Diese Bewegung erregt spezialisierte Haarzellen, die die mechanischen Schallschwingungen in elektrische Nervenimpulse umwandeln.
• Hörbahn: Die vom Innenohr erzeugten Nervenimpulse werden über den Hörnerv und Hirnstamm entlang der Hörbahn zum primären auditorischen Kortex des Gehirns gesendet.

Gehirn: 

• Hier werden die Signale verarbeitet und als Geräusch interpretiert, sodass wir etwas hören können. 

________________

Exkurs: Schall(wellen)

Schallwellen sind Druckschwankungen, die sich durch ein Medium wie Luft, Wasser oder Festkörper ausbreiten und von einer Schallquelle erzeugt werden:

• Schallquelle
• Schallwellen
• Druckschwankungen / Vibrationen (Medium: Luft, Wasser oder Festkörper)
• Schwingung (Partikel)
• Ausbreitung (von Partikel zu Partikel)... = SCHALLWELLE

Schall benötigt immer ein Medium zur Ausbreitung, im Vakuum kann er sich nicht fortpflanzen.

Video: Schall

https://studyflix.de/ingenieurwissenschaften/schall-2422/video

Schall: ...Zusammenfassung

• Erzeugung: Eine Schallquelle (z. B. eine schwingende Gitarrensaite, ein Lautsprecher oder Stimmbänder) versetzt die umgebenden Luftteilchen in Bewegung.
• Übertragung: Diese Teilchenschwingungen werden von einem Teilchen auf das nächste übertragen, wodurch sich die Welle durch das Medium (z.B. Luft) ausbreitet.
• Medien: Schall breitet sich in Gasen, Flüssigkeiten und Festkörpern aus, wobei die Geschwindigkeit je nach Medium variiert. In Luft beträgt sie etwa 343,2 m/s (bei 20∘20 raised to the composed with power20∘C), in Festkörpern kann sie deutlich höher sein.
• Vakuum: Im Weltraum gibt es keine Schallwellen, da kein Medium vorhanden ist.

Arten von Schallwellen:

In Gasen und Flüssigkeiten sind Schallwellen Longitudinalwellen, bei denen die Teilchen in Richtung der Ausbreitung schwingen.

In Festkörpern können auch Transversalwellen auftreten, bei denen sich die Teilchen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung bewegen.

"Das Ohr": ...Bestandteile (Anatomie)

Das Ohr ist ein Sinnesorgan für das Hören und das Gleichgewicht...   

3 Teile:

• Außenohr
• Mittelohr  
• Innenohr

AUFBAU:

• Außenohr:
  • Ohrmuschel: Fängt Schallwellen auf und leitet sie in den Gehörgang.
  • Gehörgang: Ein Kanal, der die Ohrmuschel mit dem Trommelfell verbindet.
  • Trommelfell: Eine dünne Membran, die durch Schallwellen in Schwingung versetzt wird.
• Mittelohr:
  • Gehörknöchelchen: Hammer, Amboss und Steigbügel, die die Schwingungen vom Trommelfell auf die Hörschnecke übertragen.
  • Paukenhöhle: Ein Hohlraum, der über die Ohrtrompete mit dem Rachen verbunden ist und dem Druckausgleich dient.
• Innenohr:
  • Hörschnecke: Ein spiralförmiger Gang mit Sinneshaarzellen, der Schwingungen in elektrische Impulse umwandelt.
  • Gleichgewichtsorgan: Ein separates Organ, das für die Körperbalance zuständig ist und Reize bei Kopfbewegungen an das Gehirn weiterleitet.

FUNKTION (Hören):

1. Die Ohrmuschel sammelt Schallwellen.
2. Die Schallwellen wandern durch den Gehörgang bis zum Trommelfell.
3. Das Trommelfell versetzt die Schallwellen in Schwingung, die auf die Gehörknöchelchen im Mittelohr übertragen werden.
4. Der Steigbügel drückt auf das ovale Fenster der Hörschnecke.
5. Die Flüssigkeit in der Hörschnecke gerät durch den übertragenen Druck in Bewegung.
6. Sinneshaarzellen in der Hörschnecke wandeln die Schwingungen in elektrische Impulse um.
7. Der Hörnerv leitet diese Impulse zum Gehirn, das sie als Töne verarbeitet.

...simsalabim: wir HÖREN!

FUNKTION (Gleichgewicht): 

• Gleichgewichtsorgan registriert Bewegungen 

• sendet Informationen über diese an das Gehirn

...simsalabim: wir halten uns im GLEICHGEWICHT!

Der auditorische Kortex (Gehirn): ...Bestandteile (Anatomie)

Der auditorische Kortex ist die Station des Gehirn für

• "das Hören"

Er ist in einen primären und sekundären auditorische Kortex unterteilt...

Primären auditorischer Kortex:

WO? ...im Gehirn!

• Großhirnrinde
• oberer Bereich des Schläfenlappens
• oberer Teil des Temporallappens = Heschl-Querwindungen

Er ist in einen primären und sekundären auditorische Kortex unterteilt...

Primären auditorischer Kortex:

WO? ...im Gehirn!

• Großhirnrinde
• oberer Bereich des Schläfenlappens
• oberer Teil des Temporallappens = Heschl-Querwindungen

FUNKTION:

• erste Anlaufpunkt für akustische Informationen
• erhält akustische Informationen vom medialen Kniehöcker (Corpus geniculatum mediale) im Thalamus.
• Verarbeitung der akustischer Informationen: Frequenz + Lautstärke.

Sekundärer auditorischer Kortex:

WO? ...im Gehirn!

• Großhirnrinde
• oberer Bereich des Schläfenlappens (umgibt den primären auditorischen Kortex)

FUNKTION:

• komplexere Verarbeitung von Klängen:
• gesprochene Sprache
• Musik
• oder andere vertraute Geräusche verstehen

Das olfaktorische System: ..."Der Geruchssinn"

Das olfaktorische System ist der Geruchssinn... es / er besteht aus Nase und Gehirn.

...spielt eine wichtige Rolle bei / beim:

• Essen
• Partnerwahl
• Emotionen (Gefühlen)
• Erinnerungen
• Erkennung von Gefahren (wie z.B. Feuer)

(...eng mit dem Geschmackssinn verbunden)

Bestandteile:

• Nase
• Gehirn

"Das Riechen"

...wie es funktioniert:

Die Nase beherbergt spezialisierte Riechzellen die spezifische Geruchsmoleküle wahrnehmen und diese Signale direkt zum Gehirn weiterleiten, wo sie als Geruch interpretiert werden.

HAUPTKOMPONENTEN:

Nase:

• Riechschleimhaut: Eine spezialisierte Gewebeschicht in der oberen Nasenhöhle, die die Riechzellen beherbergt.
• Riechzellen: Bipolare Nervenzellen, die an ihren Dendriten spezialisierte olfaktorische Rezeptoren tragen.
• Olfaktorische Rezeptoren: Proteine auf der Oberfläche der Riechzellen, die spezifisch an Geruchsmoleküle binden und so die Wahrnehmung ermöglichen.
• Lamina cribrosa: Eine durchbrochene Platte des Siebbeinknochens, durch die die Axone der Riechzellen zum Gehirn verlaufen.

Gehirn:

• Bulbus olfactorius: Der Teil des Gehirns, der die ersten olfaktorischen Informationen verarbeitet, nachdem sie durch die Lamina cribrosa gelangen.

FUNKTION - "RIECHEN":

1. Geruchserkennung: Geruchsmoleküle lösen sich im Schleim der Nasenschleimhaut und binden an spezifische olfaktorische Rezeptoren.
2. Signalweiterleitung: Diese Bindung löst eine Kaskade aus, die in elektrische Signale (Aktionspotenziale) umgewandelt wird.
3. Gehirnverarbeitung: Die Axone (Nervenbahnen) der Riechzellen bilden den Riechnerv, der diese Signale direkt zum Bulbus olfactorius und dann zu anderen Hirnregionen leitet, wo sie als Geruch interpretiert werden.
4. Zusätzliche Auswirkungen: Gerüche können auch autonome Reflexe wie Speichelfluss auslösen und sind eng mit emotionalen Reaktionen und Erinnerungen verknüpft.

Video: "Das Riechen"

https://studyflix.de/biologie/geruchssinn-3432/video

Die Nase: ...Bestandteile (Anatomie) und Funktion

Die Nase ist sowohl:

• Sinnesorgan für den Geruchssinn
• Teil des Atmungssystems. 

FUNKTION:

Atmung: 

• Eingang für die Luft
• filtert Staubpartikel
• erwärmt und befeuchtet die Luft
• Schutz der Atemwege

Riechen: 

• Geruchsmoleküle gelangen in die Nase 
• und reizen Riechzellen in der Riechschleimhaut
• Signal an das Gehirn

Sprachbildung: 

• Die Nase ist an der Lautbildung beteiligt

Reinigung: 

• Schleim 
• feine Haare in der Nase 
• filtern Schmutz und Fremdkörper aus der Luft

AUFBAU:

Äußerer Aufbau: (Die sichtbare Nase)

• besteht aus einem knöchernen Teil (z. B. Nasenbein) 
• und einem beweglichen, knorpeligen Teil 

• Sie hat Nasenrücken, Nasenspitze, Nasenflügel und Nasenlöcher.

Innerer Aufbau: 

• Nasenhöhlen
• mit der Nasenschleimhaut ausgekleidet 

Die Nasenschleimhaut: ist feucht, produziert Schleim und beherbergt Millionen von Riechzellen.

Nasennebenhöhlen: Dies sind luftgefüllte Hohlräume in den umgebenden Knochen (Stirn, Kiefer, Siebbein, Keilbein), die das Schädelgewicht reduzieren und zur Resonanz der Stimme beitragen.

Exkurs: Knochen und Knorpel

• ...die jedoch zusammenarbeiten, um das Skelett und die Gelenke zu bilden.
• Knochen sind fest
• Knorpel sind ein druckelastisch

Der Hauptunterschied besteht darin, dass Knochen eine gute Durchblutung haben, während Knorpel keine eigene Blutversorgung besitzt. 

Knochen

• Stabilität: Sie bilden das Skelett, das dem Körper Struktur und Form gibt.
• Schutz: Sie schützen wichtige Organe. Beispiele sind der Schädel für das Gehirn und der Brustkorb für Herz und Lunge.
• Bewegung: In Zusammenarbeit mit Muskeln und Gelenken ermöglichen Knochen die Bewegung des Körpers.
• Blutbildung: Das rote Knochenmark in einigen Knochen ist für die Produktion von roten Blutkörperchen, weißen Blutkörperchen und Blutplättchen verantwortlich.
• Speicherung: Sie speichern Mineralien wie Kalzium und Phosphor.

Aufbau eines Knochens

• Knochenhaut (Periost): Eine äußere Schicht, die den Knochen umgibt, schützt ihn und dient als Ansatz für Sehnen und Bänder.
• Kompakte Knochensubstanz (Kompakta): Eine dichte Schicht unter der Knochenhaut, die für die Stabilität sorgt.
• Spongiosa: Ein schwammartiges Netzwerk aus knöchernen Balken im Inneren des Knochens, das das Knochenmark enthält.
• Knochenmark:
  • Rotes Knochenmark: Bildet Blutzellen.
  • Gelbes Knochenmark: Besteht hauptsächlich aus Fett und ist in vielen Röhrenknochen zu finden, besonders bei Erwachsenen.

Knorpel

Aufbau und Eigenschaften

• Zusammensetzung: Knorpel besteht hauptsächlich aus Wasser (bis zu 80%) und einer Mischung aus Knorpelzellen (C h o n d r o z y t e n) und einer druckstabilen, gelartigen Matrix aus Kollagenfasern und Proteoglykanen.
• Ernährung: Da Knorpel keine Blutgefäße besitzt, erfolgt die Nährstoffversorgung durch Diffusion aus der Gelenkflüssigkeit.
• Funktion: Er ermöglicht reibungslose Bewegungen in den Gelenken, wirkt als Stoßdämpfer und verleiht Geweben Stabilität.

• Gelenke: Hyaliner Knorpel überzieht die Knochenenden in den Gelenken, um eine glatte, reibungsarme Oberfläche zu schaffen und die Knochen zu schützen.
• Andere Bereiche: Knorpel findet sich auch in der Nase, den Ohren, der Luftröhre, dem Kehlkopf und den Bandscheiben.
• Arten: Es gibt verschiedene Knorpelarten, darunter hyaliner, elastischer und Faserknorpel, die sich in ihrer Zusammensetzung und Funktion unterscheiden.

• Eingeschränkte Heilung: Aufgrund fehlender Blutversorgung kann Knorpel nicht gut selbst heilen.
• Mechanismus: Verletzungen können eine Narbenbildung durch Faserknorpel auslösen, der nicht die gleiche Druckfestigkeit wie hyaliner Knorpel aufweist.
• Bedeutung von Bewegung: Ein Wechselspiel von Belastung und Entlastung ist für die Nährstoffversorgung des Gelenkknorpels unerlässlich. 

Zusammenwirken in Gelenken

• Gelenke sind bewegliche Verbindungen zwischen Knochen, die durch eine Knorpelschicht auf den Knochenenden geschützt sind.
• Die Gelenkflüssigkeit (Synovia) ernährt den gefäßlosen Knorpel durch Diffusion und sorgt für reibungslose Bewegung.
• Bei Verlust oder Beschädigung des Knorpels (z.B. durch Arthrose) reiben die Knochen aufeinander, was zu Schmerzen und eingeschränkter Beweglichkeit führen kann

_________________

Exkurs:

Die Reizweiterleitung - Nervenzellen

was wir zunächst verstehen müssen...

MEMRANPOTENTIAL: 

...die spannungsgesteuerte Durchlässigkeit von Na+ und K+ Kanälen in Zellmembranen:

1. Grundlage - Das Ruhepotential:

• ...und die "Die Natrium-Kalium-Pumpe"
• ...und die nicht spannungsgesteuerten"Kalium-Kanäle"

(Im Zustand des Ruhepotentials sind die spannungsgesteuerten Na+ Kanäle fast vollständig geschlossen. Nur eine geringe Anzahl von Natrium-Ionen kann durch sogenannte Leckströme in die Zelle fließen.)

Die Natrium-Kalium-Pumpe:

Die Natrium-Kalium-Pumpe ist ein aktiver Transportmechanismus, der ATP verbraucht, um kontinuierlich Natrium aus der Zelle und Kalium in die Zelle zu pumpen, womit das Ruhe*potential aufrechterhalten wird.

*Potential = Ladung ( + ) oder ( - ) an einem Punkt 1

Die "spannungsunabhängigen Kalium-Kanäle":

Die meisten spannungsabhängigen Kaliumkanäle sind im Ruhezustand geschlossen. Es gibt jedoch bestimmte Typen wie die spannungsunabhängigen Kalium-Einwärts-Gleichrichter-Kanäle (Kir), die geöffnet sind und den Kaliumausstrom ermöglichen.

ZUSAMMENFASSUNG:

(a) Ruhepotential:

• Die Natrium-Kalium-Pumpe arbeitet kontinuierlich...
• um das Ruhepotential aufrechtzuerhalten
• "pumpt" 3x Na+ aus der Zelle
• "pumpt" 2x K+ in die Zelle pumpt
• wobei sie Energie (ATP) verbraucht (aktiver Transportmechanismus)
• Zellinneres wird negativiert

(b) Ruhepotential:

2. Grundlage - Aktionspotential (AP): 

Bild oben: spannungsabhängige Durchlässigkeit der NA+ bzw. K+ Kanäle ...d.h. das Aktionspotential (AP) beeinflußt die Durchlässigkeit der NA+ bzw. K+ Kanäle

Spannung* = Unterschied von (+) und (-) im Äußeren und Inneren einer Zelle

ZUSAMMENFASSUNG:

• Reiz (Umwelt)
• spannungsabhängige Na+ Kanäle öffnen sich schnell
• Einstrom von Na+ in die Zelle
• die Membran "depolarisiert" (bzw. das Zellinnere positiviert + ) = AKTIONSPOTENTIAL

3. Grundlage - "Hyperpolarisation" und "Refraktärzeit"

Die Hyperpolarisation ist...
• die Phase der relativen Refraktärzeit
• langsam schließenden Kaliumkanäle
• vorerst noch strömen noch mehr Kaliumionen aus der Zelle als im Ruhezustand.  
• Zellinnere ist kurzzeitig negativer als im Ruhezustand
• relative Unerregbarkeit der Zelle

4. Grundlage: ("Repolarisation): ...Rückkehr zu Ruhezustand

Repolarisation ist die Wiederherstellung des Ruhepotenzials einer Zelle nach einer Erregung (Depolarisation). 

• spannungsgesteuerte K+ Kanäle öffnen sich 
• Ausstrom von K+ aus der Zelle
• die Membran wird wieder "polarisiert" (bzw. das Zellinnere negativiert - )

___________

NERVENZELLEN: Aufbau und Funktion

5. Grundlage - Schwannsche -Zellen:

Schwannsche-Zellen haben im peripheren Nervensystem drei Hauptfunktionen:

1. Sie bilden eine isolierende Myelinscheide um Nervenfasern (Axone)

2. Sie ernähren und stützen die Axone

3. Sie regenerieren Nervenfasern nach Verletzungen. Hauptfunktionen

5. Grundlage - Die Myelinscheide:

...der Beschleuniger der AP Weiterleitung

Die Myelinscheide ist eine lipidreiche (Fett-) Schicht, die die Axone der Schwannsche-Zellen umgibt.

AufBAU: (Siehe Abb. unten)

Exkurs: Aktive Erregungsleitung:

...ist LANGSAM (Aktionspotentiale (APs) müssen auf der ganzen länge des Axons aufgebaut werden (..."das AP muss zu Fuß gehen")

FUNKTION: ...Passive Erregungsleitung

• Passive Erregungsleitung: Aktionspotentiale (APs) werden nur noch an den sogenannten Ranvier-Schnürringen (ohne dicke Myelinscheide) aufgebaut (..."das AP "springt")
• Passive Erregungsleitung: In der Schwannsche-Zellen *verhindert die isolierende Myelinscheide die Bildung von APs
• weshalb die elektrotonische Ausbreitung der Depolarisation verlustarm über diese weite Strecke möglich ist (größere Membranlängskonstante).
• Die verringerte Membrankapazität beschleunigt dabei die Umladung der Membran (kleinere Membranzeitkonstante).

*d. h.: der Fluß von Na+ und K+ Ionen durch die Membran ins Zellinnere wird durch die Myelinscheide verhindert (Bildung von APS so nicht möglich). 

Wie funktioniert der "Sprung" von APs?

...AP "Sprung" durch Axon + Myelinscheide:

• Reiz
• 1tes AP am Axon des 1ten Schnürrings (ohne Myelinscheide) entsteht
• Zellinneres des Axons des 1ter Schnürring = positiviert (+) 
• "Sprung": schnelle Leitung von Ladung / Ionen (+) durch das Axon mit Myelinscheide zum 2ten Schnürring 
• (+) Ladung / Ionen am 2ten Schnürring und löst 2tes AP aus
•  --> usw.

Noch genauer? ...Fragt euren Physik Lehrer!

Physik meets "Bio":

...Grundlagen der Saltatorischen Erregungsleitung

1. Grundlage: Elektrischer Stromfluss

Elektrischer Stromfluss ist die gerichtete Bewegung von elektrischen Ladungsträgern...

• meist Elektronen (e-) in Metallen
• Elektronen bewegen sich von: ( - ) Pol zum ( + ) Pol (Spannungsquelle)
• Der Fluss wird in Ampere (A) gemessen = Stromstärke

Stromkreis:

• Spannungsquelle (z. B. einer Batterie)
• Leiter (z. B. einem Kabel)
• Verbraucher (z. B. einer Glühbirne) besteht.

2. Grundlage: Die Galvanische Zelle (Batterie)

Eine galvanische Zelle ist eine elektrochemische Vorrichtung...

• chemische Energie --> Redoxreaktion --> elektrische Energie

Bestandteile:

• 2 Halbzellen (Elektroden in Elektrolytlösungen)

• Ionenleiter (z.B. eine Salzbrücke oder ein Diaphragma)

• Elektronenleiter (einen externen Draht) verbunden sind.

Das Prinzip: (räumlich getrennte Oxidation und Reduktion)

• 1te Halbzelle: Anode ( - ) Pol = Oxidation (e- Abgabe)
• e- fließen über einen externen Draht (= elektrischer Strom)
• 2te Halbzelle: Kathode ( + ) Pol = Reduktion (e- Aufnahme)

Ladungsausgleich:

2te Halbzelle --> SO4 (2-) --> Ionenleiter (Salzbrücke) --> SO4 (2-) --> 1te Halbzelle

• ("Rück"-) Fluss von negativen Ladungsträgern: SO4 (2-)

Video: https://youtu.be/x30aVUkwLmQ

3. Grundlage - elektrische Spannung: ... die Differenz von Potential 1 und Potential 2

Spannungsquelle (z.B. Batterie) erzeugt: Die elektrische Spannung (U).

Die elektrische Spannung ist der "Druck", der Elektronen in einem Stromkreis antreibtund sie dazu bringt, sich zu bewegen...

• Potentiale: Ladungszustand von Punkt 1: [z.B. ( + ) Pol] und Punkt 2: [z.B. ( - ) Pol]
• Potenzialdifferenz zwischen zwei Punkten [z.B. ( +) Pol und ( - ) Pol einer Batterie]
• Einheit Volt (V).

Video: https://youtu.be/lRc3fTEq5b8

Wichtige Merkmale

• Entstehung: Spannung entsteht, wenn elektrische Ladungen getrennt sind, z.B. durch eine Batterie mit einem positiven und einem negativen Pol.
• Die Stromstärke (Q): ...ist die Menge an elektrischer Ladung, die pro Sekunde durch einen Leiter fließt, und wird in der Einheit Ampere (A) gemessen.
• Spannung und Stromstärke: Spannung und Stromstärke sind miteinander verbunden. Mit zunehmender Spannung steigt auch die Stromstärke (bei gleichbleibendem Widerstand).

4. Grundlage: Der elektrische Widerstand

Der elektrische Widerstand (R) ist eine physikalische Größe...

• wie stark ein Leiter (z.B Cytosol im Axon) den Strom(bzw. Ionen-)fluss behindert. 
• Verhältnis von Spannung (U) zu Stromstärke ( I ): 𝑅=𝑈/𝐼) 
• Einheit = Ohm (Ω)

Definition...

• Definition: Je größer der Widerstand, desto mehr Strom wird gebremst.

Video: https://studyflix.de/elektrotechnik/elektrischer-widerstand-3284

5. Grundlage: Die spezifische Widerstand

Einflussfaktoren (Widerstand):

• Material: Unterschiedliche Materialien haben eine unterschiedliche elektrische Leitfähigkeit.
• Geometrie: Die Länge und der Querschnitt des Leiters spielen eine Rolle. Ein längerer Leiter hat einen höheren Widerstand, während ein größerer Querschnitt den Widerstand verringert.
• Temperatur: Die Temperatur beeinflusst den Widerstand des Materials.

Spezifischer Widerstand (p = rho): Diese Faktoren werden im spezifischen Widerstand (ρrho𝜌) zusammengefasst, der eine Materialeigenschaft ist. 

Für einen Draht gilt die Formel: R = ρ x l / A

Dabei gilt:

• R: Elektrischer Widerstand (in Ohm Ω)
• A: Querschnittsfläche des Leiters (in Quadratmetern, m2)
• 𝑙: Länge des Leiters (in Metern, m) 

Video: https://studyflix.de/elektrotechnik/spezifischer-widerstand-1982/video

6. Grundlage: Die elektrische Leitfähigkeit

Die elektrische Leitfähigkeit ist eine physikalische Eigenschaft...

• wie gut ein Stoff (z.B Cytosol im Axon) elektrische Ladungsträger (bzw. Ionen) leitet
• Kehrwert des spezifischen Widerstands 
• Formelzeichen σ (Sigma) 
• Einheit = Siemens pro Meter (S/m)

Wichtige Aspekte der elektrischen Leitfähigkeit:

• Definition: Die elektrische Leitfähigkeit (σ) ist das Maß für die Fähigkeit eines Stoffes, elektrische Ladungsträger zu transportieren.
• Mathematischer Zusammenhang: Sie ist der Kehrwert des spezifischen Widerstands (ρ). σ = 1/ρ
• Abhängigkeit: Die Leitfähigkeit hängt von der Art und Dichte der Ladungsträger, ihrer Beweglichkeit und der Temperatur ab.

Ladungsträger: 

• In Metallen = freie Elektronen 
• In Flüssigkeiten oder Geweben = Ionen

7. Grundlage: Spannungssteuerung von Ionenkanälen

Spannungsgesteuerte Ionenkanäle sind in Zellmembranen eingebettet.

Spannungssteuerung von Ionenkanälen:

• Ionenkanäle (Kanalproteine) besitzten: Spannungssensoren!
• Aktionpotential: Änderung des Ladungszustands von Ionenkanal 1
• Ionenkanal 1 (Konformationsänderung): Öffnung oder Schließung

Diese Funktion ist entscheidend für die Entstehung und Weiterleitung von Aktionspotentialen in elektrisch erregbaren Zellen wie Nerven- und Muskelzellen.

Mechanismus der Spannungssteuerung

• Spannungssensor: Der Kanal enthält geladene Aminosäuren in bestimmten Abschnitten (Domänen), die auf Veränderungen des elektrischen Feldes über der Zellmembran (Spannung) reagieren.
• Konformationsänderung: Die Spannungsänderung führt zu einer mechanischen Verschiebung dieser geladenen Sensoren, was wiederum eine Änderung der Gesamtstruktur des Proteins auslöst.
• Öffnen und Schließen: Diese Konformationsänderung öffnet oder schließt die ionenleitende Pore des Kanals und reguliert so den Ionenfluss.
• Zwei-Tore-Mechanismus: Viele spannungsgesteuerte Kanäle haben zwei Tore: Ein Aktivierungs-Tor öffnet sich schnell bei einer Depolarisation (Membran wird positiver), während sich ein Inaktivierungs-Tor bei einer Repolarisation langsamer schließt (Membran wird wieder negativer), was zur Deaktivierung des Kanals führt.

Beispiele für spannungsgesteuerte Kanäle:

• Natriumkanäle: Werden bei einer Depolarisation aktiviert und ermöglichen einen schnellen Einstrom von Natriumionen, was die Erzeugung von Aktionspotentialen in Nervenzellen ermöglicht.
• Kaliumkanäle: Ermöglichen den Ausstrom von Kaliumionen, wodurch das Membranpotential wieder auf den Ruhezustand zurückgestellt wird.
• Kalziumkanäle: Öffnen sich ebenfalls bei Depolarisation und lassen Kalziumionen in die Zelle fließen. Dieses Kalzium ist wichtig für die Freisetzung von Neurotransmittern in Synapsen und für die Muskelkontraktion. 

Exkurs ENDE

Die saltatorische Erregungsleitung

Beschleunigung der Reizweiterleitung: 

Prinzip: ...Häufigkeit verringern mit der ein Aktionspotential (AP) gebildet werden muss!

__________________

Exkurs: Wiederholung

Spannungssteuerung von Ionenkanälen:

• Ionenkanäle (Kanalproteine) besitzten: Spannungssensoren!
• Aktionpotential: Änderung des Ladungszustands von Ionenkanal 1
• Ionenkanal 1 (Konformationsänderung): Öffnung oder Schließung

Spannungsgesteuerte Kanäle haben zwei Tore:

• Ein Aktivierungs-Tor öffnet sich schnell bei einer Depolarisation = Aktionpotential (Membran wird positiver)
• Ein Inaktivierungs-Tor schließt sich langsam bei einer Repolarisation (Membran wird wieder negativer), was zur Deaktivierung des Kanals führt. (= Rückkehr zum Ruhepotential)

__________________

1. Ruhepotential ("Polarisation")

• negatives ( - ) Membranpotential
• Innenseite der Zellmembran *negativer geladen als die Außenseite

* (Cl- und organische Anionen* = A-):

2. Aktionpotential (Depolarisation): ... "Springen" von Schnürring zu Schnürring

• Reiz / Nervenimpuls...
• 1tes Aktionpotential (Ladungsänderung) am Axonhügel
• Ladungsänderung von Na+ und K+ Kanälen am 1ten Ranvier-Schnürring --> Na+ und K+ Kanäle (Konformationsänderung): Öffnung

• Na+ und K+ Ionen Einfluss ins Innere des Axons (Cytosol) --> Positivierung des Zellinneren (sogenannte Depolarisation)

Ergebnis = Potential am 1ten Ranvier-Schnürring (+)

_______SPANNUNG (+ / -): zwischen Schnürring 1 und 2

Ruhezustand = Potential am 2ten Ranvier-Schnürring (-)

• Ionenfluß + (vor allem Na+) durch *Internodien 

*Internodien: Axonabschnitt (isoliert durch eine Fettschicht = Myelinscheide) ohne spannungsabhängige Ionenkanäle

• Ionenfluß (+) erreicht 2ten Ranvier-Schnürring (-)
• Ladungsänderung von Na+ und K+ Kanälen am 2ten Ranvier-Schnürring --> Na+ und K+ Kanäle (Konformationsänderung): Öffnung

• Na+ und K+ Ionen Einfluss ins Inneredes Axons (Cytosol)--> Positivierung des Zellinneren (sogenannte Depolarisation)

Saltatorische vs. kontinuierliche Erregungsleitung:

• Die saltatorische Erregungsleitung ist schneller als die kontinuierliche Erregungsleitung, weil:
• das Aktionspotial von Ranvier-Schnürring zu Ranvier- Schnürring "springen" kann
• und nicht kontinuierlich ("zu Fuß") die gesamte Länge der Nervenfaser (Axon) durchlaufen muss.

Weitere Veranschaulichungen...

Saltatorische Erregungsleitung

Da der Vorgang der Bildung eines Aktionspotentials der eigentlich zeitaufwändige bei der Fortleitung einer Erregung ist – und für jeden Membranabschnitt, der depolarisiert wird, wiederholt werden muss – kann die Erregungsleitung beschleunigt werden, wenn die Häufigkeit verringert wird, mit der ein Aktionspotential erneut gebildet werden muss.

Letzteres wird durch das "Springen" des Aktionspotential von Schnürring zu Schnürring ermöglicht

"Sprung": Na+ Ionen fliessen schnell entlang der Spannung zwischen Potential 1  ( + ) und Potential 2 ( - )

So funktioniert die Saltatorische Erregungsleitung...

• Isolierung durch Myelinscheide: Die Myelinscheide (Fettschicht) umgibt das Axon (Nervenfaser) wie eine Isolierung und verhindert, dass an diesen Stellen Ionen ( + und - Teilchen) durch die Membran strömen.
• Lücken an Ranvier-Schnürringen: An den Ranvier-Schnürringen, den Lücken zwischen den Myelinscheiden, ist die Membran freigelegt und mit spannungsabhängigen* Ionenkanälen** bestückt.

Weitere Veranschaulichungen...

Aktionspotential (Bild 1)

Aktionspotential (Bild 2)

Weitere Veranschaulichungen...

Ruhepotential

Ruhezustand:

• negatives ( - ) Membranpotential, da die Innenseite der Zellmembran negativer geladen (organische Anionen* = A-):  ist als die Außenseite

*organische Anionen: z. B.  Proteine und  organische Stoffwechselprodukte

Reizübertragung - Synapse:

Impulsübertragung zur nächsten Nervenzelle:

• Am Ende des Axons, den Endknöpfchen, wird der elektrische Impuls in ein chemisches Signal umgewandelt.
• Der elektrische Impuls erreicht die Synapse, die winzige Lücke zwischen zwei Nervenzellen.

• Neurotransmitter, chemische Botenstoffe, werden ausgeschüttet und überwinden den synaptischen Spalt.

• Sie binden an Rezeptoren der nachfolgenden Nervenzelle und lösen dort erneut ein elektrisches Signal aus.

"Reiz-Verarbeitung": ...der Körper reagiert

Das gesamte Nervensystem insbesondere...

• Gehirn 
• Rückenmark
• verarbeiten die weitergeleiteten Signale
• Reizreaktion = Körperfunktion

Der "Geschmackssinn"

Der Geschmackssinn ist ein chemischer Sinn...

STICHWÖRTER:

• 5 fünf Grundgeschmacksrichtungen: süß, sauer, salzig, bitter und `*umami
• Zunge
• Rachen
• Geschmacksknospen
• Geschmacksrezeptoren
• Umwandlung chemische Reize in elektrische Signale
• Gehirn

*umami (japanisch: 'Schmackhaftigkeit') zählt neben süß, sauer, salzig und bitter zu den grundlegenden Geschmacksrichtungen des Menschen.

"Geschmack"

Kombination aus:

• Geschmack-
• Geruch-
• Tast-
• Temperatur- Empfindungen

"Das Schmecken"

So funktioniert der Geschmackssinn

• Chemosensor: Der Geschmackssinn ist ein chemischer Sinn, der auf die Anwesenheit von Geschmacksstoffen reagiert.
• Geschmacksrezeptoren: Winzige Geschmacksrezeptoren befinden sich in den Geschmacksknospen auf der Zunge und im Rachen.
• Signalkette:
  • Chemische Stoffe aus Nahrungsmitteln lösen sich im Speichel und gelangen zu den Rezeptoren.
  • Die Rezeptoren wandeln die chemischen Reize in elektrische Signale um.
  • Diese Signale werden über Nervenbahnen an das Gehirn weitergeleitet.
  • Im Gehirn wird das Signal verarbeitet, was zur Wahrnehmung des Geschmacks führt.

Der gesamte Geschmackseindruck:

• Was wir als "Geschmack" im Alltag bezeichnen, ist eine Kombination aus mehreren Sinnen.
• Der Geruchssinn ist dabei ein wichtiger Bestandteil, da Geruchs- und Geschmackssignale im Gehirn zusammengeführt werden.
• Tast- und Temperaturempfindungen, zum Beispiel die Wärme einer Suppe oder die Textur eines Lebensmittels, tragen ebenfalls zum Gesamterlebnis bei.

Organische Bestandteile - System: ..."Schmecken "

Die Zunge:

Die Zunge ist ein muskulöses Organ...

STICHWORTE:

• Mundhöhle
• 3 Hauptfunktionen: Schmecken, Sprechen und Schlucken
• Schleimhaut
• Geschmacksknospen
• Papillen für das Tast- und Temperaturempfinden
• Beweglichkeit (Formen des Nahrungsbreis, Sprechen und Schlucken)

Hauptfunktionen

• Schmecken (Gustation): Durch Geschmacksknospen auf der Oberfläche nimmt die Zunge Geschmäcker wahr.
• Sprechen (Artikulation): Ihre Beweglichkeit ist entscheidend für die Artikulation von Wörtern.
• Schlucken (Deglutition): Sie formt die Nahrung zum Schlucken und schiebt sie in Richtung Rachen, um den Schluckvorgang einzuleiten.
• Nahrungsbearbeitung: Sie mischt die Nahrung mit Speichel und schiebt sie während des Kauens zwischen die Zähne.

Aufbau

• Muskulatur: Die Zunge besteht aus inneren und äußeren Muskeln, die ihr Form und Beweglichkeit verleihen.
• Oberfläche: Sie ist mit einer Schleimhaut überzogen, die Zungenpapillen enthält.
• Aufteilung: Man kann die Zunge grob in drei Teile unterteilen: Zungenspitze, Zungenkörper und Zungenwurzel.
• Blut- und Nervenversorgung: Die Zunge ist gut durchblutet und mit vielen Nerven versorgt.

Der "Rachen" (Pharynx) :

Der Rachen (Pharynx) ist ein muskulärer Schlauch...

STICHWORTE: 

• liegt hinter Nase und Mund 
• verbindet Luft- und Speisewege (bevor sich diese in die Speiseröhre und die Luftröhre aufteilen)
• Durchgang für die Luft zum Atmen 
• Durchgang für die Nahrung zum Schlucken 
• Rolle bei der Abwehr von Krankheitserregern (durch lymphatisches Gewebe wie die Mandeln)

Funktionen und Aufgaben:

• transportiert eingeatmete Luft 
• transportiert Nahrung

• Beim Schlucken schließen sich die Rachenmuskeln zusammen...
• um den Speisebrei nach unten zu transportieren
• gleichzeitig verschließt ein *Muskel die Luftröhre (um zu verhindern, dass Nahrung in die Lunge gelangt)

*Kehldeckel (Epiglottis)

Anatomische Einteilung:

• Nasenrachen (Nasoharynx): Der obere Teil, der hinter der Nasenhöhle liegt.
• Mundrachen (Oropharynx): Der mittlere Teil, der hinter der Mundhöhle beginnt.
• Kehlkopfrachen (Laryngopharynx): Der unterste Teil, der am Kehlkopf vorbeiführt und den Weg zur Speiseröhre und Luftröhre teilt. 

Der "Tastsinn"

Der Tastsinn ist die Fähigkeit der... Wahrnehmung von...

STICHWORTE:

• Berührungen
• Druck 
• Vibration
• Temperatur
• Schmerz 

Tastorgane:

• Haut
• Fingerkuppen
• Zunge 
• Lippen 
• andere Sinnesorgane... 

"Das Tasten" (bzw. "Berührungen Fühlen"):

• Haut: mechanische Rezeptoren (und andere Sinneszellen) 
• Umwandlung von "Berührungs"- Reizen in elektrische Signale
• Weiterleitung an das Gehirn 

FUNKTION:

Sinneswahrnehmungen:

• Wahrnehmung von Druck, Berührung und Vibration
• Wahrnehmung von Wärme, Kälte und Schmerz

Sinnesorgane:

• Die Haut ist das größte Sinnesorgan
• enthält Sinneszellen: Mechanosensoren
• Andere Sinnesorgan: wie die Fingerkuppen, die Zunge und die Lippen sind besonders empfindliche "Tastorgane"
• Gehirn

Signalübertragung:

• Sinneszellen...
• leiten Informationen über Nervenenden...
• an das Gehirn (Verarbeitund und interpretation) 

Das Gehirn filtert wichtige Reize heraus:

• wichtig: 
• unwichtig: Kleidung auf der Haut (eher ausgeblendet)

Bedeutung:

Der Tastsinn ist lebensnotwendig... (dient nicht nur der Sinneswahrnehmung)

• Warnsystem: bsw. vor heißer oder spitzer Gegenständen
• Soziale Interaktion 
• Wohlbefinden: bsw.  profitieren Frühgeborenen von Hautkontakt 
• Orientierung
• Nahrungssuche

Fazit: Sinnesorgane

"ANTENNEN" (Signal Empfang)

= Augen, Ohren, Nase, Zunge, Haut...

"ENDGERÄT" (Signal Verarbeitung) 

= Gehirn (hier ist der eigentliche Ort an dem wir: Sehen, Hören, Schmecken, Fühlen...)

Kapitel 3: Wachstum und Entwicklung des Menschen... "vom Ei zum Huhn"

STICHWORTE:

• körperliches Wachstum 
• Entwicklung geistiger Fähigkeiten

Körperliches Wachstum:

• Zellteilung 
• Wachstumshormone (z.B. Somatotropin)
• Phasen 
• Genetische Voraussetzungen
• Umweltfaktoren
• Ernährung

Vorgeburtliche Entwicklung: 

• Samenzelle (männlich)
• Befruchtung: Eizelle (weiblich)
• Embryo
• geburtsreifes Kind

Nachgeburtliche Entwicklung: ..."vom Säugling bis zum Greis"

WACHSTUMSPHASEN:

Babyalter (1. - 3.  Lebensjahr):

• höchstes Wachstum

Kindheit und Jugend: 

• Wachstum: ungleichmäßig
• Bei Jungen: pubertäre Wachstumsschub oft erst mit 14 Jahren

Jugend (bis ca. 14. Lebensjahr): 

• Mädchen wachsen oft früher als Jungen. 
• Bei beiden Geschlechtern: Wachstum von fünf bis acht Zentimetern

Erwachsenenalter:

• Das körperliche Wachstum endet...
• ...wenn die Wachstumsfugen der Knochen sich schließen
• typischerweise zwischen 15 und 18 Jahren

Faktoren, die Wachstum und Entwicklung beeinflussen

Genetik: 

• genetische Veranlagung (z.B. Körpergröße)
• "inneres Programm" 

Hormone: 

• Wachstumshormon: Somatotropin (Hirnanhangdrüse)

• Wachstumsprozess

• Fettstoffwechsel. 

Ernährung: 

• Gesunde Ernährung: mit Nährstoffen und Vitaminen

• Wachstumsprozess

• Lebensdauer

Umwelt: 

• Umweltfaktoren 

• Wachstumsprozess

Entwicklung von Fähigkeiten

• aufrechter Gang
• Veränderungen der Schädelform

• Zunahme des Gehirnvolumens 
• Entwicklung kognitiver Fähigkeiten: Sprache, Kultur und komplexes Denken

Die Embryogenese

Die Embryogenese ist der Prozess beginnend mit der Befruchtung und endend mit der Entwicklung grundlegender Organstrukturen...

STICHWORTE:

• Samenzelle (männlich)
• Befruchtung: Eizelle (weiblich)  = Zygote
• *Mitose: Zellteilung (Furchung)
• Blastozyste
• Gebärmutter / Uterus
• Keimblätter
• Gastrulation
• Faltungen
• Zelldifferenzierung (Gewebe, Organe)
• Embryo
• 3. bis zur 8. Schwangerschaftswoche  
• Ausbildung der Organanlagen (Organogenese)

_________

Fetogenese

• Phase schnellen Wachstums
• bis zur Geburt andauert.

______

Exkurs: Mitose vs. Meiose

*Mitose und Meiose sind beides Zellteilungsprozesse, unterscheiden sich aber grundlegend in ihrem Ergebnis: Die Mitose erzeugt aus einer Zelle zwei genetisch identische, diploide (doppelte) Tochterzellen für Wachstum und Reparatur. Die Meiose erzeugt vier genetisch unterschiedliche, haploide (einfache) Tochterzellen (Keimzellen) für die sexuelle Fortpflanzung.  

Mitose: (Schema)

(Bild oben: Mitose: Ergebnis = 2x diploide Tochterzellen)

Meiose: (Schema) = spezieller Zellteilungsprozess zur Bildung von Geschlechtszellen wie Eizellen und Spermien

(Bild oben: Meiose: Ergebnis = 4x haploide Tochterzellen bzw. Geschlechtszellen = Keimzellen = Gameten)

_____Exkurs ENDE

weiter.... Embryogenese

Wichtige Phasen und Merkmale:

Start der Embryogenese: (Blastogenese)

1. KEIMSTADIUM (Blastogenese):

• Befruchtung der Eizelle (durch Samenzelle) = Zygote ("Stunde Null")
• Furchung = Zellteilungen von 2 - 16 Zelldtadium (ca. 24 - 72h) 
• Entstehung = Blastozyste (ca. 3. - 4. Tag)
• Einnistung (Nidation) der Blastozyste in die Gebärmutterwand (ca. 5. - 6. Tag)
• *Gastrulation: formt die drei Keimblätter, aus denen sich alle Organanlagen und Gewebe entwickeln
• Neurulation: ist für die Bildung des Neuralrohrs verantwortlich, aus dem das Gehirn und Rückenmark hervorgehen.
• Organogenese: ist der Prozess, bei dem sich die Organe bilden. (Ende Blastogenese bis Ende Embryogenese.)
• endet nach etwa 8 Wochen bei Menschen = Embryo (5. - 8. Woche)

Die Blastozyste

*Eine Blastozyste ist ein Stadium der frühen Embryonalentwicklung, das etwa fünf bis sechs Tage nach der Befruchtung erreicht wird. Sie besteht aus einer inneren Zellmasse (dem Embryoblast, aus dem der Fötus entsteht) und einer äußeren Hülle (dem Trophoblast, aus dem die Plazenta entsteht), umgeben von einer flüssigkeitsgefüllten Höhle.  

Die Faltungen der Blastozyste

Nach Abschluss der Gastrolutation:

** Die Faltung der Blastozyste während der Embryogenese, hauptsächlich während der vierten Woche, ist ein Prozess, bei dem sich die zuvor flache *Keimscheibe dreidimensional formt. Dies geschieht durch zwei Hauptfaltungen: die kraniokaudale Abfaltung (in Längsrichtung) und die laterale Abfaltung (seitlich), wodurch das Darmrohr und das zukünftige zentrale Nervensystem sowie die Leibeswand entstehen. Dieser Prozess ist notwendig, um den embryonalen Körper von den Anhangsorganen abzugrenzen. 

Video: Gastrolution (Entwicklung der 3 Keimblätter)

https://youtu.be/MeyZ3eoZ_64

Die Gastrolation: Die zweiblättrigen Keimscheibe

Bildung...Der zweiblättrige Keimscheibe ... in der Blastozyste

*Die zweiblättrige Keimscheibe (frühe Gastrula der Blastozyste): ist eine Struktur im frühen Embryo, die sich während der Embryogenese (der Embryonalentwicklung) aus zwei Keimblättern entwickelt:

• 1tes Keimblatt: Epiblast (Epiblasten werden später zum Ektoderm und zum reifen Endoderm )
• 2tes Keimblatt: Hypoblast (Hypoblasten werden zum primitiven Endoderm = Übergangsschicht und zum primitiven Dottersack)

Abb. oben: Zweiblättrigen Keimscheibe: Mesodermentwicklung, Epiblast (entwickelt sich später zum reifen Endoderm und Ektoderm) und Hypoblast (entwickelt sich später zum primitiven Endoderm und Dottersack)

Die Gastrolation: Die dreiblättrigen Keimscheibe

Bildung...Der dreiblättrige Keimscheibe ... in der Blastozyste

• 3tes Keimblatt: Mesoderm  (Entstehung = Epiblasten wandern durch den Primitivstreifen zwischen zwischen Epiblast und Hypoblast)

*Die dreiblättrige Keimscheibe: Während der weiteren Gastrulation bildet sich aus den Epiblasten der zweiblättrigen Keimscheibe in der Blastozyste, die drei Keimblätter: Ektoderm, Mesoderm und Endoderm.

Diese 3 Keimblätter sind die Grundlage für die Entwicklung aller Gewebe und Organe des späteren Körpers! 

Abb. links - Blastozyte: Amnionhöhle oberer Teil, Dottersack unterer Teil, dazwischen... Die zweiblättrige Keimscheibe aus Epiblast und Hypoblast

Abb rechts - Enstehung der dreiblättrigen Keimscheibe: Ektoderm, Mesoderm und Endoderm entstehen...

Die Gastrulation (Zusammenfassung)

*Die Gastrulation ist die Phase der Embryogenese, die beim Menschen die Einstülpung der *Blastozyste und die anschließende Bildung der drei Keimblätter umfasst. Sie folgt auf die Blastulation und ist durch umfangreiche Zellbewegungen gekennzeichnet. 

Diese Keimblätter sind die Grundlage für die Entwicklung aller Gewebe und Organe des späteren Körpers.

Video: Gastrolution (Entwicklung der 3 Keimblätter)

https://youtu.be/MeyZ3eoZ_64

Nach Abschluss der Gastrolutation:

Die Faltungen der Blastozyste

** Die Faltung der Blastozyste während der Embryogenese, hauptsächlich während der vierten Woche, ist ein Prozess, bei dem sich die zuvor flache *Keimscheibe dreidimensional formt. Dies geschieht durch zwei Hauptfaltungen: die cranial("Kopf")caudale("Schwanz") und die laterale Abfaltung, wodurch das Darmrohr und das zukünftige zentrale Nervensystem sowie die Leibeswand entstehen. Dieser Prozess ist notwendig, um den embryonalen Körper von den Anhangsorganen abzugrenzen. 

Die kraniokaudale Abfaltung  

Die kraniokaudale Abfaltung ist eine wichtige Gewebeverformung...

• während der embryonalen Entwicklung
• Embryo krümmt sich entlang seiner Längsachse (C-Form)
• Teile der Dottersackes werden intraembryonal aufgenommen = Beginn der Darmbildung 
• Verlagerung von Herz und Septum transversum (Zwerchfell) nach unten

 Wie die kraniokaudale Abfaltung funktioniert:

• Längenwachstum: Das Neuralrohr und das Ektoderm wachsen stark in die Länge.
• Krümmung: Dieses Längenwachstum bewirkt eine Krümmung des Embryos, wobei sich das Kopf- und Schwanzende nach unten biegen und die ursprüngliche flache Form einer C-Form weicht.
• Drehung: Strukturen im Kopfbereich (cephal) drehen sich um 180∘180 raised to the composed with power180∘.
• Vom Kopf zum Schwanz: Die kraniokaudale Abfaltung findet in Längsrichtung statt, vom Kopf (cranio) zum Schwanz (caudal).

Folgen der Abfaltung

• Bildung des Darmes: Ein kleiner Teil des Dottersacks wird in den Embryo aufgenommen und bildet den Anfang des Darmrohrs.
• Verlagerung von Organen: Das Herz und die Anlage des Zwerchfells (Septum transversum), die zunächst am oberen Ende des Embryos liegen, werden nach unten verlagert.
• Trennung des Darms: Die Darmrohr wird vom Dottersack getrennt, wobei der Dottergang (Ductus omphaloentericus) zunächst eine Verbindung zum Dottersack bleibt.
• Aufnahme des Dottersacks: Der Dottersack wird teilweise innerhalb des Embryos verschlossen, um den Darm zu bilden. 

Abb. 1: Cranialcaudale Abfaltung - Aufsicht auf den rechten Teil der Leibeshöhle: Längsschnitt (Sagitalebene) der Leibeshöhle in einen rechten und linken Teil. A - C = cranialcaudale Abfaltung; D = Endstadium; blaue Struktur: deutet bereits die Lage des Enbryos an [hier Querlage: von links cranial nach rechts (caudal)]

Die laterale Abfaltung 

Die laterale Abfaltung ist ein Teil der embryonalen Entwicklung (4te SSW)...

• seitlichen Ränder der Keimscheibe rollen nach vorne...
• ...um einen zylindrischen Embryokörper zu bilden
• Entstehung des Darmrohrs...
• Entstehung der Leibeshöhle (intraembryonales Zölom)...
• ...durch das Umhüllen des langsamer wachsenden Endoderms mit dem schneller wachsenden Ektoderm

Die seitlichen Teile der zweidimensionalen Keimscheibe wachsen nach vorne (ventral).

Durch das Zusammenwachsen dieser Seiten entstehen die vordere und seitliche Körperwand, die eine Hohlraum, die sekundäre Leibeshöhle, einschließt.

Ähnlich schmiegt sich das Endoderm an, um das Darmrohr zu bilden. Ein Teil des Dottersacks wird so zum Mitteldarm, der anfangs noch über einen Verbindungsgang mit dem Dottersack verbunden ist. 

Abb. 2: Laterale Abfaltung - Aufsicht auf den unteren Teil der Leibeshöhle: Querschnitt (Transversalebene) in einen oberen und unteren Teil. A + B = laterale (seitliche) Abfaltung; C = Endstadium

Transversalebene (oder Querebene) ihn in einen oberen und einen unteren Teil teilt.  1n Teil der Leibeshöhle (z.B. oberer Teil)

"So richtig verstehe ich den Unterschied der lateralen von kraniokaudalen  Abfaltung selber nicht. Da fehlt es mir wohl an räumlichen Vorstellungsvermögen".

Der Hauptunterschied liegt in der Richtung der Faltung: 

• Die kraniokaudale Abfaltung ist eine Krümmung entlang der Längsachse (vom Kopf zu den Füßen), 
• während die laterale Abfaltung eine Krümmung entlang der Querachse ist, bei der sich die seitlichen Ränder nach unten einrollen. 
• Beide Prozesse sind wichtig für die Bildung der Organe und die Trennung der verschiedenen Körperstrukturen. 

Video: 

https://youtu.be/qMnpxP6EeIY

https://youtu.be/jj7R7ajWp8A

Organogenese:

Das Entstehen der Organanlagen aus den verschiedenen Keimblättern findet während der Embryogenese statt.

Ende der Embryogenese:

Nach etwa acht Wochen ist der Embryo so weit entwickelt, dass die Organe weitgehend gebildet sind.

ENDE Embryogenese: ..."Status Quo"

• Embryo (5. - 8. Woche)

Abb, oben: *Das Chorion (von altgriechisch χόριον 'Haut, Leder, Nachgeburt) ist die äußere der beiden Fruchthüllen des Embryos bzw. Fetus.

Zentrale Prozesse:

3. FETALPERIODE

Fetogenese:

Definition: Als Fetogenese bezeichnet man den biologischen Prozess der Entwicklung des Fötus. 

Die Fetogenese beginnt direkt nach der Embryogenese, etwa in der 9. SSW, und endet mit der Geburt. 

Während der Fetogenese, findet hauptsächlich das Wachstum des nun als Fötus bezeichneten Organismus statt. 

Fötus = erkennbarere äußere Form und grundlegendes Set an Organen

Abb. oben: Embrygenese und Fetogenese bis zur Geburt (38te SSW)

4. Wachstum bis zum Erwachsenen Menschen:

Körperliches Wachstum ist:

• Zunahme von Größe, Gewicht und Organvolumen, die von der Geburt bis zum Ende der Pubertät stattfindet.
• Es wird durch Zellteilung (Hyperplasie) und Zellvergrößerung (Hypertrophie) angetrieben.
• Endet wenn die Wachstumsfugen der Knochen verknöchern (meist zwischen 15 und 18 Jahren).
• Während dieser Phase ist eine gesunde Ernährung mit wichtigen Nährstoffen essentiell für eine optimale Entwicklung.