Anatomie Zusammenfassung PDF

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Wintersemester 2018 für Sportwissenschaftler...

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Anatomie und Physiologie 1. Einführung, Grundlagen, Definitionen; Knochen, Gelenke - morphologisch-strukturell (Aussehen) - funktionell (Funktionsweise) Anatomie: In der Medizin die Lehre vom Aufbau der Organismen. - gesunder Mensch (Beschreibung Struktur) - pathologische Anatomie: krankhaft verändert Physiologie: physikalischen, biomechanischen und informationsverarbeitende Funktionen der Lebewesen (Systeme zwischen Organen und Reizen) zB. Reflexbogen: Zusammenhang Rücken und Reizen (Fuß auf Nadel treten über Rückenmark zum Gehirn und Muskeln)

Terminologie: Gesamtbegriff aller Begriffe und Benennungen (Terminin) einer Fachsprache bezeichnet zB. Musculus Muskel, Os Knochen)

Knochen Arten: 1. lange/kurze Röhrenknochen zB. Oberarmknochen 2. kurze Knochen

zB. Handgelenk 8 kleine Knochen

3. Plattenknochen

zB. Schulterblatt, Schädel, Becken

Röhrenknochen

- an oberer Epiphyse Gelenkknorpel - dazwischen Epiphysenfuge Epiphyse Epiphysenfuge Metaphyse Diaphyse Periost (Knochenhaut)

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Knochenstruktur Spongiosa - im Knochen - schwammartig, warbenförmig - da drin Knochenmark Kortikalis - Knochenrinde - Stabilität im Knochen

Periost - Knochenhaut

- Zentralkanal mit Blutgefäßen - Osteon

-spongioser Knochen - zuführende Gefäße - Periost

links: Knie rechts: Schulter

Gelenke Gelenkarten: Kugelgelenk

Schulter, Hüfte

Sattelgelenk

Daumensattelgelenk

Ellipsoidgelenk oberes Kopfgelenk, Handgelenk Scharniergelenk Ellbogen, Fingergelenke Zapfengelenk

1+2 Wirbel der Wirbelsäule

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Gelenkaufbau

- zwei Knochenenden Kopf/Pfanne - Knorpel - Gelenkflüssigkeit - Gelenkinnenhaut - Kapsel - Bänder - Sehnen und Muskulatur - ggf. Gelenkzwischenhaut (Meniskus) Bewegungsebenen

Frontalebene (von vorn) Sagitalebene (von der Seite) Transversalebene (horizontal)

Frontalebene: Abduktion/Adduktion (Ab/Anspreizen) Sagitalebene: Flexion/Extension (Beugung/Streckung) Transversalebene: Innen/Außenrotation (nach innen/ nach außen drehen)

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Bestimmung des Bewegungsausmaßes:

- Neutral-Null-Methode

Bewegungsumfang Hüftgelenk: Flexion/Extension 130°/0°/10° Abduktion/Adduktion 40°/0°/20° Innen/Außenrotation 30°/0°/40°

2. Grundlagen Binde- und Stützgewebe/Knorpel/Muskulatur Gewebe: - mikroskopisch klein = Verbund gleichartiger differenzierterer Zellen gemeinsamer Funktionen - Zusammenhang zwischen Zelle und Intrazellularraum 4 Arten Gewebe im Körper

-

Binde - Stützgewebe Muskelgewebe Nervengewebe Epithelgewebe (Hautgewebe/Oberfläche)

Organe verschiedene Grundgewebe

Bindegewebe Zelle Fixe Zellen Fibroblasten

Extrazelluläre Matrix (Interzellularsubstanz) Fasern kollagene elastische

Grundsubstanz Glykosaminoglykane Proteoglykane Glykoproteine

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Interzellularsubstanz Grundsubstanz = „Kittsubstanz“

- Wasser, Elektrolyte, Zuckerverbindungen, Eiweiße (= Proteine) zB. Hormone Fasertypen: kollagene Fasern elastische Fasern retikuline Fasern Produzierende Zellen: Fibroblasten

Ursprung aller Formen: Entwicklung aus embryonalen Messenchym (Vorläufer Zellen können sich in jede Zelle entwickeln)

-

lockeres Bindegewebe: Füllgewebe, Verschiebeschicht (zB. zwischen Organen,Narben) straffes Bindegewebe: Sehnen, Bänder, Faszien, retikuläres Bindegewebe: gitterförmig, bestimmte Organe Fettgewebe

straffes Bindegewebe Charakteristika:

- großer Anteil an (Extralzellulare) Kollagene Fasern in der Interzellularsubstanz - Zellen -und Grundsubstanz wenig

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Sehnen Aufbau

-Kollagen Typ I -Tropokollagen —> —> —> Kollagenfibrille —> —> kollagene Fasern —> kollagene Faserbündel —> Sehne

-dicke, parallel zur Zugrichtung angeordnete Bindegewebszüge (Kollagenfasern)

-umschlossen von Bindegewebshülle -Sehnen verbinden Muskeln und Knochen -Gewebe besteht größtenteils aus Kollagenfasern -Kollagene bestehen aus Eiweißen -Schwammgewebe umschlossen von Bindegewebe Verlauf

-eingebettet in gefäßführendes Paratenon (gerade verlaufende Sehnen)

-Verlauf in Sehnenscheide (wenn über einen Knochenvorsprung laufend)

-Verbindung Muskel zu Knochen

Funktion

-Im Längsschnitt gewellt (entspannt) -max. bis 5% Längenzunahme -nur auf Zug belastbar Entspannt —> Gedehnt —> Teilriss —> komplett Riss

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Bänder Aufbau Unterschied zu Sehnen

- Verbindung zweier Knochen - höhere Elastizität (elastische Fasern) Sehnen: - Muskel zu Knochen Band: - Knochen zu Knochen

Stützgewebe 1. Knochengewebe - Denim (Zahnbein) Zelle: Osteozyten Interzellularsubstanz: - kollagen (Zugfestigkeit) - mineralische Substanz (Druckfestigkeit) 2. Knorpelgewebe a) hyaliner Knorper (Druckfest) b) Faserknorpel (Zugfestigkeit) c) elastischer Knorpel

Gelenkknorpel Eigenschaften/Funktion:

-

überzieht Gelenkflächen (1-4 mm Dicke) besitzt keine Blutgefäße/Nerven Produktion / Bestandteile (Chondroblasten —> Chondrozyten: Kollagenfasern/Proteoglykane) Ernährung des Knorpels durch Diffusion auf Druck: Flüssigkeitsabgabe bei Entlastung: Flüssigkeitsaufnahme

—> Belastungswechsel: optimale Versorgung (Immobilisation schlecht)

- dämpfende Wirkung (Verteilung der Last) —> z.B. Menisken - Gleitfähigkeit der Oberflächen optimiert: Synovialflüssigkeit

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2. Grundlagen und Funktionen der Muskulatur Muskelgewebe — Bewegungsgewebe

- verbunden über Sehnen mit Knochen - Entwicklung von Kräften (Bewegungsermöglichung und Haltung stützen) Formen (Feinbau und Aufgabe)

- glattes Muskelgewebe - Quergestreiftes Herzmuskelgewebe - Quergestreiftes Skelettmuskelgewebe glattes Muskelgewebe

-

muskuläre Hohlorgane: z.B. Verdauungssystem meist spindelförmige Zellen je einen Zellkern/Zelle (meistens sehr lang) Myofibrillen besitzen keine Querstreifung unwillkürliche Funktion langsame Reizantwort - geringe Ermüdung

Quergestreiftes Herzmuskelgewebe (Myokard)

-

Sarkomere (Querstreifung) zentral liegende Zellkerne Glanzstreifen als Verbindung zwischen den Zellen hohe Anzahl an Mitochondrien autonomes Erregungsleitungssystem (gesondertes System im Körper wie das Herz schlägt — nicht beeinflussbar)

Quergestreiftes Skelettmuskelgewebe

-

willkürliche Innervierung motorische Endplatte kurze Kontraktionen 2 Fasertypen:

- FT-Faser („fast twitch“) - IIa: ermüdungsresistenter - IIb: ermüdet schneller als IIa - ST-Faser („slow twitch“) - langsamer, ermüdungsresistenter - mehr Mytrohondrien, Sauerstoffverbrauch, Fettverstoffverbrennung

- können länger arbeiten 8

- muskelfasern arbeiten den isoliert - Zwischentyp zwischen ST-Fasern und FT-IIa_Fasern —> Intermediertyp - Muskelfaserbauch — muskelfaserbündel — sakomer — kontraktive element

- braucht ATP (Aktin und Miusin Elementen ) - ATP kommt von Reiz (Nerven Rückenmark zum Muskel Axion ) - Rückenmark ( mehrere Bestandteile eins davon Vorderhorn) gibt Nerv zum Muskel (Motorische Endplatte) dort dockt an Muskel —> Erregungsleitung

Typen:

-

spindelförmig gefiedert

z.B. Kniestrecker

einbäuchig mehrbäuchig z.B. Bauch zweiköpfig

z.B. Wade

platt parallelfasriger z.B. Unteramt

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- kontraktiles Element - Aktin und Myosinfilamente -

A-Band Bereich der Myosinfilamente I-Band myosinfrei H-Zone aktinfrei Z-Scheibe Abgrenzung

- Sakromäre von Z Scheiben begrenzt - dazwischen Aktien-und Myosienfilamente - Sakromer kleinste kontrahierte Element eines Muskels - Gehirnstamm (Hinterkopf) - —> Rückenmark (Verbindung Axion(Nerv)) im vorderen - —> Motorischen Nerv von Vorderhorn zur Motorischen Endplatte (ist an Muskelfaser) Funktion Muskulatur

- Muskelkontraktion (Filamentgleiten) - Muskelkraft/Reizfrequenz - Arbeitsweisen der Muskulatur (exz/konz/iso) Motorische Einheit

-alpha-Motoneuron -gamma-Motoneuron -Muskelfaser

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Axionspotential

Querbrückenzyklus

- nach Erregung der Muskelzelle wird Ca^(2+) frei

- Ca^(2+) berührt Aktinfilament - diese gleiten an Myosinfilament entlang

- Verkürzung des Sarkomers

1. Troponin-Tropomyosin-System verhindert Anlagerung des Myosinkopfes an Aktien 2. ATP spaltet sich in ADP und P 3. eintreffendes Aktionspotential macht Zellwände durchlässig für Ca^(2+) - Ca^(2+) bindet sich an Troponin 4. Bindungsstelle für Myosinkopf wird dadurch frei

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5. Anlagerung am Aktien - Abkippung des Myosinkopfes durch P-Freigabe - Kraftentfaltung 6. Aktin wird in Myosinfilament hineingezogen -Abgabe von ADP = Endstellung von Myosinkopf 7. Myosinkopf bindet wieder ATP und kann sich somit vom Aktien wieder lösen -in Abhängigkeit der Ca^(2+) Konzentration beginnt der Querbrückenzyklus neu oder wird unterbrochen

-Reizfrequenz Reiz Aktionspotential Kontraktion

Kontraktionsformen/Muskelarbeitsweisen

- isometrisch - konzentrisch - exzentrisch - isokinetisch - isotonisch - auxotonisch

-

statisch

-

positiv dynamisch

-

negativ dynamisch (nachgebend)

-

konstante Geschwindigkeit

-

konstante Kraft

-

unterschiedliche Spannung

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konzentrisch — muss kleiner werden exzentrisch — strecken

- konzentrische und exzentrisch arbeiten immer zusammen - wenn Bizeps streckt muss Trizeps zusammen ziehen - umso höher Geschwindigkeit umso weniger Kraftentfaltung (Bild)

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3. Aufbau und Struktur des Herz-Kreislauf-Systems Herz

-

faustgroß, 300 g. , 100.00 mal pro Tag, 35.000.000 mal im Jahr, 4-6l Blut im Körper 6l pro Minute gepumpt 10.00 Liter pro Jahr 160.000.000 l Blut im Leben 19.000km am Tag Tennisball etwas zerdrücken — so kräftig muss Herz pumpen zweigeteilt (Scheidewand): rechte und linkes Herz Unterteilung Vorhof und Kammer

- vom Herz wegführende Gefäße Arterien - zum Herz hinführende Gefäße Venen - Transport von Gewebsflüssigkeit aus dem Kapillargebiet in das venöse System des großen Kreislaufs

- Lymphgefäße - Endgefäßen erfolgt Gasaustausch - Lungengewebe Gasaustausch mit Anreicherung Sauerstoff

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- Venenklappen verhindern Rückfluss des Blutes in den Beinen - Venenklappen defekt —> Auswucherungen oder Krampfadern Großer Kreislauf

- Arterien mit sauerstoffreichem Blut - Venen mit sauerstoffarmen Blut kleiner Kreislauf

- Arterien mit sauerstoffarmen Blut - Venen mit sauerstoffreichem Blut Gasaustausch in den Lungen

Blutgefäße Menschen blau-Venen rot-Arterien

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Blutgefäße

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Herz Lage

-

vorderer unterer Mittelfellraum 2/3 rechte Seite und 1/3 linke Seite Brustkorb beiderseits umgeben von äußeren Pleurablättern unterer Begrenzung: Zwerchfell vordere Begrenzung: Brustbein, Rippenknorpel hintere Begrenzung: Speise-und Luftröhre atemabhängige Lage

Form

- abgestumpfter Kegel - Herzspitze im linken unteren Brustraum Größe

- etwa faustgroß - Mann: im Mittel 320g, Frau: im Mittel 280g Venenkreuz

- Verankerung durch - V. cava inferior - V. cava superior - Vv. pulmonales Herzbeutel

- zwei Blätter - Epikard - am Myokard - Perikard - kollagenreich - wirkt Überdehnung entgegen - seriöse Flüssigkeit - Reibungsminderung - bei Erkrankungen - Perikarderguss - Tamponade Herzwandschichten (von außen nach innen) perikard—>epikard—>myokard—>endokard

Herzmuskel (Myokard)

-

bestimmte Dicke der Herzwand Ausmaß der Dicke abhängig von Maß der Beanspruchung rechte Wand dünner als linke Vorhöfe muskelschwach Ansatz und Ursprung der Muskulatur am sog. Herzskelett (2 bindegewebige Ringe) zusammen mit Klappen sie Ventilebene des Herzens quer gestreifte Muskulatur 2 verschiedene Typen von Herzmuskelfasern

- Muskulatur des Reizleitungssystems (Schrittmacherzellen) - hoher Glykogengehalt und Fähigkeit zur rhythmischen Erregungsbildung und Weiterleitung - Arbeitsmuskulatur - verläuft in Schraubentouren

Gefäßsysteme Anatomische Differenzierung des Kreislaufes

- großer Kreislauf —> linke Herzkammer bis rechter Vorhof - kleiner Kreislauf —> rechte Herzkammer bis linker Vorhof Funktionelle Differenzierung des Kreislaufes

- Hochdruck- bzw. Widerstandssystem —> linke Herzkammer bis art. Anteil der Kapillaren - Niederdruck-/Kapazitätssystem —> venöser Teil der Kapillaren bis li. Vorhof ca 80-85% Blutgefäße Hohlvene

Aorta

Große Venen mit Venenklappen

große Arterien

leine Venen

kleine Arterien

nolen Arteriolen Kapillaren - zurück ins Herz

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Bild Wandaufbau

-Tunika media bei Arterien deutlicher ausgeprägt als bei Venen —> müssen mehr Druck aushalten

-Tunica externa bei einigen kleinen Venen nicht vorhanden, bei schmalen weniger ausgeprägt

-Venen sehr dünn fast wie Blatt -Arterien ziemlich dicke noch Basalmembran drum Venen Aufgabe

- Venen führen das Blut aus peripheren, herzfernen Körperregionen zum Herz zurück - Ihr Verlauf entspricht in weiten Bereichen dem Verlauf der Arterien des Körperkreislaufes -

Wand dünner als Arterien stärkere Durchsetzung mit Bindegewebe Venenklappen keine klar nach außen abgegrenzte Tunica adventitia

Große Venen

- relativ gut ausgeprägte Tunica intima - schmale Tunica media (wenig glatte Muskelzellen, viel Bindegewebe) - mächtige Tunica adventitia (viel Bündel glatter Muskelzellen, die in Längsrichtung verlaufen) Arterien Menschen

-Aorta Hauptschlagader -Beinarterien -Aortenbogen —> zwei arm und zwei Halsgefäße —> laufen in Hauptschlagader ein Hauptschlagader (Aorter) (muss man sich merken) Kopf- und Hirnarterien (Bild) Arteria carotis externa (Puls tasten) innere (Hirndurchblutung)

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Blut Blutmenge des erwachsenen 80 ml/kgKG (ca. 5-7l)

- Blutverlust > 20% führen zum Volumenmangelschock (Erwachsenen: > 1l)

1 kubikmillimeter Blut entspricht:

-

5 millionen roter Blutkörperchen (Zelle) — Erythrozyten 5.000 bis 10.000 weiße Blutkörperchen - Leukozyten 200.000 und 300.000 Blutblättchen - Thrombozyten Infekt — steigen weiße Blutkörperchen an

Aufgaben des Blutes Atmungsfunktion

- Blut nimmt in Lunge Sauerstoff auf und transportiert ihn zu Zellen des Körpers - transportiert zu gleich „Abgabe“ (=CO2) von Zellen zu Lunge zurück Transportfunktion

- Nährstoffe wie Kohlenhydrate, Eiweiße und Fett werden wie auch Vitamine zu einzelnen Zellen hin gespült

- Abfallstoffe werden zu Ausscheidungsorgane gespült Signalübermittlung

- Hormone sind Botenstoffe innerhalb Körpers - um von Ort ihrer Entstehung zu Wirkungsort zu gelangen benutzen sie das Blut als Transportmittel Wärmeregulation

- Blut transportiert auch Wärme im gesamten Körper - große Bedeutung bei Aufrechterhaltung der Körpertemperatur des Menschen Abwehrfunktion

- im Blut Stoffe enthalten, die zur Abwehr von Schädigungen des Organismus z.B. durch Erreger (Immunabwehr), auch durch Verletzungen ( Gerinnung) dienen

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Bestandteile des Blutes

Blutkörperchen Erythrozyten = rote Blutkörperchen

-

Hämoglobin (= roter Blutfarbstoff) wichtigster Bestandteil Transport von Sauerstoff Abtransport von Kohlendioxid ca 95% aller Blutzellen hohe Verformbarkeit: Passage enger Kapillaren kein Zellkern, keine Mitochondrien Energiegewinnung durch anaerobe Glykolyse

Leukozyten = weiße Blutkörperchen

- sind für immunabwehr verantwortlich - unterteilen sich in Granulozyten, Monoxyden, Lymphozyten - umschließen den Erreger und zersetzen ihn Thrombozyten = Blutblättchen

- sind zusammen mit Fibrinogen für die Blutgerinnung (Koagulation) zuständig Blutplasma

- besteht aus festen und flüssigen Bestandteilen - feste Bestandteile (10%) Albumine, Globuline und Fibrinogen (=Bluteiweiße), aufgenommene Nährstoffe Nährstoffe und Elektrolyte

- flüssige Bestandteil (90%) Wasser darin gelöst: Nährstoffe, Eiweiße, Elektrolyte=Salze, Kohlenhydrate=Zucker, Vitamine, Fette, Hormone=Botenstoffe, Stoffwechselprodukte

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Blut Aufteilung

Blut

Blutplasma Blutserum

Fibrinogen

Blutkörperchen

rote Blutkörperchen

Blutplättchen

weiße Blutkörperchen Lymphozyten

Granulozyten

Monozyten

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Adaption des Herz-Kreislauf-Systems an körperliche Belastung Ebenen biologischer Adaption Ziel: Bessere Bewältigungder bewirkenden Belastungen —> Genetische Adaptation Evolution, Mutation, Neukombination, Selektion —> Extragenetische Adaptation

- Epigenetische Adaptation (z.B. trainingsbedingte Anpassung) - längere anhaltende, relativ stabile organismische Veränderungen, die darauf gerichtet sind , das innere Milieu bei wiederholten Anforderungen (z.B. im Verlauf eines Trainingsprozesses) aufrecht zu erhalten

- Metabole Adaption (z.B. bei sportlichen Leistungen) - Synonym: Reaktion, Umstellung, akute überwiegend funktionelle Umstellung zur Bewältigung einer akuten Störung des inneren Gleichgewichts

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Kenngrößen des Herzfunktion —> Herzfrequent Schlagvolumen Herzminutenvolumen Blutdruck Herzfrequenz - Nenngrößen der Herzfunktion

- Herzfrequenz ist Anzahl der Schlage Herz pro Minute - Normal 60-100 Schläge/min - durch Faktoren wie Lebensalter, Trainingszustand, Ernährung, Erkrankungen beeinflusst -

HF steigt beim Untrainierten bei Belastung um das Dreifache (HF um 200 Schläge/min) Bei maximalen HF unterscheiden sich trainierte und umtrainierte nicht! Maximale HF: 220 - Lebensalter Mit zunehmendem alter fällt Ruhe-HF Kinder haben höhere HF als Erwachsene: Belastungsfrequenz bis 240 Schläge/min

Trainingseffekte beim Ausdauertraining

- Ruheschlagfrequenz/min von Sportlern aus verschiedenen Sportarten Sportart Marathonlauf Straßenradsport

n

Ruhe - HF 18 45+-5

157 47+-5

Rudern

32 48+-5

Gewichtheben

17 64+-8

Schlagvolumen — Kenngrößen der Herzfunktion

- Schlagvolumen SV entspricht der Menge Blut, die pro Kontraktion der Herzkammer in Blutbahn gelangt

- SV von folgenden Faktoren abhängig - Größe, Alter, Geschlecht oder Trainingzustand - in Ruhe SV im Mittel 50-90 ml - SV erhöht sich bei Belastung - Höhe des SV von Größe

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Herzminutenvolumen - Kenngrößen der Herzfunktion

- Herzminutenvolumen HMV: Menge Blut, die in Minute vom Herzen in die Blutbahn befördert wird

-

Herzfrequenz x Schlagvolumen = Herzzeitvolumen/Herzminutenvolumen HMV HMV in Ruhe ca. 5-7 liter (70x80ml = 5.600ml) bei Belastungen von Unterminierten: 4x so hoch (20l) bildet wichtigen Begrenzungsfaktor der sportlichen Leistungsfrequenz der Umtrainierte steigert HMV durch Frequenz, der Trainierte über das Schlagvolumen (energetisch günstiger)

Verteilung des Blutes in Ruhe (HMV 5l) und bei hoher körperlicher Bela...