TestAS · Medizin
Druck und Strömung in Gefäßen, Elektrizität in Nerven und Herz, Wellen, Strahlung und Wärme im Körper.
testas.de nennt dieses Thema für das Fachmodul Medizin. Im Test kommt es als Testlet: ein kurzer Text, eine Tabelle oder Formel, danach 4 bis 8 Fragen, die du daraus beantwortest.
Themenliste: testas.de
Vollständige Testlets in Prüfungslänge aus dem Kollego-Kurs, erzeugt wie unsere Probetests. Antworte aus dem Material und öffne dann jede Lösung.
Hydrostatischer Druck im Körper
Eine Flüssigkeitssäule übt an ihrem Grund einen Druck aus, der von ihrer Höhe, ihrer Dichte und der Erdbeschleunigung abhängt. Dieser hydrostatische Druck ist der Grund, warum der Blutdruck im Körper eines stehenden Menschen nicht überall gleich ist. Für Blut entspricht ein Höhenunterschied von etwa 13 cm einem Druckunterschied von etwa 10 mmHg.
Hydrostatischer Druck = Dichte × g × Höhe für Blut: etwa 10 mmHg pro 13 cm Höhe
Steht ein Mensch, liegen die Arterien und Venen der Füße etwa 120 cm unter dem Herzen. Der Druck in ihnen ist daher etwa 90 mmHg höher als auf Herzhöhe, in Arterien wie Venen. Der arterielle Druck in den Füßen eines stehenden Menschen mit einem Mitteldruck von 95 mmHg am Herzen beträgt also etwa 185 mmHg, während die Arterien des Kopfes, etwa 40 cm über dem Herzen, nur einen Mitteldruck von etwa 65 mmHg haben. Im Liegen verschwinden diese Unterschiede fast.
Das hat praktische Folgen. Der Blutdruck wird mit der Manschette auf Herzhöhe gemessen; hängt der Arm herab oder ist er erhoben, ändert sich der Messwert um etwa 10 mmHg pro 13 cm. Steht ein Mensch schnell auf, versackt Blut in den Beinvenen, der Rückstrom zum Herzen sinkt, und der Blutdruck fällt für einen Moment; normalerweise gleicht der Barorezeptorreflex das innerhalb von Sekunden aus. In den Beinvenen teilen Venenklappen die Blutsäule in kurze Abschnitte, und die Kontraktion der Beinmuskeln pumpt Blut nach oben. Versagen die Klappen, wirkt der volle hydrostatische Druck auf die Venen, die sich erweitern und zu Krampfadern werden.
Dasselbe Prinzip treibt Schwerkraftinfusionen an. Die Flüssigkeit in einem über dem Patienten hängenden Beutel fließt in die Vene, weil der hydrostatische Druck der Flüssigkeitssäule den Druck in der Vene übersteigt, der meist nur wenige mmHg beträgt. Weil Infusionsflüssigkeit etwa die Dichte von Wasser hat, ergeben je 13,6 cm Höhe etwa 10 mmHg. Hängt der Beutel zu tief, unter der Höhe, die zur Überwindung des Venendrucks nötig ist, kann Blut in den Schlauch zurückfließen.
| Ort | Höhe relativ zum Herzen | Mittlerer arterieller Druck |
|---|---|---|
| Kopf | 40 cm darüber | Etwa 65 mmHg |
| Herz | 0 cm | 95 mmHg |
| Knie | 70 cm darunter | Etwa 150 mmHg |
| Fuß | 120 cm darunter | Etwa 185 mmHg |
1. Eine Pflegekraft misst den Blutdruck eines Patienten bei 26 cm über das Herz erhobenem Arm. Wie verhält sich der Messwert zum wahren Wert auf Herzhöhe?
D: Etwa 20 mmHg zu niedrig
Über dem Herzen ist der Druck niedriger: 26 cm sind zwei Schritte von 13 cm, also etwa 2 × 10 = 20 mmHg weniger als auf Herzhöhe.
2. Warum haben Kopf und Füße eines stehenden Menschen so verschiedene arterielle Drücke, obwohl das Herz beide mit demselben Blut versorgt?
A: Das Gewicht der Blutsäule erhöht den Druck unter dem Herzen und senkt ihn darüber
Der Text erklärt den Unterschied durch den hydrostatischen Druck: Die Blutsäule fügt unter dem Herzen etwa 10 mmHg pro 13 cm hinzu und zieht darüber ebenso viel ab.
3. Warum fällt der Blutdruck für einen Moment, wenn ein Mensch schnell aufsteht?
B: Blut versackt in den Beinvenen, weniger kehrt zum Herzen zurück
Laut Text versackt beim schnellen Aufstehen Blut in den Beinvenen, der Rückstrom zum Herzen sinkt, und der Blutdruck fällt, bis der Barorezeptorreflex ausgleicht.
4. Was ist der Hauptgrund, warum Beinvenen bei versagenden Klappen zu Krampfadern werden?
A: Die volle Blutsäule drückt nun auf die Venenwände
Laut Text teilen die Klappen die Säule in kurze Abschnitte; versagen sie, wirkt der volle hydrostatische Druck auf die Venen, die sich erweitern und zu Krampfadern werden.
5. Ein Infusionsbeutel hängt 68 cm über der Vene. Welchen Druck erzeugt die Flüssigkeitssäule etwa?
B: Etwa 50 mmHg
Bei Flüssigkeit mit der Dichte von Wasser ergeben 13,6 cm etwa 10 mmHg. 68 ÷ 13,6 = 5, also etwa 5 × 10 = 50 mmHg.
6. Ein Patient liegt flach im Bett. Was geschieht mit dem Druckunterschied zwischen Kopf und Füßen?
A: Er verschwindet fast
Laut Text verschwinden diese Unterschiede im Liegen fast, weil Kopf, Herz und Füße auf etwa gleicher Höhe liegen.
Das Auge als optisches System
Das menschliche Auge erzeugt ein Bild der Welt auf der Netzhaut, einer Schicht lichtempfindlicher Zellen im hinteren Teil des Auges. Licht wird gebrochen, also abgelenkt, wenn es von einem durchsichtigen Medium in ein anderes mit anderer Brechzahl übergeht. Der größte Teil der Brechung erfolgt an der Vorderfläche der Hornhaut, wo das Licht von Luft ins Auge übertritt; die Linse steuert den Rest bei und kann, das ist wichtig, ihre Form ändern. Zusammen wirken sie wie eine einzige Sammellinse mit einer Gesamtbrechkraft von etwa 60 Dioptrien im entspannten, normalsichtigen Auge.
Die Brechkraft D einer Linse ist der Kehrwert ihrer Brennweite f in Metern: D = 1 ÷ f. Eine Linse mit einer Brennweite von 0,5 m hat eine Brechkraft von 2 Dioptrien. Sammellinsen haben eine positive, Zerstreuungslinsen eine negative Brechkraft. Liegen Linsen dicht beieinander, addieren sich ihre Brechkräfte, was Dioptrien für die Beschreibung von Brillen und Kontaktlinsen praktisch macht.
D = 1 ÷ f (f in Metern) dünne Linse: 1 ÷ f = 1 ÷ Gegenstandsweite + 1 ÷ Bildweite
Um Gegenstände in unterschiedlicher Entfernung scharf zu sehen, ändert das Auge die Brechkraft seiner Linse, ein Vorgang namens Akkommodation. Zieht sich der Ziliarmuskel zusammen, wird die elastische Linse runder und stärker brechend, sodass nahe Gegenstände scharf abgebildet werden. Der nächste Punkt, der scharf gesehen werden kann, ist der Nahpunkt; bei jungen Erwachsenen liegt er etwa 10 bis 15 cm vor dem Auge. Mit dem Alter verliert die Linse an Elastizität, der Nahpunkt rückt weg, und die meisten Menschen brauchen etwa ab 45 eine Lesebrille; dieser Zustand heißt Alterssichtigkeit (Presbyopie).
Bei Kurzsichtigkeit (Myopie) ist der Augapfel meist zu lang oder die Brechkraft zu hoch, sodass Licht von fernen Gegenständen vor der Netzhaut gebündelt wird. Ferne Gegenstände erscheinen unscharf, nahe werden deutlich gesehen. Sie wird mit Zerstreuungslinsen negativer Brechkraft korrigiert. Bei Weitsichtigkeit (Hyperopie) ist der Augapfel zu kurz, und Licht von nahen Gegenständen würde hinter der Netzhaut gebündelt; das Auge kann durch Akkommodieren ausgleichen, doch das ist anstrengend, und das Nahsehen leidet zuerst. Sie wird mit Sammellinsen korrigiert.
Für die Kurzsichtigkeit gilt eine einfache Regel: Der Fernpunkt, die größte Entfernung, in der ein unkorrigiertes kurzsichtiges Auge scharf sieht, bestimmt die Korrektur. Die Brille muss ferne Gegenstände so erscheinen lassen, als lägen sie im Fernpunkt; man braucht also eine Linse mit einer Brennweite gleich minus der Fernpunktentfernung, wenn man den Abstand zwischen Brille und Auge vernachlässigt.
| Patient | Befund |
|---|---|
| A | Fernpunkt 50 cm; Nahsehen normal |
| B | 55 Jahre alt; Fernsehen scharf, kann kleine Schrift in 30 cm nicht lesen |
| C | Augapfel kürzer als normal; Nahsehen unscharf, müde Augen beim Lesen |
1. Welcher Teil des Auges trägt den größten Teil der Brechung bei?
D: Die Hornhaut
Laut Text geschieht der größte Teil der Brechung an der Vorderfläche der Hornhaut, wo Licht von Luft ins Auge übergeht; die Linse fügt nur den Rest hinzu.
2. Welche Linse braucht Patient A für das Fernsehen?
D: Eine Zerstreuungslinse von −2 Dioptrien
Laut Text braucht man bei Kurzsichtigkeit eine Linse mit der Brennweite minus Fernpunktabstand. Fernpunkt 50 cm, also f = −0,5 m und D = 1 ÷ (−0,5) = −2 dpt, eine Zerstreuungslinse.
3. Was ist die wahrscheinlichste Ursache für das Problem von Patient B?
D: Alterssichtigkeit, ein altersbedingter Elastizitätsverlust der Linse
Tabelle: B ist 55, sieht in die Ferne scharf, kann aber in 30 cm nicht lesen. Laut Text verliert die Linse mit dem Alter Elastizität, der Nahpunkt rückt weg, ab etwa 45 braucht man eine Lesebrille: Alterssichtigkeit.
4. Welche Korrektur braucht Patient C?
A: Sammellinsen
Tabelle: C hat einen kurzen Augapfel und unscharfes Nahsehen. Laut Text ist das Weitsichtigkeit, und sie wird mit Sammellinsen korrigiert.
5. Was geschieht im Auge, wenn jemand von einem fernen Baum auf ein Buch blickt?
C: Der Ziliarmuskel zieht sich zusammen, und die Linse wird runder
Ein Buch ansehen heißt, in die Nähe scharf stellen. Laut Text zieht sich dafür der Ziliarmuskel zusammen, und die elastische Linse wird runder und stärker (Akkommodation).
6. Eine Kontaktlinse von +3 Dioptrien sitzt auf einem Auge mit 60 Dioptrien Gesamtbrechkraft. Wie groß ist die gemeinsame Brechkraft?
A: 63 Dioptrien
Laut Text addieren sich die Brechkräfte nahe beieinanderliegender Linsen. 60 + 3 = 63 dpt.
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