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Wie hält uns Kaffee wach? – Das Phänomen Koffein

Neben der Funktion als Genussmittel gelten Kaffee, Cola und Energydrinks vor allem auch als „Wachmacher“. Ein Kaffee am Morgen oder die Cola am Abend sollen oft müdigkeitshemmend wirken.

Doch wie funktioniert das eigentlich? Wie kann der Kaffe mich wach machen?

Allseits bekannt ist, dass das in Kaffe und Cola enthaltene Koffein für diesen Effekt verantwortlich ist. Aber was macht das Koffein mit uns damit wir wach bleiben?

Die Nervenzellen im Körper produzieren bei ihren Aktivitäten den Botenstoff Adenosin. Dieses Adenosin kann dann wiederum an entsprechenden Rezeptoren andocken und warnt somit den Körper vor einer Überlastung der Zellen. Je mehr die Zelle nämlich arbeitet, desto mehr Adenosin wird produziert und desto mehr Rezeptoren werden damit besetzt. Sind zu viele Rezeptoren besetzt wird die Zellaktivität heruntergefahren und wir werden müde oder erschöpft. Der Körper gibt uns also ein Zeichen sich auszuruhen oder zu schlafen.

Das Molekül Koffein hat eine ähnliche Struktur wie das Adenosin und kann somit an die gleichen Rezeptoren andocken. Der Rezeptor ist dann zwar besetzt, das Adenosin typische Signal wird dem Gehirn aber nicht weiter gegeben.

Die Folge ist, dass durch die Besetzung der Rezeptoren durch Koffein, das Adenosin nicht mehr erkannt wird und die Zelle weiter mit gleichbleibender Aktivität arbeitet. Für uns bedeutet das, dass wir nicht müde werden, so wie der Körper es eigentlich vorgesehen hat.

Eine Tasse Kaffee oder ein Glas Cola verzögern also nur den Zeitpunkt der Erschöpfung oder der Müdigkeit. Beim Nachlassen des Koffeinspiegels tritt diese Müdigkeit dann allerdings heftiger ein, da die Zellen ja durchgehen weiter aktiv waren. Natürlich kann man die Erschöpfung nicht unendlich hinaus zögern. Ab einem gewissen Punkt überwiegt der Energiemangel des Körpers und man wird trotzdem müde.

Warum werden wir von der Sonne braun?

Der Sommer ist da und so langsam erkennt man, wer bereits öfter in der Sonne war. Im Freibad sieht man auch, wer vielleicht eher mit T-Shirt in der Sonne war und dadurch einen Übergang von braun zu hell auf der Haut am Arm hat.

Doch warum werden wir eigentlich braun, wenn wir für längere Zeit in der Sonne sind?

Verantwortlich ist dafür die ultraviolette Strahlung der Sonne (UV- Strahlung). Das Licht, das von der Sonne auf die Erde fällt, enthält neben dem für uns sichtbaren Bereich der Farben auch noch UV- Strahlung und Infrarot Strahlung. Beide Bereiche sind für das menschliche Auge nicht sichtbar. Infrarotstrahlung wird auch Wärmestrahlung genannt. Diese Strahlung können wir zwar nicht direkt sehen, aber sehr wohl spüren. Sie ist für die wärmende Wirkung der Sonnenstrahlen verantwortlich.

Die UV- Strahlung spüren wir nicht direkt, sie hat allerdings trotzdem starke Auswirkungen auf uns. Bei zu intensiver oder zu langer Bestrahlung der Haut mit UV- Strahlen bekommen wir einen Sonnenbrand und die Haut wird nachhaltig geschädigt, was im schlimmsten Fall zu Hautkrebs führen kann.

Bei moderater Bestrahlung wird unsere Haut dagegen braun, was auf einen körpereigenen Schutzmechanismus zurückzuführen ist. Die Haut erkennt die UV- Bestrahlung und produziert das Pigment Melanin. Dieses ist in der Lage UV- Strahlen zu absorbieren und bildet eine Art Schutzschicht um die Hautzellen. Je mehr Melanin vorhanden ist, desto brauner wird die Haut. Folglich ist dunklere Haut auch unempfindlicher als helle Haut. Zumindest in Bezug auf Sonnenbrandgefahr.

Grundsätzlich gilt: Die Haut „merkt“ sich jeden Sonnenstrahl, den sie abbekommt. Man sollte also immer darauf achten sich ausreichend zu schützen und nicht zu lange in der Sonne zu bleiben. Ein gutes Mittel sind hier natürlich Sonnencremes. Dabei ist darauf zu achten, dass diese sowohl UV-A als auch UV-B Schutz bieten. Es gibt nämlich zwei verschiedene Arten der UV- Strahlung. Die gefährlichere ist die UV-B Strahlung. Diese ist sowohl für die Bildung des Melanins als auch für den Sonnenbrand mit all seinen langfristigen Folgen verantwortlich. UV-A Strahlung kann allerdings die Hautalterung vorantreiben und ist somit auch so gering wie möglich zu halten.

Wenn man sich das merken will gibt es eine kleine Eselsbrücke:

UV-A —> HautAlterung

UV-B —> SonnenBrand

Wenn du also das nächste Mal ein Sonnenbad nimmst oder bei perfektem Wetter auf der im Freibad unterwegs bist, weißt du, dass dein Körper dabei ist Melanin zu produzieren um die Haut zu schützen. Die Farbe des Melanins, also braun, ist hier reiner Zufall. Ein Glück also das Melanin nicht blau ist 😉

 

Quellen:

https://www.warum-wieso.de/mensch/warum-wird-man-in-der-sonne-braun/

https://www.euromelanoma.de/jsp_public/cms2/index.jsp?did=1918

Warum schrumpelt unsere Haut im Wasser?

Bei dem sommerlichen Wetter kann man eine Abkühlung in einem Freibad oder einem See immer gut gebrauchen. Wenn man einmal im Wasser ist, möchte man am liebsten gar nicht mehr raus. Wenn man lange genug im Wasser bleibt kann man an seinen Händen und Füßen etwas merkwürdiges erkennen. Die Haut an Fingerspitzen und Zehen ist total „schrumpelig“ geworden. Warum ist das eigentlich so?

Zu der gängigen Erklärung gibt es mittlerweile auch weitere wissenschaftliche Untersuchungen zum eigentlichen Zweck der ganzen Sache.

Doch zuerst einmal zu der verbreiteten Erklärung warum unsere Haut bei längerem Kontakt mit Wasser schrumpelt.

An den Fingerspitzen und den Zehen bildet sich bei Menschen eine relativ dicke Schicht von so genannte Hornzellen. Diese Zellen sind abgestorbene Hautzellen, die die oberste Schicht der Haut bilden. Sie sind überall zu finden, jedoch gehäuft an stark strapazierten Hautstellen, wie Fingerspitzen oder eben auch Zehen. In diesen Zellen herrscht ein relativ hoher Salzgehalt. Wenn die Finger nun lange genug unter Wasser sind, nehmen die Hornzellen dieses auf. Doch warum tun sie das?

Die Natur versucht grundsätzlich immer Gleichgewichte zu schaffen. Wenn sich der Finger im Wasser befindet, bildet die Haut eine Grenzschicht. Außen ist viel Wasser, das aber nur wenige Salze enthält. Innen sind die Hornzellen, die einen hohen Salzgehalt aufweisen. Jetzt gibt es zwei Möglichkeiten eine Gleichgewicht herzustellen. Entweder das Salz aus den Zellen gelangt nach außen, oder das Wasser gelangt in die Zellen. Da unsere Haut für Salze aber undurchlässig ist, tritt immer der zweite Fall ein.

Die Hornzellen saugen sich also mit Wasser voll, werden dadurch größer und die Haut dehnt sich aus. Da der Finger aber natürlich nicht mitwächst entsteht eine Wellenartige HautstrukturRunzelhaut.

Warum passiert das Ganze dann nicht sofort, sobald wir die Hand ins Wasser tauchen?

Hier kommt ein Schutzmechanismus der Haut ins Spiel. Die Fettschicht. Die Haut produziert überall eine dünne Fettschicht, die sie vor äußeren Einflüssen schützt. Wenn man die Hand nun lange genug im Wasser lässt, löst sich auch diese Fettschicht auf. Sobald das der Fall ist, fängt die Haut an das Wasser aufzunehmen und sie wird schrumpelig.

Wie bereits erwähnt, haben Wissenschaftler nun noch versucht einen höheren Sinn bzw. einen Nutzen dieses Phänomens zu finden. Mit Hilfe von Probanden haben sie herausgefunden, dass wir mit dieser runzeligen Haut besser in der Lage sind nasse Gegenstände mit den Händen zu greifen. Es könnte zusätzlich also auch noch sein, dass der Körper diese wellige Haut gezielt aufbaut, um im nassen Medium Sachen besser hantieren zu können. Es gibt bereits Untersuchungen mit Menschen, deren Nervenstruktur in den Fingern geschädigt ist. In manchen Fällen bildete sich bei ihnen keine Runzelhaut im Wasser. Das wiederum deutet auf eine aktive Reaktion des Körpers auf die Umgebung im Wasser hin. Es wird wohl noch mehrere Studien brauchen, bis die Frage der runzeligen Haut im Wasser vollständig geklärt ist.

 

Quellen:

https://www.geo.de/wissen/gesundheit/16429-rtkl-endlich-verstehen-darum-schrumpeln-unsere-finger-im-wasser

https://www.spektrum.de/magazin/warum-schrumpeln-finger-im-wasser/1435068

Schweiß – Wie funktioniert die menschliche Klimaanlage?

An diesen heißen Tagen kommt man leicht ins Schwitzen, was in der ein oder anderen Situation auch mal unangenehm sein kann. Doch warum schwitzen wir überhaupt? Der Körper will sich abkühlen klar – aber was bringt da der Schweiß?

Der Kühlungseffekt erfolgt erst dann, wenn der Schweiß, der zum Großteil aus Wasser besteht, auf der Haut verdunstet. Also vom flüssigen in den gasförmigen Zustand übergeht. Das passiert jeder Zeit wird aber bei höheren Temperaturen beschleunigt. Für diesen Übergang benötigt jeder Stoff, also auch Wasser bzw. Schweiß, Energie in Form von Wärme. Diese Wärme wird vom Schweiß aus der warmen Umgebung aber zum Teil auch aus der Haut entzogen, wodurch diese sich folglich abkühlt.

Der Schweiß, der ja mit nahezu Körpertemperatur aus der Haut austritt, kann den Körper also gar nicht herunter kühlen. Erst durch das Verdunsten wird der Haut Wärme entzogen, wodurch der gewünschte Kühleffekt eintritt.