Physik ist die Naturwissenschaft, die Zustände und Vorgänge mithilfe von Messgrößen, Einheiten und mathematischen Zusammenhängen beschreibt. Im Rettungsdienst begegnet sie euch ständig – beim Ablesen von Monitoren, beim Einstellen von Geräten oder beim Einschätzen von Unfallmechanismen.
Jede physikalische Größe besteht aus einem Zahlenwert und einer Einheit. Ohne Einheit ist eine Zahl bedeutungslos: "Blutzucker 30" kann 30 mg/dl (lebensbedrohlich niedrig) oder 30 mmol/l (extrem hoch) bedeuten.
Merke: Ein Zahlenwert ohne Einheit ist im medizinischen Kontext gefährlich – immer Einheit prüfen und mitdenken, bevor ein Wert bewertet wird.
Für Laborwerte sind zwei Konzentrationsangaben gebräuchlich:
Für Glukose gilt näherungsweise: 1 mg/dl entspricht 0,055 mmol/l.
Eine Kraft kann einen Körper beschleunigen, in Ruhe halten oder verformen (Einheit Newton, N). Wirkt eine Kraft verteilt auf eine Fläche, spricht man von Druck: p = F/A.
Merke: Eine Sauerstoffflasche mit 250 bar Fülldruck übt auf ein Ventil mit rund 5 cm² Querschnitt eine Kraft von etwa 12.500 N aus – das entspricht ungefähr 1,3 Tonnen. Reißt ein ungesichertes Ventil ab, wird diese Kraft schlagartig freigesetzt.
Energie ist die gespeicherte Fähigkeit, Arbeit zu verrichten; beide Größen haben die Einheit Joule (J). Ein anschauliches Beispiel ist der Defibrillator: Ein Kondensator speichert elektrische Energie und gibt sie über Klebeelektroden ab – typische Werte liegen bei 800–1.800 Volt, 15–25 Ampere und 120–200 Joule abgegebener Energie. Moderne biphasische Geräte wechseln während des Schocks die Stromrichtung und benötigen dadurch weniger Energie als ältere monophasische Geräte.
Die kinetische Energie (Ekin = ½ · m · v²) ist zentral für das Verständnis von Unfallmechanismen – beim Bremsen wird sie in Wärme oder Verformungsenergie umgewandelt. Leistung beschreibt, wie schnell Energie übertragen wird (Watt = Joule/Sekunde). Frequenz gibt an, wie oft sich ein Ereignis pro Zeiteinheit wiederholt – etwa Herz- oder Atemfrequenz.
Vorsilben wie Nano (10⁻⁹), Mikro (10⁻⁶), Milli (10⁻³), Dezi (10⁻¹), Kilo (10³) oder Mega (10⁶) machen sehr kleine oder große Werte handhabbar – etwa der Deziliter (dl) bei der Blutzuckermessung (1 dl = 100 ml).
Die Chemie untersucht Stoffe und ihre Umwandlungen. Viele Vorgänge im Körper beruhen auf chemischen Reaktionen und dem Transport von Teilchen durch Membranen.
Das Atom ist der kleinste, chemisch nicht weiter teilbare Baustein der Materie: ein positiv geladener Kern (Protonen, Neutronen) umgeben von einer negativ geladenen Elektronenhülle. Verbinden sich Atome über kovalente Bindungen, entsteht ein Molekül. Gibt ein Atom Elektronen ab oder nimmt welche auf, entsteht ein geladenes Ion (Kation bzw. Anion) – Kationen und Anionen ziehen sich elektrostatisch an (Ionenbindung, z. B. Kochsalz). Ionen sind für die elektrische Reizleitung im Körper von zentraler Bedeutung.
Diffusion ist die temperaturabhängige Teilchenbewegung, die einen Konzentrationsausgleich bewirkt. Bei der Osmose wandert Wasser durch eine semipermeable Membran zur Seite der höheren gelösten Konzentration, da die gelösten Teilchen selbst die Membran nicht passieren können.
Merke: Bringt man ein rotes Blutkörperchen in reines Wasser, dringt Wasser in die Zelle ein, das Volumen nimmt zu und die Zelle kann bei zu hohem osmotischen Druck platzen (Hämolyse). Diffusion und Osmose sind passive Transportvorgänge, sie benötigen keine Stoffwechselenergie.
Säuren geben Wasserstoffionen (H⁺) ab, Basen nehmen sie auf. Der pH-Wert (Skala 0–14, neutral bei 7) zeigt an, ob eine Lösung sauer oder basisch ist. Treffen Säure und Base aufeinander, neutralisieren sie sich zu Wasser und einem Salz.
Die Biologie ist die Wissenschaft von der belebten Natur.
Lebewesen betreiben Stoffwechsel, wachsen, pflanzen sich fort und bestehen aus einer oder mehreren Zellen – Viren erfüllen diese Kriterien nicht vollständig und gelten daher nicht als Lebewesen. Die Zelle ist der kleinste eigenständige Baustein des Lebens: Eine Zellmembran umschließt sie, das Zellplasma füllt sie aus, und spezialisierte Organellen übernehmen Aufgaben – der Zellkern speichert die Erbinformation, die Mitochondrien gewinnen als "Kraftwerke" Energie.
Der Körper ist hierarchisch aufgebaut: Zellen bilden Gewebe, Gewebe bilden Organe, Organe bilden Organsysteme. Es gibt vier Grundgewebetypen: Epithel- und Drüsengewebe (kleidet Oberflächen aus, z. B. Haut), Binde- und Stützgewebe (Formgebung und Stabilität), Muskelgewebe (quergestreift, glatt, Herzmuskulatur) und Nervengewebe (Reizleitung über Neurone).
Merke: Zellen → Gewebe → Organe → Organsysteme – diese Reihenfolge der Körperorganisation ist eine häufige Prüfungsfrage.