Probe_Zelle - Zytologie

Edelgard Scheepers

Anatomie, Physiologie und Pathologie Heilpraktiker-Skript zur Aus- und Weiterbildung und zur Prüfungsvorbereitung

Zelle und Gewebe

Die Zelle

Das Skript zur Aus- und Weiterbildung für Heilpraktiker inklusive Prüfungsfragen zu den Themen

PegasusZentrum – Vorlesung für Heilpraktiker / Die Zelle

Zytologie Inhaltsverzeichnis Die Zelle .................................................................................................. 2 Aufbau der Zelle..................................................................................... 2 Die Zellorganellen................................................................................... 5 Der Citronensäurezyklus.......................................................................... 6 Endoplasmatisches Reticulum – ER ......................................................... 9 Golgi-Apparat .................................................................................... 10 Zentriolen ......................................................................................... 10 Mikrotubuli........................................................................................ 11 Zellkern / Nukleus.............................................................................. 11 Genetik ............................................................................................... 12 Bildung der RNA (RNS) ....................................................................... 13 Die Zeitteilung – Mitose ...................................................................... 14 Transportvorgänge ............................................................................. 16 Diffusion ........................................................................................... 17 Filtration........................................................................................... 17 Osmose ............................................................................................ 18 Weitere Transportmöglichkeiten ........................................................... 20 Gewebe .............................................................................................. 21 Das Epithelgewebe ............................................................................. 21 Das Binde- und Stützgewebe ............................................................... 22 Muskelgewebe ................................................................................... 24 Nervengewebe................................................................................... 25 Bakterien und Viren................................................................................. 26 Aufbau der Bakterien ............................................................................ 26 Überleben und Vermehrung ................................................................... 26 Aufbau der Viren .................................................................................. 28 AIDS-Viren........................................................................................ 29 Abbildungsverzeichnis ............................................................................. 30 Klausurfragen zur Zelle ............................................................................ 31

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Die Zelle Das kleinste lebensfähige, selbständige Organ ist die Zelle. Sie tritt entweder solo als Einzeller auf oder bildet durch ihre Möglichkeit der Teilung Zellverbände, die sich zu unterschiedlichen Geweben differenzieren. Wenn sich dann mehrere Gewebe zusammenschließen, bildet sich ein Organ. Mit dieser Zelle, welche in der Lage ist sich zu teilen, Reize entgegenzunehmen und abzugeben sowie einen eigenen Stoffwechsel zu unterhalten, wollen wir uns als erstes beschäftigen. Der menschliche Organismus besteht aus Billionen von Zellen. Sie weisen unterschiedliche Formen auf. Es gibt längliche Zellen, runde Zellen, eckige Zellen und Zellen mit Ausläufern, wie z.B. die Nervenzelle. Sie unterscheiden sich jedoch kaum von ihrem Zellinneren her. Die kleinen Gebilde im Inneren der Zelle heißen Zellorganellen. Sie sind in allen Zellen gleich. Der Unterschied liegt nur darin, dass von einer Sorte Zellorganellen in der einen oder anderen Zelle mehr oder weniger vorhanden sind, je nach Zellleistung. Unsere Zellen sind Wunderwerke der Schöpfung und haben sich seit Millionen Jahren fast nicht verändert. Sie gleichen immer noch der Urzelle. Wir wollen uns diesen phantastischen kleinen Organismus nun etwas genauer ansehen. Aufbau der Zelle

Abbildung 1: Aufbau der Zelle 2

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Die Zelle besteht aus dem Zellkern, dieser trägt den Namen Nucleus. Im Zellkern befindet sich das Kernkörperchen, es wird Nucleolus genannt, sowie das Karyoplasma, die Kernflüssigkeit. Der Zellkern ist von einer halbdurchlässigen Membran umgeben, einer semipermeablen Kernmembran. Vom Zellkern gehen alle Impulse für die Entstehung und Funktion des Körpers aus. Weiter befinden sich in der Zelle viele kleine Körperchen, die Zellorganellen, welche unterschiedliche Aufgaben haben. Auch in der Zelle befindet sich Flüssigkeit, das Protoplasma oder auch Zytoplasma, bestehend aus Baustoffen wie Eiweiß, Fette, Mineralsalze, Spurenelemente und Kohlehydrate. Eingebettet in das Protoplasma liegen die Zellorganellen. Außen ist die Zelle von der Kern- oder Zytomembran umgeben. Diese Zellmembran besteht aus einer Doppellipidschicht, in der sich Proteine befinden. Diese Doppellipidschicht besteht aus Fetten, welche einen hydrophoben (Wasser abweisenden) und einen hydrophilen (wasserfreundlichen) Anteil aufweisen. Dies ist von Bedeutung, da die Zelle ja außen auch von Flüssigkeit umgeben ist. Überall in unserem Körper befindet sich wässriges Milieu und aus diesem Grund zeigen die wasserfreundlichen Anteile der Zellmembran einmal nach außen und einmal in das Innere der Zelle, wo sich ebenfalls Flüssigkeit befindet. Die hydrophoben Anteile liegen sich in der Mitte der Zellmembran gegenüber.

Abbildung 2: Zellmembran

Außerdem ist die Zellmembran mit kleinen Proteinen (Eiweißen) bestückt, welche als Rezeptoren z.B. für Hormone und andere Stoffe dienen, und man sieht große Proteine, die vollständig in die Zellmembran eingelagert sind. Sie weisen in der Mitte einen Tunnel auf, welcher eine Verbindung zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Zelle herstellt (z.B. für den Transport von großen Molekülen). 3

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Abbildung 3: Doppellipidschicht

Es gibt nun die Möglichkeit, dass die Zellmembran sich wie eine glatte Haut um die Zelle legt oder, dass sie zum Zwecke der Oberflächenvergrößerung in Form von Ausstülpungen und Falten die Zelle umgibt. Die fingerförmigen Ausstülpungen der Zellmembran nennt man „Mikrovilli". Man findet sie z.B. an den Zellen der Darmschleimhaut. Sie dienen der Oberflächenvergrößerung, ebenso wie die Falten, sie werden „Mikroplica" genannt. Kleine Härchen, Flimmerhärchen, sitzen z.B. auf Zellen der Atemwege. Sie haben die Aufgabe, eingedrungenen Staub und Fremdkörper wieder nach außen zu befördern. Zellkontakte zwischen benachbarten Zellen werden „Junktionen" genannt: Es gibt drei Möglichkeiten: • • •

Tight junction Gap junction Desmosomen

Die Tight junction stellt einen absoluten Verschlusskontakt her d.h. beide Zellmembranen verschmelzen total miteinander, so dass kein Interzellulärspalt mehr vorhanden ist. Die Gap junction zeigt eine punktförmige Vorwölbung auf beiden benachbarten Zellmembranen, so dass sie sich nur dort berühren und der Membrankontakt dazwischen frei ist. Diese Art der Verschmelzung spielt beim Stofftransport und bei der Aktivierung der Zeilen untereinander eine große Rolle. 4

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Die Desmosomen (Haftplatten) sind zwei Kontaktstellen Membranen, die in der Mitte nicht verbunden sind.

zwischen

Abbildung 4: Desmosomen

Dadurch entstehen kleine Kanäle, durch die Stoffe aus der Zelle in größere Abflusskanäle transportiert werden können. Letztendlich ist auch die Zellmembran, genau wie die Kernmembran, eine semipermeable Membran. Dieses ist natürlich für den Stoffaustausch besonders wichtig. Die Zellorganellen Als erstes besprechen wir die Mitochondrien. Sie sind die Energielieferanten der Zelle. Ohne Energie ist Leben unmöglich. Aus diesem Grund nehmen die Mitochondrien eine wichtige Stellung im Stoffwechsel ein. Sie sehen folgendermaßen aus:

Abbildung 5: Mitochondrien Außenansicht

Wie auf dem Bild unschwer zu erkennen ist, wird das Mitochondrium von einer Membran umschlossen. Schauen wir uns das Innere eines Mitochondriums an, so sehen wir, dass sich eine zweite Membran leistenförmig durch das Innere zieht und dieses ausfüllt. Aus diesem Grund tragen sie den Namen „Christae-Typ". Auf den Leisten sitzen kleine runde Gebilde, Ribosomen genannt. In den Ribosomen findet die Energiegewinnung statt. Dafür sind zwei wichtige Stoffe nötig: Zucker (Glucose) und Sauerstoff (O2). 5

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Aus Glucose und Sauerstoff wird in einem komplizierten Vorgang, den man Citronensäurezyklus nennt, Energie gewonnen. Diese Energie wird ATP genannt. Sie steht für: A T P

= = =

Adenosin Tri Phosphat

Also ein Adenosin mit drei Phosphatverbindungen. Phosphatverbindungen sind sehr energiereiche Verbindungen. Merken Sie sich die Abkürzung ATP (Adenosintriphosphat), da sie oft benutzt wird. Der Citronensäurezyklus Wie wir nun schon wissen, findet die Energiegewinnung in den Ribosomen der Mitochondrien statt. Den Vorgang, bei dem ATP gewonnen wird, nennen wir Citronensäurezyklus oder Citratzyklus. Folgendes spielt sich dort ab: Der Organismus nimmt mit der Nahrung Eiweiße (Proteine), Fette (Lipide) und Kohlehydrate (Mehrfachzucker = Polysaccharide) auf. An dieser Stelle interessieren uns nur die Kohlehydrate, also Mehrfachzucker oder Polysaccharide. Im Darm werden die Polysaccharide zu Monosacchariden also Einfachzucker abgebaut. Dies ist nun unsere Glucose. Die Glucose wird Über den Darm in das Blut aufgenommen und über den Blutweg zusammen mit dem Sauerstoff an jede einzelne Zelle herangetragen. Beide gelangen durch die semipermeable Zellmembran in die Zelle. Hier findet nun die Glykolyse d.h. die Auflösung von Zucker, statt. Diese kann einmal mit Sauerstoffverbrauch geschehen, dann spricht man von aerobem Abbau oder von anaerobem Abbau, wenn nicht genug O2 vorhanden ist oder bei erhöhtem O2-verbrauch, wenn eine Leistungssteigerung vorliegt. Stellen Sie sich vor, Sie sind lange Zeit nicht mit dem Fahrrad gefahren und nun legen Sie los. Für diese ungewohnte Leistung der Muskelzellen braucht der Körper mehr O2. Nun besteht ein Ungleichgewicht zwischen dem, was Sie einatmen und dem, was gebraucht wird. In diesem Fall ist die Zelle in der Lage, Zucker ohne O2 abzubauen – die anaerobe Glykolyse.

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In beiden Fällen wird ATP (Energie) frei. Allerdings beträgt die Energiemenge bei der anaeroben Glykolyse nur 1/5 von der ATP-Menge, die mit Hilfe von Sauerstoff freigesetzt wird, also bei der aeroben Glykolyse. Nachdem die Glucose in die Zelle gelangt ist, beginnt die Glykolyse. Ausgangssubstrat ist unsere Glucose, die jetzt in zehn unterschiedlichen Schritten abgebaut wird. Aus diesen Abbauschritten geht das Pyruvat hervor. Hier an dieser Stelle gibt es jetzt noch einen letzten Abbauschritt mit Sauerstoff (aerob) oder ohne Sauerstoff (anaerob). Beim aeroben Schritt entsteht als Endprodukt Acetyl-Coenzym A, beim anaeroben Schritt entsteht als Endprodukt Lactat, also Milchsäure. Dieses Produkt aus der anaeroben Glykolyse lässt uns beim Muskelkater vor Schmerz aufstöhnen, weil die Muskelzellen bei ihrem hohen O2-Verbrauch leicht in Not kommen und dann ihre Energie, sprich ihr ATP, aus der anaeroben Glykolyse beziehen. Die Milchsäure, also das Lactat, wird dann als Abfallprodukt aus der anaeroben Energiegewinnung aus der Zelle ausgestoßen und geht über den Blutweg in die Leber. Die Leber kann Lactat wieder in Glucose umwandeln. Nachdem nun durch die Glykolyse Glucose zu Pyruvat abgebaut wurde und dieses mit Hilfe von Sauerstoff zu Acetyl-Coenzym A wurde, kann das Acetyl-Coenzym A als Endprodukt der aerobe Glykolyse in den Citronensäurezyklus eingebracht und dort weiter abgebaut werden.

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