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Abb. 3.2

[L107/R252]
Eukaryotische Zelle mit Zellorganellen. Einige Zellbestandteile, die im Schnittpräparat zweidimensional erscheinen, sind zum besseren Verständnis dreidimensional und vergrößert. 1 = Kern mit Hetero- (dunkel) und Euchromatin (heller) sowie Nukleolus; 2 = Golgi-Apparat; 3 = Mikrovilli (mit Glykokalix), 4 = Sekretgranulum mit Exozytose; 5 = Zentriolen; 6 = Kinozilie; 7 = Zonula occludens; 8 = Zonula adhaerens; 9 = Lysosom; 10 = glattes endoplasmatisches Retikulum; 11 = Peroxisom; 12 = Gap Junction; 13 = Endozytose; 14 = Desmosom; 15 = Glykogen; 16 = Interzellulärspalt; 17 = Zelleinfaltung; 18 = Teile der Basalmembran; 19 = Polysomen; 20 = Hemidesmosom; 21 = Mikrotubuli und Keratinfilamente; 22 = Mitochondrium; 23 = raues endoplasmatisches Retikulum; 24 = multivesikulärer Körper.
Abb. 3.3

[L141]
Phospholipide, Glykolipide und Cholesterin in der Zellmembran
Abb. 3.4

[L190]
Raues endoplasmatisches Retikulum (rER) und Golgi-Apparat. Im rER werden Proteine gebildet und mithilfe von Transportvesikeln zum Golgi-Apparat gebracht. Bei ihrer „Wanderung“ von der Aufnahme- zur Abgabeseite des Golgi-Apparats werden die Proteine modifiziert und nach Bestimmungsort sortiert. Die Lysosomen verbleiben in der Zelle, die Sekretgranula werden ausgeschleust.
Abb. 3.5

[L190]
Mitochondrium in der Schemazeichnung mit äußerer und innerer Membran sowie die durch Auffaltungen der inneren Membran gebildeten Cristae
Abb. 3.6

[M375]
Kinozilien. Längsschnitt von Kinozilien an der Spitze einer Epithelzelle der Tuba uterina. An den Basalkörpern (Pfeile) befinden sich feine Wurzelstrukturen, die der Verankerung dienen. Elektronenmikroskopische Aufnahme.
Abb. 3.7

[M375]
Mikrovilli. Längsschnitt durch den Bürstensaum des Dünndarms. 1 = Mikrovilli; 2 = Darmlumen. Elektronenmikroskopische Aufnahme.
Abb. 3.8

[L190]
Zellkern und Kernmembran mit Kernporen. Die 3 Bestandteile des Karyoplasmas sind zu erkennen: Nuklear-Sol, Chromatin (Gesamtheit der Chromosomen) und Kernkörperchen.
Abb. 3.9

[L190]
Chromosom. Im Bereich des Zentromers setzen an Proteinauflagerungen (Kinetocheren) bei der Teilung die Spindelfasern an. Die Telomere an den Chromosomenenden spielen bei der Replikation der DNA eine Rolle. An ihnen wie auch an den Zentromeren wird keine genetische Information abgelesen.
Abb. 3.10

[L190]
Feinbau eines Chromosoms
Abb. 3.11

[L190]
Replikation der DNA. Wie ein Reißverschluss wird die DNA in der Mitte zwischen ihren korrespondierenden Basen aufgetrennt. An die freien Basen lagern sich korrespondierende Basen an, die zu einem neuen Strang verknüpft werden.
Abb. 3.12

[L190]
Der Zellzyklus mit der Interphase und den 4 Phasen der Mitose
Abb. 3.13

[L190]
Die Meiose am Beispiel der Eizellbildung (Oogenese). Im Gegensatz zur Spermienbildung (es entstehen 4 Spermien) entsteht aus einer unreifen weiblichen Keimzelle nur eine Eizelle, während die 3 Polkörperchen zugrunde gehen.
Abb. 3.14

[L190]
Beispiele für die Differenzierung menschlicher Zellen (Größenverhältnisse zwischen den Zelltypen nicht maßstabsgetreu, insbesondere ist die Eizelle stark verkleinert).
Abb. 3.15

[L253]
Zellkontakte
Abb. 3.16

[L190]
Oben Diffusion, unten Osmose. Bei der Diffusion treten Teilchen ungehindert durch die für sie durchlässige (permeable) Membran, bis ein Konzentrationsausgleich erreicht ist. Bei der Osmose können die Teilchen nicht durch die semipermeable Membran treten, wohl aber das Lösungsmittel (beim Menschen Wasser), das entsprechend von der Seite niedriger Teilchenkonzentration zur Seite mit hoher Konzentration fließt. Nach erfolgtem Konzentrationsausgleich entspricht die hydrostatische Druckdifferenz (Höhenunterschied der Flüssigkeitssäulen) dem osmotischen Druck.
Abb. 3.17

[L190]
Endo- und Exozytose. Die Abbildung zeigt auch, dass mit der Endo- und Exozytose ein ständiger Zellmembranumbau verbunden ist.
Abb. 3.18

[G592]
Keimblätter (dritte Woche der Embryonalentwicklung). Die Chorda dorsalis stellt ein primitives Stützskelett des Embryos dar.
Abb. 3.19

[L190]
Verschiedene Epithelarten
Abb. 3.20

[L190]
Exokrine Drüsen. Links: Einteilung nach dem Aussehen der Endstücke. Rechts: Einteilung nach dem Bau des Gangsystems.
Abb. 3.21

[M375]
Kollagenes Bindegewebe. Links lockeres Bindegewebe (oben links ein kleines Blutgefäß), rechts straffes parallel-faseriges Bindegewebe.
Abb. 3.22

[L190, M375]
Knorpelarten
Abb. 3.23

[L107]
Osteoblasten, Osteoklasten und Osteozyten (Schema). Der Raum unter den Osteoklasten wird Howship-Lakune genannt.
Abb. 3.24

[M375]
Längs- und Querschnitt durch einen glatten Muskel, einen quergestreiften Muskel (Skelettmuskel) und den Herzmuskel
Abb. 3.25

[L190]
Skelettmuskel in einer stufenweise stärkeren Vergrößerung von der makroskopischen Ansicht (a) bis hin zum elektronenmikroskopisch erfassbaren Elementarstruktur (d)
Abb. 3.26

[L190]
Sarkomer und Mikrofilamente. Bei der Muskelkontraktion verkürzt sich das Sarkomer durch Ineinandergleiten der Aktin- und Myosinfilamente.
Abb. 3.27

[L190]
Der Mechanismus der Muskelkontraktion nach dem traditionellen Modell des sog. Querbrückenzyklus. Bei wiederholten Zyklen bewegt sich das Kopfteil des Myosinfilaments unter ATP-Verbrauch wie das Ruder eines Bootes.
Abb. 3.28

[L190]
Aufbau eines Neurons. Die linke, hellblau unterlegte Bildhälfte stellt die „Eingangsseite“ des Neurons da, wo Informationen aufgenommen werden; die rechte, grau unterlegte Bildhälfte die „Ausgangsseite“, die Informationen fortleitet – zu anderen Nerven-, Drüsen- oder Muskelzellen. Die Pfeile geben die Richtung der Erregungsleitung von den Dendriten über den Zellkörper zum Axon an.
Abb. 3.29

[L190]
Aufbau einer Synapse. Bei Erregung werden die in den synaptischen Bläschen gespeicherten Neurotransmitter in den synaptischen Spalt freigesetzt. Auf der postsynaptischen Membran befinden sich Rezeptoren, an die sich der Transmitter anheftet.
Abb. 3.30

[L190]
Links: Entwicklung einer marklosen und einer markhaltigen Nervenfaser. Bei markhaltigen Nervenfasern legt sich die Schwann-Zelle an das Axon an, umwickelt es und bildet durch mehrere Lagen ihrer Zellmembran die Myelinschicht. Bei marklosen Nervenfasern hingegen werden mehrere Axone von einer Schwann-Zelle umschlossen, eine Myelinscheide bildet sich nicht. Rechts: Längsschnitt durch eine markhaltige Nervenfaser.
Abb. 3.31

[L190]
Ladungsverhältnisse an der Zellmembran eines Neurons. Während des Ruhepotenzials, das im Wesentlichen durch Kaliumdiffusion durch die Zellmembran verursacht ist, ist das Zellinnere negativ gegenüber dem Außenraum geladen. Bei ausreichender Reizstärke nimmt plötzlich die Membranleitfähigkeit für Natrium zu und ein Aktionspotenzial entsteht. Am Höhepunkt dieser Ladungsumkehr nimmt die Membranleitfähigkeit für Natriumionen wieder ab und es kommt zu einem verstärkten Kaliumausstrom. Die Ladungsverhältnisse kehren sich wieder um (Repolarisation).
Abb. 3.32

[L190]
Spannungsverlauf an der Zellmembran bei Ablauf eines Aktionspotenzials
Abb. 3.33

[L190]
Oben: Kontinuierliche Erregungsausbreitung in einer marklosen Nervenzelle. Unten: Saltatorische Erregungsausbreitung in einer markhaltigen Nervenzelle (Schema). Die schwarzen Pfeile bezeichnen den elektronischen Stromfluss, die roten die Fortbewegung des Aktionspotenzials.
Beispiel für eine autosomal-dominante Vererbung. Eltern: Aa (kranke Mutter) und aa (gesunder Vater). A = dominant vererbtes Merkmal; a = rezessiv vererbtes Merkmal; Aa = heterozygot; aa = homozygot.
A | a | |
A | Aa (Phänotyp krank, Genotyp krank) | Aa (Phänotyp krank, Genotyp krank) |
A | aa (gesund) | aa (gesund) |
Beispiel für eine X-chromosomal rezessive Vererbung am Beispiel der Hämophilie. Eltern: XX (gesunde Mutter) und XY (hämophiliekranker Vater).
X | Y | |
X | XX (Überträgerin/Konduktorin, Phänotyp gesund) | XY (gesund) |
X | XX (Überträgerin/Konduktorin, Phänotyp gesund) | XY (gesund) |
Übersicht über die Zellen des Bindegewebes und deren Funktion FibroblastenFibrozytenLipozytenChondroblastenChondrozytenOsteoblastenOsteozyten
Zellart | Zellen | Funktion |
Fixe Zellen | Bindegewebszellen (Fibroblasten, -zyten) |
|
Fettzellen (Lipozyten) | Speicherung von Energie in Form von Fett | |
Knorpelzellen (Chondroblasten, -zyten) | Knorpelbildung | |
Knochenzellen (Osteoblasten, -zyten) | Knochenbildung | |
Freie Zellen |
|
Abwehrfunktion |
Muskelarten und deren Charakteristika
Glatte Muskulatur | Quergestreifte Muskultur | Herzmuskulatur | |
Vorkommen |
|
Skelettmuskulatur | Herz |
Kennzeichen |
|
|
|
Zelle und Gewebe
Abb. 3.1

[L275]
Übersicht über Zellstrukturen und Gewebearten
Lernziele
-
•
Benennung der Eigenschaften der Zelle.
-
•
Benennung der Zellstrukturen und deren Funktion.
-
•
Kenntnisse über Aufbau und Funktion des Zellkerns.
-
•
Beschreibung des Aufbaus und der Funktion der DNA.
-
•
Benennung der Funktion und der Unterschiede von Mitose und Meiose.
-
•
Beschreibung der Zellkontakte und deren Funktion.
-
•
Kenntnisse über die passiven und aktiven Stofftransportmechanismen, insbesondere über Diffusion, Osmose und die Funktion der Na+/K+-Pumpe.
-
•
Benennung der verschiedenen Gewebearten.
-
•
Kenntnisse über die Arten der Epithelgewebe und deren Funktion.
-
•
Kenntnisse über die Arten des Bindegewebes, deren Funktion und Vorkommen im menschlichen Körper.
-
•
Aufzählung der 3 Knorpelgewebe, deren Funktion und Vorkommen im Körper.
-
•
Benennung der 3 Muskelarten und deren Charakteristika.
-
•
Kenntnisse über die Funktion des Knochengewebes und der Arten der Knochengewebe.
-
•
Benennung der Funktion des Nervengewebes.
-
•
Kenntnisse über die Funktion des Ruhe- und Aktionspotenzials.
3.1
Zelle
3.1.1
Allgemeines
Die Zelle$Zelle ist die kleinste Organisationseinheit des Lebens. Sie ist autonom und zum Wachstum, Erneuerung, Kommunikation und Reproduktion fähig.
Prokaryoten$Prokaryoten (Einzeller)$Einzeller besitzen keinen Zellkern, keine membranumschlossenen Organellen und sind nicht in der Lage, sich sexuell fortzupflanzen.
Eukaryoten$Eukaryoten (Vielzeller)$Vielzeller sind komplexe Zellen mit echtem Zellkern mit Hülle, Zytoplasma und können sich sexuell fortpflanzen.
3.1.2
Aufbau einer Zelle
Menschliche Zellen$ZelleAufbau bestehen aus Zellmembran, Zytoplasma mit Zellorganellen und Zellkern.
Zellorganellen$Zellorganellen sind:
-
•
Endoplasmatisches Retikulum (glattes und raues)
-
•
Ribosomen
-
•
Golgi-Apparat
-
•
Lysosomen
-
•
Zentriolen
-
•
Mitochondrien
-
•
Zytoskelett
-
•
Endoplasmatisches Retikulum (glattes und raues)
-
•
Ribosomen
-
•
Golgi-Apparat
-
•
Lysosomen
-
•
Zentriolen
-
•
Mitochondrien
-
•
Zytoskelett
ABBILDUNG 3.2
3.1.3
Zellmembran
Aufbau
Die Zellmembran$Zellmembran besteht aus einer Lipid-Doppelschicht mit hydrophilen und lipophilen Anteilen. Darin finden sich Proteine, die v. a. für Stofftransport und Kommunikation zuständig sind. An der Außenseite finden sich Glykoproteine, die an der Ausbildung der Glykokalix$Glykokalix beteiligt sind. Cholesterin ist ein wesentlicher Bestandteil, der die Fluidität erhält.
ABBILDUNG 3.3
Aufgaben
Aufgaben der Zellmembran: $Zellmembran Aufgaben
-
•
Schutz nach außen und Abgrenzung gegenüber der Umgebung
-
•
Zusammenhalt des Zellinhalts
-
•
Oberflächenvergrößerung
-
•
Elektrischer Isolator, Impulsgeber und Erregungsleiter
-
•
Kontrollinstanz bei Aufnahme und Abgabe von diversen Stoffen; für polare Stoffe, z. B. Elektrolyte, undurchlässig, für Wasser, Gase und fettlösliche Stoffe gut durchgängig (semipermeabel)
-
•
Kommunikation über Zell-Rezeptoren
3.1.4
Zytoplasma
Zytoplasma$Zytoplasma besteht aus dem flüssigen Zytosol, in das Zytoskelett und Zellorganellen eingebettet sind.
3.1.5
Zellorganellen
Ribosomen
Ribosomen$Ribosomen dienen der Proteinsynthese. Sie kommen als freie Ribosomen vor oder sind an das endoplasmatische Retikulum geheftet.
Endoplasmatisches Retikulum (ER)
Das endoplasmatische Retikulum$endoplasmatisches Retikulum (ER) ist ein Hohlraumsystem, das aus Membranen aufgebaut ist.
-
•
Raues ER ist mit Ribosomen besetzt und dient der Proteinbildung, die für den Export vorgesehen sind.
-
•
Glattes ER dient als Kalzium-Speicher und als Bildungsort von Fetten und Steroidhormonen.
Golgi-Apparat
Der Golgi-Apparat$Golgi-Apparat ist ein Hohlraumsystem, das aus Membranen aufgebaut ist. Er dient v. a. der Verpackung und Adressierung der Export-Proteine.
ABBILDUNG 3.4
Lysosomen
Lysosomen$Lysosomen dienen der zellulären Verdauung von Schadstoffen.
Peroxisomen
Peroxisomen$Peroxisomen sind Organellen, die v. a. dem Fettsäureabbau und der Beseitigung freier Radikale dienen.
Mitochondrien
Mitochondrien$Mitochondrien dienen der Energiegewinnung$Energiegewinnung in Form von ATP. Sie werden maternal (über die Mutter) vererbt.
ABBILDUNG 3.5
Zytoskelett
Das Zytoskelett$Zytoskelett wir von Mikrotubuli, Mikrofilamenten$Mikrotubuli$Mikrofilamente und Intermediärfilamenten$Intermediärfilamente gebildet. Es ist formgebend und an Transportprozessen beteiligt.
-
•
Mikrotubuli:Mikrotubuli Lange, röhrenförmige Gebilde, welche die Zellform beeinflussen, für die Bewegung der Zelle wichtig sind und Transportvorgänge unterstützen. Sie bestehen aus dem Protein Tubulin. Sie finden sich als Bestandteil in Kinozilien, Mitosespindeln und der Zentriolen. In Nervenzellen bilden sie Leitschienen für den axonalen Transport, über den z. B. Neurotransmitter (in Vesikeln verpackt) vom Zellkörper (Soma) in die Synapse befördert werden. Die Mikrotubuli fungieren mitunter also wie ein Straßennetz.
-
•
Mikrofilamente:Mikrofilamente Fadenförmige Strukturen, die aus Aktin bestehen und meist in Form von Filamenten (Bündeln) vorliegen. Sie sind an innerzellulären Transportprozessen und der Ausbildung der Mikrovilli beteiligt. Sie ermöglichen die Muskelkontraktion, Zellmotilität, z. B. amöboide Beweglichkeit einiger Zellen und Phagozytose (Fressvorgang, zu dem vor allem Monozyten/Makrophagen und neutrophile Granulozyten fähig sind: Sie umschließen das Fremdmaterial, nehmen es ins Zellinnere hinein und verdauen diese Partikel. Das geschieht durch Abschnürungen und Einstülpungen der Zellmembran).
-
•
Intermediärfilamente:Intermediärfilamente Proteinstrukturen, die unter anderem der mechanischen Stabilität der Zelle dienen.
Zellfortsätze
Zellfortsätze: $Zellfortsätze
-
•
Mikrovilli:$Mikrovilli dienen der Oberflächenvergrößerung
-
•
Kinozilien:$Kinozilien bewegliche Zellfortsätze, die eine Transportfunktion haben
-
•
KinozilienKinozilien (FlimmerhärchenFlimmerhärchen oder Wimpern)Wimpern sind bewegliche Zellfortsätze, die aus Mikrotubuli bestehen (Abb. 3.6). Sie sind z. B. in der Luftröhre zu finden und transportieren Fremdstoffe zum Mund hin, dienen also der Reinigung der Luftwege. Weiterhin finden sich Kinozilien im Eileiter und befördern die Eizelle zur Gebärmutter hin.
-
•
Mikrovilli:Mikrovilli Sind fadenförmige Zellfortsätze, die der Oberflächenvergrößerung der Zelle dienen und nur eingeschränkte Bewegungsmöglichkeit haben (Abb. 3.7). Sie sind v. a. im Darm oder den Nierentubuli zu finden, also an den Orten hoher Resorptionsleistung. Mikrovilli, die eng nebeneinander stehen, bilden einen Bürstensaum.
Zentriol
Ein Zentriol$Zentriol ist ein Proteingebilde, das organisierend an der Zellteilung beteiligt ist.
Zellkern (Nukleus)
Der Zellkern$Zellkern besitzt eine Doppelmembran. Er beherbergt die DNA (in Form von Chromosomen)$Chromosomen und stellt das Kommandozentrum der Zelle dar.
-
•
Chromatin:Chromatin DNA, die in Form von Chromosomen vorliegt
-
•
Kernkörperchen:Kernkörperchen können einzeln oder multipel vorkommen und dienen der Bildung der Ribosomen
-
•
Nuklear-Sol:Nuklear-Sol proteinhaltiges, flüssiges Medium, in das Chromatin und Kernkörperchen eingebettet sind
ABBILDUNG 3.8
Chromosomen
Chromosomen$Chromosom bestehen aus DNA, die um Histonproteine$Histon gewunden sind. Sie bestehen aus 2 Chromosomenhälften, die am Zentromer miteinander verbunden sind. Menschliche Zellen enthalten 22 homologe Chromosomen (Autosomen) und ein Gonosomenpaar: bei Frauen XX, bei Männern XY.
Aufbau
ABBILDUNG 3.9
3.1.6
Zellteilung
Mitose
Die $Mitosemitotische Zellteilung dient der Regeneration, Erneuerung von Zelldefekten und Wachstum. Das Produkt sind 2 identische Tochterzellen mit diploidem Chromosomensatz.
Zu den Zellen mit hoher mitotischer Aktivität zählen u. a. Schleimhautzellen des Verdauungs- und Bronchialtrakts und der Haut.
Zu den Zellen mit niedriger mitotischer Aktivität zählen u. a. Leberzellen.
Nerven- und Herzmuskelzellen sind permanente Zellen ohne mitotische Aktivität.
Prophase
Metaphase
Anaphase
Telophase
ABBILDUNG 3.12
Meiose
Die Meiose$Meiose besteht aus 2 Reifeteilungen. In der ersten Reifeteilung entsteht ein haploider Chromosomensatz, die zweite Reifeteilung entspricht der mitotischen Teilung. Das Produkt der Meiose sind 4 Tochterzellen.
Erste Reifeteilung
Zweite Reifeteilung
ABBILDUNG 3.13
3.1.7
Reparaturmechanismen der Zelle
DNA-SchädenDNA-SchädenMeioseerste Reifeteilung können bis zu einem gewissen Grad von Reparaturenzymen behoben werden oder die Zelle geht durch Apoptose zugrunde. Bleiben Schäden bestehen, erhöht sich das Entartungsrisiko.
Apoptose
Die Apoptose$Apoptose ist ein programmierter Zelltod, der zur Auflösung der Zelle ohne begleitende Entzündungssymptomatik führt.
3.1.8
Grundlagen der Genetik
Chromosomen enthalten Gene$Gene (Informationseinheiten). Die Gesamtheit der genetischen Information wird Genotyp$Genotyp genannt, das äußere Erscheinungsbild als Phänotyp.$Phänotyp
-
•
Autosomal-dominantautosomal-dominant (Tab. 3.1): z. B. Vielfingerigkeit (Polydaktylie), Chorea Huntington, Neurofibromatose
-
•
Autosomal-rezessiv:autosomal-rezessiv z. B. Blutgruppe 0, Stoffwechselkrankheiten
-
•
X-chromosomal-dominant:X-chromosomal dominant z. B. Anomalien der Haarfollikel
-
•
X-chromosomal rezessiv:X-chromosomal rezessiv (Tab. 3.2): z. B. Hämophilie (Bluterkrankheit)
-
•
Kodominant:kodominant z. B. Blutgruppe AB
3.1.9
Zelldifferenzierung
Eine$Zelldifferenzierung befruchtete Eizelle ist zunächst omnipotent und wird durch weitere Teilungen pluripotent. Später erfolgen die Determination$Determination und die Zelldifferenzierung.
ABBILDUNG 3.14
3.1.10
Zellkontakte
Die wichtigsten Zellkontakte$Zellkontakt sind:
-
•
Desmosomen:$Desmosom halten Zellverbände zusammen
-
•
Tight Junctions:$Tight Junction bilden feste Verschlüsse zwischen den Zellen und verhindern einen parazellulären Transport (Stoffaustauschbarriere)
-
•
Gap Junctions:$Gap Junction Tunnelproteine, die für einen schnellen Stoffaustausch bzw. Weitertransport zuständig sind
Desmosom
Tight Junction
Gap Junction
ABBILDUNG 3.15
3.1.11
Stofftransport
Stofftransporte$Stofftransport können aktiv (unter ATP-Verbrauch) oder passiv (ohne ATP-Verbrauch) erfolgen.
Passive Prozesse
Passive Prozesse sind:
-
•
Diffusion
-
•
Osmose
-
•
Filtration
-
•
Diffusion
-
•
Osmose
-
•
Filtration
Diffusion
Diffusion:$Diffusion Verschiebung von Teilchen vom Ort der höheren Konzentration über eine permeable Membran zum Ort der niedrigeren Konzentration, bis sich die Konzentrationen auf beiden Teilen angleichen.
Osmose
Osmose:$Osmose Verschiebung von Wasser vom Ort der niedrigeren Teilchenkonzentration über eine semipermeable (nur für Wasser durchlässige) Membran zum Ort der höheren Teilchenkonzentration, bis sich die Konzentrationen auf beiden Seiten angleichen. Durch den Einstrom von Wasser in den Raum mit höherer Konzentration steigt der Wassersäulendruck (hydrostatischer Druck). Die hydrostatische Differenz zwischen beiden Räumen wird osmotischer Druck genannt.
Filtration
Filtration:$Filtration Prozess, bei dem Flüssigkeiten über eine semipermeable Membran von einem Raum A in einen Raum B verschoben werden. Die Menge des Filtrats ist abhängig von der Fläche der Membran, Porengröße und hydrostatischen und onkotischen Druckdifferenz auf beiden Seiten.
Aktive Transporte
Zu den wichtigsten aktiven Transportern zählt die Na+/K+-Pumpe,$Na+/K+-Pumpe die entgegen dem Konzentrationsgefälle unter ATP-Verbrauch Na+ aus der Zelle und K+ in die Zelle transportiert.
Na+/K+-Pumpe
Bläschentransport
Zum Bläschentransport$Bläschentransport zählen:
-
•
Exozytose:$Exozytose Ausschleusung von Stoffen aus der Zelle
-
•
Endozytose:$Endozytose Einschleusung von Stoffen in die Zelle
-
•
Transzytose:$Transzytose Hindurchschleusung von Stoffen durch die Zelle hindurch
Exozytose
Endozytose
ABBILDUNG 3.17
Transzytose
3.2
Gewebe
3.2.1
Allgemeines
Gewebe$Gewebe sind Zellverbände, die den gleichen Aufbau und Funktion haben. Lokal angeordnete Gewebe mit spezifischer Funktion werden Organe$Organe genannt. Mehrere Organe, die funktionell den gleichen Aufgaben nachgehen, heißen Apparat$Apparat (Trakt).$Trakt
-
•
Parenchymatöse Organe, bestehen v. a. aus Organzellen (Parenchym) mit einer bestimmten Funktion, die mit wenig Bindegewebe „zusammengehalten“ werden. Dieses ausfüllende Bindegewebe nennt man dann Stroma oder Interstitium. Zu den parenchymatösen Organen zählen z. B. Leber und Niere.
-
•
Muskuläre Hohlorgane sind innen hohl und außen mit einer dicken Muskelschicht versehen, z. B. Magen und Harnblase.
3.2.2
Entwicklung der Gewebearten
Gewebe und Organe entwickeln sich aus Keimblättern:
-
•
Entoderm:$Entoderm Organe des Verdauungstrakts, incl. der Drüsen, Atemtrakt
-
•
Mesoderm:$Mesoderm Binde- und Stützgewebe, Gefäße, Nieren, Milz
-
•
Ektoderm:$Ektoderm Nervensystem, Sinnesorgane, Haut
-
•
EntodermEntoderm (inneres Keimblatt): Aus dem Entoderm entwickeln sich der gesamte Verdauungstrakt vom Mund bis zum Anus, einschließlich der Drüsen wie Leber, Bauchspeicheldrüse und Schilddrüse, weiterhin der Atemtrakt, die Harnblase und die Harnröhre.
-
•
MesodermMesoderm (mittleres Keimblatt): Aus dem Mesoderm entwickeln sich das Binde- und Stützgewebe (Knorpel, Knochen), das Muskelgewebe, das Herz, die Blutgefäße und die Blutkörperchen, weiterhin die Lymphknoten, die Niere und die Milz.
-
•
EktodermEktoderm (äußeres Keimblatt): Aus dem Ektoderm entwickeln sich die Haut, das Nervensystem und die Sinnesorgane.
ABBILDUNG 3.18
Gewebearten
Gewebearten: $Gewebearten
-
•
Epithelgewebe
-
•
Binde- und Stützgewebe
-
•
Muskelgewebe
-
•
Nervengewebe
-
•
Epithelgewebe
-
•
Binde- und Stützgewebe
-
•
Muskelgewebe
-
•
Nervengewebe
3.2.3
Epithelgewebe
$EpithelgewebeEpithelien bedecken äußere und innere Oberflächen. Sie sitzen der Basalmembran auf. Sie werden in Oberflächen-, Drüsen- und Sinnesepithelien eingeteilt. Die Funktionen umfassen Schutz, Stabilität, Stoffaustausch und Kommunikation.
-
•
Oberflächenepithel
-
•
Drüsenepithel
-
•
Sinnesepithel
-
•
Begrenzung nach außen
-
•
Mechanische Stabilität
-
•
Schutz vor Austrocknung
-
•
Schutz vor Eindringen von fremden Organismen
-
•
Aufnahme von lebensnotwendigen Stoffen, z. B. Magen-Darm-Trakt
-
•
Abgabe von Enzymen durch das Drüsengewebe
-
•
Kommunikation durch Aufnahme und Verarbeitung von Reizen
Oberflächenepithelien
ABBILDUNG 3.19
Einschichtiges Plattenepithel
Oberflächenepithelien$Oberflächenepithel bedecken äußere und innere Oberflächen:
-
•
Einschichtiges Plattenepithel (z. B. Lungenalveolen)
-
•
Mehrschichtiges unverhorntes Plattenepithel (Schleimhäute)
-
•
Mehrschichtiges verhornendes Epithel (Haut)
-
•
Übergangsepithel (ableitende Harnwege)
-
•
Prismatische Epithelien (z. B. GI-Trakt, Nierentubuli)
-
•
Flimmerepithel (z. B. Atemwege)
-
•
Lungenbläschen (Alveolen)
-
•
Herzinnenraum (als Endokard/Herzinnenhaut)
-
•
Gefäßinnenraum (als Endothel/Gefäßinnenhaut)
-
•
Lymphgefäßen (als Endothel)
-
•
Anderen Körperhöhlen als Serosa, z. B. Gallenblase, Pleura (Brustfell), Peritoneum (Bauchfell)
-
•
Gelenkhöhlen als Auskleidung der Innenseite (als Synovia/Gelenkinnenhaut)
Mehrschichtiges unverhorntes Plattenepithel
Mehrschichtiges verhornendes Plattenepithel
Übergangsepithel
Prismatische Zellen
Drüsenepithelien
Drüsenepithelien$Drüsenepithel bilden und schleusen Sekrete aus. Sie werden in endokrine und exokrine Drüsen eingeteilt.
Exokrine Drüsen können seröse (Ohrspeicheldrüse), muköse (Magendrüsen) oder gemischte Sekrete (Unterzungen-, Unterkieferdrüse) abgeben.
-
•
Exokrine Drüsen:Drüseexokrine Sie geben das Sekret in ein Lumen ab.
Beispiele: Schweißdrüsen, Duftdrüsen, Talgdrüsen der Haut, Tränendrüse, Drüsen des Magen-Darm- und Atemtrakts.
-
•
Endokrine Drüsen:Drüseendokrine Das Sekret gelangt direkt ins Blut. Endokrine Drüsen sind Hormondrüsen, ihre Sekrete nennt man Hormone.
Beispiele: Hypophyse, Epiphyse, Nebenniere, Schilddrüse.
-
•
Seröse Drüsen:Drüseseröse produzieren ein eiweißreiches, sehr dünnflüssiges Sekret, z. B. Ohrspeicheldrüse, Bauchspeicheldrüse
-
•
Muköse Drüsen:Drüsemuköse produzieren einen zähen Schleim, der v. a. der Gleitfähigkeit dient, z. B. Magendrüsen, Drüsen der Speiseröhre
-
•
Seromuköse oder mukoseröse Drüsen:DrüseseromuköseDrüsemuköseseröse produzieren gemischte Sekrete, die sowohl Schleim als auch eiweißreiche Bestandteile in unterschiedlichen Anteilen beinhalten, z. B. Unterzungen- und Unterkieferdrüse
Sinnesepithelien
3.2.4
Binde- und Stützgewebe
Binde- und Stützgewebsarten: $Stützgewebe $Bindegewebe
-
•
Bindegewebe
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Knorpelgewebe
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Knochengewebe
Funktionen:
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Ausfüllen von Räumen zwischen den einzelnen Zellen (extrazelluläre Matrix)
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Speicherung von Fett (Fettgewebe), Wasser
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Abwehrfunktion
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Formgebung
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Mechanische Stützfunktion
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Verbindung von Strukturen
Bindegewebe
Bindegewebe$Bindegewebe besteht aus Zellen und der extrazellulären Matrix (Fasern und Grundsubstanz):
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Zellen:
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Fibroblasten (-zyten)
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Lipozyten
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Chondroblasten (-zyten)
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Osteoblasten (-zyten)
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Fasern:
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Kollagene: zugfest
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Elastische: elastisch
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Retikuläre: gitterartig verzweigt
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Grundsubstanz: formlose Substanz, die aus Glykoproteinen und Proteoglykanen (bindet sehr viel Wasser) besteht
$Bindegewebe Arten Bindegewebsarten:
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Kollagenes Bindegewebe: kann in straffes und lockeres Gewebe eingeteilt werden, dient v. a. der Stabilität und als Füllgewebe
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Retikuläres Bindegewebe: ist gitterartig aufgebaut und beherbergt viele Leukozyten
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Fettgewebe:$Fettgewebe Energiereserve und u. a. Schutzfunktion für Organe
Fasern des Bindegewebes
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Kollagene Fasern:Fasernkollagene (Protein-)Bestandteile, die neben dem extrazellulären Raum in Kapseln, Sehnen, Faszien (Muskelbinden), Knorpel und Knochen zu finden sind. Sie sehen silbrig-glänzend aus und sind extrem zugfest. Sie sind zu Bündeln zusammengefasst und verleihen den genannten Strukturen Stabilität.
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Elastische Fasern:Fasernelastische Besitzen eine Proteinstruktur und sind extrem stark dehnbar. Nimmt die Dehnung ab, ziehen sie sich zusammen und nehmen die kleinste Fläche ein, die möglich ist. Häufig begleiten sie im Verlauf die kollagenen Fasern. Besonders zahlreich sind sie in der Lunge und großen Arterien vertreten.
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Retikuläre Fasern:Fasernretikuläre Zeigen eine zarte gitterartig-schwammige Struktur und kommen in Milz, Lymphknoten und Eingeweideorganen vor.
Grundsubstanz (Kittsubstanz)
Bindegewebsarten
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Kollagenes Bindegewebe:Bindegewebekollagenes Kann in lockeres und straffes Bindegewebe eingeteilt werden (Abb. 3.21). Lockeres Bindegewebe fungiert als Füllgewebe zwischen verschiedenen Organen, als Verschiebeschicht und Wasserspeicher. Durch das zahlreiche Vorkommen von Abwehrzellen ist es an Entzündungsreaktionen beteiligt. Straffes Bindegewebe hat v. a. mechanische Aufgaben und findet sich in Sehnen, Bändern und Faszien.
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Retikuläres Bindegewebe:Bindegeweberetikuläres Bildet ein Gitterwerk, in dem vorwiegend weiße Blutkörperchen (Leukozyten) eingelagert sind. Es kommt vor in Milz, Knochenmark, Tonsillen und Lymphknoten.
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Fettgewebe:Fettgewebe Stellt eine Speicherform des Bindegewebes dar. Es ist stark durchblutet und kann in weißes und braunes Fettgewebe eingeteilt werden. Weißes Fettgewebe dient als Speicherfett der Energiereserve und als Baufett u. a. der äußerlichen Gestaltung des Körpers und der Polsterung, z. B. der Fußsohlen. Ferner schützt es innere Organe, z. B. die Niere, die von Fettgewebe umgeben ist, vor Stoß und Schlag. Das braune Fettgewebe ist für die (zitterfreie) Wärmebildung zuständig, was v. a. bei Neugeborenen wichtig ist. Die Fettmenge des Menschen wird hormonell reguliert und unterliegt Geschlechts- und Altersschwankungen. Erwachsene Frauen besitzen mehr Fettanteil (ca. 25 %) als Männer (ca. 15 %). Kinder verfügen über einen geringeren Fettanteil. Im Alter hingegen nimmt der Fettanteil zu. Das Fettgewebe selbst ist hormonell aktiv und bildet Östrogene, Leptin, Angiotensin II und einige Zytokine, z. B. TNF-α. Zu über 90 % besteht das Fettgewebe aus Triglyzeriden, die für den Fall einer Hungerzeit den Energiebedarf ca. 40 Tage decken können, bei einer durchschnittlichen Fettmasse von 8–10 kg, die bei einem normalgewichtigen Menschen vorkommt. Ein Überangebot an energiedichten Lebensmitteln führt zur Vermehrung des Fettgewebes und zum kranhaften Zustand der Adipositas.
Stützgewebe
Knorpelgewebe
Knorpelgewebe$Knorpelgewebe besteht aus Chondroblasten, -zyten, kollagenen Fasern und Grundsubstanz. Es zählt zu den bradytrophen Geweben, enthält keine Blutgefäße und Nerven. Einteilung in:
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Hyaliner Knorpel: niedrige Zug-, hohe Druckfestigkeit, v. a. in Nasenknorpel, Trachealspangen
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Elastischer Knorpel: hohe Biegsamkeit, v. a. in Kehldeckel, Ohrmuschel
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Faserknorpel: hohe Zugfestigkeit, v. a. in Bandscheiben, Menisken
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Hyaliner Knorpel:Knorpelhyaliner Bläulich-milchiger Knorpel mit niedriger Zug- und hoher Druckfestigkeit. Vorkommen im Nasenknorpel, Kehlkopf, Trachealspangen, als Gelenkflächenüberzug und als Bestandteil des fetalen und neugeborenen Skeletts.
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Elastischer Faserknorpel:Faserknorpel Elastinhaltiger Knorpel,Knorpelelastischer der eine hohe Biegsamkeit aufweist. Dieser Knorpel kommt u. a. im Kehldeckel, äußeren Gehörgang und in der Ohrmuschel vor.
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Faserknorpel:Faserknorpel Kollagenhaltiger Knorpel mit geringem Wasser- und Zellanteil. Er weist eine hohe Zugfestigkeit auf und ist dort zu finden, wo das Bindegewebe hohen Drücken ausgesetzt ist. Vorkommen in den Bandscheiben der Wirbelsäule und Menisken.
ABBILDUNG 3.22
Knochengewebe
Das Knochengewebe$Knochengewebe besteht aus Zellen und Osteoid (kollagene Fasern und Grundsubstanz).
Zellen des Knochens:
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Osteoblasten: bauen das Knochengewebe an
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Osteozyten: erhalten das Knochengewebe
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Osteoklasten: bauen den Knochen ab
Osteoblasten bauen, Osteoklasten klauen.
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Osteoblasten:Osteoblasten bauen das Knochengewebe an
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Osteozyten:Osteozyten erhalten das Knochengewebe
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Osteoklasten:Osteoklasten bauen den Knochen ab; sessile Makrophagen, die in Lakunen als Riesenzellen vorliegen
Osteoid$Osteoid ist die nicht verkalkte Grundsubstanz; besteht aus kollagenen Fasern und einer organischer Kittsubstanz.
Bestandteile des Knochens nach Kalkeinlagerung:
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25 % Proteine (Zugfestigkeit)
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65 % Mineralien: Kalziumphosphat, Kalziumkarbonat und Magnesiumsalze (Druckfestigkeit)
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10 % Wasser
ABBILDUNG 3.23
Arten des Knochengewebes
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Geflecht- bzw. Faserknochen:Geflechtknochen Faserknochen Diese Knochenart kommt beim Fetus vor und besitzt einen geringen Mineralanteil. Er wird auch als „unreifer Knochen“ bezeichnet. Beim Erwachsenen findet sich diese Knochenart nur noch an den Schädelnähten und im Felsenbein.
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Lamellenknochen:Lamellenknochen Diese Knochenart hat ein lamellenartiges (geordnetes, schichtartiges) Aussehen und kommt in allen anderen Knochen des Erwachsenen vor bis auf die Schädelnähte und das Felsenbein. Er wird auch als „reifer Knochen“ bezeichnet.
3.2.5
Muskelgewebe
Muskelgewebe$Muskelgewebe dient der Fortbewegung. Es kann eingeteilt werden in:
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Quergestreifte Muskulatur:$Muskulaturquergestreifte Findet sich im Skelettmuskel. Die Zellen sind vielkernig, lang, zur schnellen Kontraktion fähig, willkürlich aktivierbar und ermüdbar.
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Glatte Muskulatur:$Muskulaturglatte Findet sich u. a. in Eingeweideorganen. Die Zellen sind kurz, kontrahieren sich langsamer, besitzen einen höheren Ruhetonus und sind wenig ermüdbar. Sie sind nicht willkürlich aktivierbar.
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Herzmuskulatur:$Herzmuskulatur Die Zellen sind kurz, kontrahieren sich schnell und autonom und sind nicht ermüdbar.
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Quergestreifte Muskulatur:Muskulaturquergestreifte Kommt in Muskeln vor, die für die Fortbewegung des menschlichen Körpers wichtig sind. Sie wird als „quergestreift“ bezeichnet, weil helle und dunkle Streifen (Aktin- und Myosinfilamente) regelhaft nacheinander angeordnet sind.
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Glatte Muskulatur:Muskulaturglatte Findet sich u. a. in Eingeweideorganen, Gefäßen, im Auge an Haaren und Drüsen. Sie wird deswegen als „glatt“ bezeichnet, weil sie keine Querstreifung aufweist.
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Herzmuskulatur:Herzmuskulatur Vereinigt die Eigenschaften der quergestreiften und glatten Muskulatur.
TABELLE 3.4
Muskelfeinbau
Der Muskelfeinbau$MuskelFeinbau von makroskopischen zu mikroskopischen Elementen: Muskel → Muskelfaserbündel → Muskelfaser → Myofibrille → Myofilamente (Aktin und Myosin, regelmäßig angeordnet)
Die kleinste kontraktile Einheit wird Sarkomer genannt.
ABBILDUNG 3.25
ABBILDUNG 3.26
Kontraktion eines Muskels
Die Muskelkontraktion$Muskelkontraktion erfolgt nach Stimulation der Muskelzelle durch eine Nervenzelle über die motorische Endplatte (Verbindung Synapse und Sarkolemm). Die Erregung der Muskelzelle führt zur Kalziumfreisetzung aus dem sarkoplasmatischen Retikulum, die wiederum zur ATP-abhängigen, reversiblen Bindung von Aktin und Myosin sowie Verkürzung des Sarkomers führt.
ABBILDUNG 3.27
3.2.6
Nervengewebe
Nervenzellen
Nervenzellen$Nervenzelle bestehen aus:
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Soma$Soma (Zellleib): Ort der Bildung von Neurotransmittern, Verrechnungsstelle der ankommenden Impulse und Bildung von Impulsen, die weiter transportiert werden sollen
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Dendriten:$Dendrit bäumchenartige Fortsätze am Soma, die dem Erregungseingang dienen
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Axon:$Axon langer Zellfortsatz, der vom Axonhügel ausgeht und an der Synapse endet
Aufbau eines Neurons
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ZellkörperZellkörper (Soma, Perikaryon):SomaPerikaryon Enthält den zentral gelegenen Zellkern und viel raues endoplasmatisches Retikulum, das in Nervenzellen Nissl-SchollenNissl-Scholle genannt wird. Im Soma werden NeurotransmitterNeurotransmitter (chemische Botenstoffe) produziert, die dann in Vesikeln verpackt werden und über den (anterograden) axonalen Transport entlang der Mikrotubuli bis zur Synapse verschickt werden. Die Vesikel lagern im synaptischen Kolben und werden in den synaptischen Spalt nach Erregung der Zelle freigesetzt. Dabei bildet eine Nervenzelle nur eine Art vom Neurotransmitter, z. B. Dopamin oder Glutamat oder Noradrenalin. Weiterhin werden die ankommenden Impulse in der Menge und Qualität (erregend oder hemmend) verrechnet und ggf. Aktionspotenziale gebildet, die dann entlang des Axons zur Synapse und von dort auf die nachgeschaltete Zelle weitergeleitet werden.
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Dendriten:Dendrit Bäumchenartig verzweigte Zellfortsätze (Zytoplasmaausläufer), die als Ort des Erregungsempfangs gelten und Impulse an das Soma weiterschicken. Dabei münden hunderte von erregenden und hemmenden Synapsen anderer Neurone am Dendritenbäumchen (und Soma).
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AxonAxon (Neurit):Neurit Entspringt am Axonhügel und zieht wie ein langes Kabel entweder zu einer anderen Nervenzelle oder zu einer Muskel- oder Drüsenzelle hin. Entlang des Axons wird die Erregung weiter bis zur Synapse geleitet. An der Synapse findet die Erregungsübertragung auf andere Zellen statt. Findet sich eine Gliascheide, die das Axon umgibt und als elektrischer Isolator dient, wird es NervenfaserNervenfaser genannt.
ABBILDUNG 3.28
Synapse
Die Synapse$Synapse stellt eine Verbindungsstelle einer Nervenzelle mit einer nachgeschalteten Zelle dar. Nach Eingang der Erregung an der Synapse werden Neurotransmitter in den synaptischen Spalt entlassen und heften sich an Rezeptoren der Folgezelle an. Die wichtigsten Neurotransmitter sind Noradrenalin, Glutamat, Acetylcholin und Dopamin.
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Adrenalin und Noradrenalin (vorwiegend erregend)
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Acetylcholin (erregend)
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Dopamin (erregend)
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Glutamat (erregend)
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GABA (hemmend)
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Serotonin (erregend)
ABBILDUNG 3.29
Nervenzellarten
Nervenzellen$NervenzelleArten können eingeteilt werden in:
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Afferenzen:$Afferenz leiten sensible und sensorische Impulse dem Gehirn zu
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Efferenzen:$Efferenz leiten motorische Impulse vom Gehirn zu den Zielorganen hin
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Afferenzen:Afferenz Führen Impulse zum Gehirn hin. Man unterscheidet sensorische von sensiblen Fasern. Sensorische Fasern übertragen Impulse, die dem Sehen, Hören, Riechen und Schmecken dienen; sie sind also Bestandteile der Hirnnerven. Sensible Fasern übertragen z. B. Berührungs-, Druck-, Temperaturimpulse. Sie sind Bestandteile der Hirn- und Spinalnerven.
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Efferenzen:Efferenz Führen Impulse vom Gehirn zu den Erfolgsorganen hin. Man unterscheidet das 1. MotoneuronMotoneuron (Pyramidenbahn),Pyramidenbahn das vom Gyrus praecentralis bis hin zum Vorderhorn des jeweiligen Segments führt und am 2. Motoneuron endet. Das 2. Motoneuron beginnt am Vorderhorn, verlässt das Rückenmark an der Ventralseite und zieht im peripheren Nerv bis zum Erfolgsorgan (Kapitel 19).
Gliazellen
Gliazellen: $Gliazelle
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Astrozyten:$Astrozyt Stütz-, Ernährungsfunktion, Bildung der Blut-Hirn-Schranke
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Oligodendrozyten:$Oligodendrozyt Myelinisierung im ZNS
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Ependymzellen:$Ependymzelle Auskleidung der Liquorräume
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Hortega-Zellen:$Hortega-Zelle Phagozytose
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Schwann-Zellen:$Schwann-Zelle Myelinisierung im PNS
Aufgaben der Gliazellen:$GliazelleAufgaben
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Stütz- und Ernährungsfunktion
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Ausbildung der Blut-Hirn-Schranke
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Elektrische Isolierung der Nervenzellen
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Narbenbildung
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Abwehrfunktion
Zellarten
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Astrozyten:Astrozyt Gehören zu den Stützzellen des Nervensystems. Sie dienen dem Stoffaustausch der Nervenzellen, regulieren den Kaliumhaushalt und sind zur Phagozytose befähigt. Weiterhin sind sie an der Bildung der Blut-Hirn-Schranke beteiligt.
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Oligodendrozyten:Oligodendrozyt Bilden die Myelinscheide im ZNS. Zusammen mit den Astrozyten werden die beiden Zellarten auch zur Makroglia zusammengefasst.
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Ependymzellen:Ependymzelle Kleiden die Hohlräume in ZNS aus, die mit Liquor gefüllt sind.
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Hortega-ZellenHortega-Zelle (Mikroglia): Sind sessile Makrophagen und besitzen die Fähigkeit zur Phagozytose.
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Schwann-Zellen:Schwann-Zelle Bilden die Myelinschicht im peripheren Nervensystem.
Myelinisierung
Die myelinisierenden Zellen sind die Oligodendrozyten im ZNS und die Schwann-Zellen im PNS.
Je nach Myelinisierungsgrad$Myelinisierung unterscheidet man:
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Markhaltige Zellen: jedes Axon besitzt eine Markscheide aus mehreren Zelllagen; dazwischen sind Ranvier-Schnürringe platziert, die der saltatorischen Erregungsleitung dienen
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Marklose Nervenfasern: besitzen keine Markscheide, Gliazellen umhüllen mehrere Axone; die Erregungsausbreitung ist kontinuierlich
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Markhaltige Nervenfaser:Nervenfasermarkhaltige Sie weisen eine Markscheide um jedes Axon auf, das aus mehreren Lagen besteht. Es gibt Ranvier-Schnürringe, welche die Markscheiden in bestimmten Abständen unterbrechen. Diese liegen zwischen 2 Schwann-Zellen. In diesem Bereich fehlt auch das Myelin, die Nervenfasern sind also marklos. Diese „Lücken“ in der Myelinisierung sind für die saltatorische (sprunghafte) Erregungsausbreitungsaltatorische Erregungsausbreitung essenziell, die mit bis zu 80 m/s sehr schnell ist.
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Marklose Nervenfasern:Nervenfasermarklose Die Gliazelle umhüllt mehrere Axone, bildet dabei aber keine Markscheide. Sie kommen im vegetativen Nervensystem vor, die Erregungsweiterleitung ist kontinuierlich, die Nervenleitgeschwindigkeit sehr langsam.
ABBILDUNG 3.30
Erregungsgenerierung und -weiterleitung
Erregungsgenerierung$Erregungsgenerierung und -weiterleitung$Erregungsweiterleitung
Die Membran an der Innenfläche der Zelle ist negativ geladen, an der Außenfläche positiv geladen. Das Ruhepotenzial$Ruhepotenzial beträgt dabei –70–90 mV. Es wird im Wesentlichen durch die ungleiche Verteilung von Ladungen auf beiden Seiten der Membran und die Kaliumdiffusion durch die Zellmembran verursacht.
ABBILDUNG 3.31
Werden Impulse auf eine ruhende Nervenzelle übertragen, wird ein Aktionspotenzial$Aktionspotenzial ausgelöst. Das Potenzial steigt auf +30 mV, die Zelle wird depolarisiert. Begründet ist die Potenzialänderung durch Öffnung der Natriumkanäle und dem Natriumeinstrom in die Zelle. Nach einem Aktionspotenzial befindet sich die Zelle in der Refraktärphase, die Zelle ist nicht (oder sehr schlecht erregbar). Das Ruhemembranpotenzial wird wiederhergestellt.
ABBILDUNG 3.32
ABBILDUNG 3.33
Lernzielkontrolle
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Beschreiben Sie den Aufbau der Zelle!
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Benennen Sie die verschiedenen Zellorganellen einer Zelle!
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Welche Funktion hat die Zellmembran? Welche Aufgaben haben die Proteine, die in der Zellmembran eingelassen sind?
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Welche Aufgaben haben Mitochondrien? Kann ein Mensch ohne Mitochondrien leben?
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Was sind Ribosomen? Wie sind sie in einer Zelle verteilt und welche Aufgaben erfüllen sie?
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Woraus besteht der Zellkern? Welche Aufgaben hat der Zellkern? Gibt es kernlose Zellen im menschlichen Organismus?
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Welchen Aufbau und welche Aufgabe hat die DNA?
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Was sind Chromosomen? Wie viele Chromosomen finden sich in der Zelle eines Menschen?
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Welche biologische Funktion haben Mitose und Meiose?
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Was sind Zellkontakte? Welche Funktion haben sie?
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Was versteht man unter den passiven und aktiven Stofftransportmechanismen? Wodurch sind Diffusion und Osmose gekennzeichnet? Was ist die Na+/K+-Pumpe?
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Was versteht man unter Exo-, Endo- und Transzytose?
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Definieren Sie den Begriff „Gewebe“!
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Aus welchen 3 Keimblättern entwickeln sich die verschiedenen Organe des menschlichen Körpers?
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Welche Arten des Epithelgewebes kennen Sie? An welchen Stellen des menschlichen Körpers sind sie repräsentiert?
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Aus welchen Bestandteilen setzt sich das Bindegewebe zusammen? Welche Arten des Bindegewebes sind Ihnen bekannt?
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Welche Knorpelarten kennen Sie? Wo kommen sie vor?
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Woraus besteht das Knochengewebe? Welche Zellen sind an Knochenbildung, Knochenum- und -abbau beteiligt? Über welche Eigenschaften verfügen Knochen?
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Welche Besonderheiten haben die jeweiligen Muskelarten?
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Beschreiben Sie den Aufbau der Nervenzellen! Welche Haupteigenschaften hat das Nervengewebe?
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Wie entsteht das Ruhemembranpotenzial? Welchen biologischen Sinn haben Aktionspotenziale?