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B978-3-437-42836-4.00027-8

10.1016/B978-3-437-42836-4.00027-8

978-3-437-42836-4

Abb. 27.1

[L253]

Zytoskelett-Elemente: a) Mikrotubuli, b) Aktinfilamente, c) Intermediärfilamente

Abb. 27.2

[L107]

Epithel mit Epithelzellen und subepithelialem Bindegewebe. Die Details dieser Abbildung werden euch in der Histologie noch genauer beschäftigen.

Abb. 27.3

[L253]

Das Sarkomer ist der Grundbaustein der quergestreiften Muskulatur.

Abb. 27.4

[L126]

Schema eines Neurons: 1 Perikaryon (Soma), 2 Zellkern mit Nucleolus, 3 raues endoplasmatisches Retikulum (Nissl-Schollen), das typischerweise im Bereich des 4 Axonursprungs (= Axonhügel) fehlt. 5 Dendrit, 6 Axon, 7 synaptische Endkolben (= synaptische Endknöpfchen), 8 synaptische Endkolben anderer Nervenzellen

Zytoskelett, Zellkontakte und Gewebe

Zytoskelettelemente

Wir haben bereits die Zellmembran als äußere Begrenzung der Zelle kennengelernt. Wäre die Zelle aber lediglich ein „mit einer wässrigen Lösung gefüllter Sack“, wäre es um ihre Stabilität wohl eher schlecht bestellt – und an die Fähigkeit zur aktiven Bewegung, die einige Zellen offensichtlich besitzen, wäre gar nicht zu denken.
Ein weiteres Strukturelement wäre also durchaus sinnvoll, und hier kommt das ZytoskelettZytoskelett ins Spiel. Merkt euch aber, dass sich der Aufgabenbereich des Zytoskeletts nicht nur auf Stabilität und Mobilität beschränkt. Es ist z. B. auch essenziell für intrazelluläre Transportvorgänge und Zellteilung.
Wie ist der Begriff Zytoskelett definiert? Zytoskelett ist der Oberbegriff für die Gesamtheit aller Fasern (Filamente), die die Zelle – genauer das Zytoplasma – durchziehen und die genannten Aufgaben übernehmen. Man unterscheidet dabei verschiedene Fasertypen, die aber alle aus Proteinen aufgebaut sind.
Wir unterscheiden drei wichtige Fasertypen (Abb. 27.1):
  • Mikrotubuli Mikrotubuli

  • Intermediärfilamente Intermediärfilamente

  • Aktinfilamente Aktinfilamente

Der Durchmesser der Aktinfilamente ist am kleinsten (ca. 5 nm).

In der Mitte liegen die Intermediärfilamente mit 10 nm (das könnt ihr euch gut vom Namen herleiten – Intermediär = in der Mitte) und am dicksten sind die Mikrotubuli (25 nm).

Manche Studenten lassen sich in Prüfungen von der Silbe „Mikro“ in Mikrotubuli verwirren und denken, dass es sich folglich um die dünnsten Zytoskelettelemente handeln müsste. Merkt euch besser, dass Mikrotubuli so dick sind, dass man schon von richtigen „Röhren“ (Tubuli) und nicht von Fasern (Filamenten) spricht.
Mikrotubuli sind auch für die Zellteilung essenziell: Bevor sich eine Zelle teilen kann, müssen die Chromosomen zu gegenüberliegenden Zellpolen gezogen werden, damit sichergestellt ist, dass beide Tochterzellen die nötige Erbinformation erhalten.
Dieser Prozess wird durch den SpindelapparatSpindelapparat möglich, der an die Chromosomen bindet. Der Spindelapparat besteht aus Mikrotubuli, die an den zylinderförmigen Zentriolen verankert sind. Diese sind von der perizentriolaren Matrix umgeben. Dabei handelt es sich um verschiedene Proteine, welche die Zentriolen in ihren Funktionen unterstützen. Zentriolen und perizentriolare Matrix werden als Zentrosom zusammengefasst. Passt auf bei den Begriffen mit Z: Zentriolen, Zentrosomen etc. – Es werden noch mehr!

Zellkontakte

Nun haben wir schon einiges zum Aufbau unserer Zellen gelernt. Wir Menschen sind allerdings noch mit einem Problem konfrontiert, mit dem sich einzellige Organismen nicht befassen müssen: Im menschlichen Körper organisieren sich viele Zellen zu Geweben, die unterschiedliche Anforderungen bewältigen müssen. So müssen z. B. die Zellen unserer Haut enormen mechanischen Belastungen widerstehen, während die Zellen des Darms zwar auch eine gewisse Barrierefunktion übernehmen, aber v. a. für die Aufnahme von Nährstoffen und Wasser zuständig sind.
Damit eine Zelle einen festen Platz einnehmen kann, muss sie entweder an ihrer Nachbarzelle befestigt sein oder eine Verbindung zur extrazellulären Matrix ausbilden. Diese Verbindung wird über Proteinkomplexe, die Zellkontakte genannt werden, vermittelt. Das gesamte Aufgabenspektrum der Zellkontakte ist allerdings wesentlich vielfältiger. Man unterscheidet Zellkontakte, die zwei Zellen verbinden (Zell-Zell-Kontakte), und Zellkontakte, die eine Zelle in die extrazelluläre Matrix einbauen (Zell-Matrix-Kontakte).
Was ist die extrazelluläre Matrix? Unsere Gewebe bestehen oftmals nicht nur aus dicht gedrängten Zellen. Beispielsweise finden sich im Bindegewebe zwar Zellen, diese produzieren allerdings eine Vielzahl von Faser, die sie aus der Zelle ausschleusen. Folglich entsteht zwischen den Zellen ein mit Fasern gefüllter Raum, sodass die Zellen nicht unmittelbar aneinanderliegen. Den Raum selbst bezeichnet man als Interzellularraum, die Gesamtheit der Stoffe darin nennt man extrazelluläre Matrix.

Gewebetypen

Die Zellen des menschlichen Körpers organisieren sich zu Geweben, wobei man vier Typen unterscheidet:
  • Epithelien Epithelien

  • Bindegewebe

  • Muskelgewebe

  • Nervengewebe

Die Unterscheidung in diese vier Gewebetypen existiert schon ziemlich lange, sodass sie mit der Zeit etwas aufgeweicht wurde, da es an einigen Stellen Überschneidungen gibt. Da diese Klassifikation jedoch nach wie vor bedeutsam ist und sie sich auch sehr gut zur Prüfungsvorbereitung eignet, wollen wir in diesem Kapitel zumindest in Ansätzen auf die Eigenschaften der einzelnen Gewebetypen eingehen. Weil dieses Thema aber eigentlich eher zur Histologie gehört, beschränken wir uns hier auf die wichtigsten Fakten.

Epithelien

Epithelien finden sich an den Grenzflächen unseres Körpers, sodass sie häufig an irgendeiner Form der Barriere beteiligt sind, was sich auch an ihrem Aufbau erkennen lässt. Die Zellen sitzen sehr dicht aneinander, sodass fast kein Extrazellulärraum existiert (Abb. 27.2).
Eine grobe Unterteilung der Epithelien ist die in Oberflächenepithelien und Drüsenepithelien:
  • Oberflächenepithelien überziehen alle inneren und äußeren Oberflächen des Körpers. Egal, ob Aorta, Harnblase oder mikroskopisch kleiner Gallengang – überall muss verhindert werden, dass die Flüssigkeit aus diesen Strukturen ins umliegende Gewebe diffundiert und das schafft nur ein Epithel.

  • Drüsenepithelien betreiben dagegen v. a. Sekretion.

Gibt es auch Oberflächenepithelien, die Sekretion betreiben? Ja! Und gibt es Drüsenepithelien, die als Barriere fungieren? Ja! Ihr könnt euch schon denken: Wenn man sich mit diesem Thema im Detail befasst, werden die Klassifikationen sehr schnell sehr komplex.

Bindegewebe

Wenn man hört, dass sowohl Knochen als auch Fett zum BindegewebeBindegewebe zusammengefasst werden, fragt man sich wahrscheinlich, worin die Gemeinsamkeit besteht. Die Antwort: Im Gegensatz zu den Epithelien und auch zu den anderen Grundgeweben gibt es hier einen stark ausgeprägten Extrazellulärraum, der mit Fasern und gelösten Stoffen gefüllt ist. Die Zusammensetzung der extrazellulären Matrix bestimmt maßgeblich die Eigenschaften – wie z. B. die Elastizität oder die Zugfestigkeit – des jeweiligen Gewebes. So sorgt etwa die Einlagerung von Kristallen (Mineralisation) für die Härte unserer Knochen.

Muskelgewebe

MuskelgewebeWir haben bereits das Gewebe kennengelernt, das unseren Körper „dicht hält“. Wir wissen auch, was unseren Körper formt und ihm eine gewisse Struktur verleiht. Das Muskelgewebe ermöglicht uns aufrechtes Stehen und die Fähigkeit zur Bewegung.
Man unterscheidet prinzipiell glatte Muskulatur von quergestreifter Muskulatur, wobei man Letztere noch in Skelett- und Herzmuskulatur unterteilen kann.
Unabhängig von der genauen Klassifikation zeichnet sich die Muskulatur v. a. durch ihre Fähigkeit zur aktiven Verkürzung (Kontraktion) aus, die auf eine Interaktion zwischen Myosin- und Aktinfilamenten zurückzuführen ist (Abb. 27.3).

Nervengewebe

NervengewebeDie Steuerung der Gewebe geht von NervenzellenNervenzelle (NeuroneNeuron) aus, die sich über Synapsen verbinden und auf diese Weise hochkomplexe Netzwerke bilden (Abb. 27.4). Neurone können elektrisch erregt werden und nutzen chemische oder physikalische Reize, um diese Erregung (und damit auch eine Information) von einer Nervenzelle zur nächsten zu transportieren.
Nervengewebe besteht aber nicht nur aus Neuronen, sondern auch aus Stützzellen, den GliazellenGliazellen, die sogar wesentlich häufiger sind. Die Funktion der Gliazellen besteht nicht nur in der Gewährleistung mechanischer Stabilität, sie sind auch für die reibungslose Arbeit der Neurone aufgrund einer Vielzahl von Fähigkeiten und Funktionen unerlässlich.

Zusammenfassung

  • Die Zytoskelettelemente üben viele Funktionen aus. Ihr solltet die Mikrotubuli, Intermediär- und Aktinfilamente kennen.

  • Zellen organisieren sich über Zellkontakte zu Geweben. Man unterscheidet Zell-Zell- und Zell-Matrix-Kontakte.

  • Die vier Gewebetypen (Epithelien, Bindegewebe, Muskelgewebe und Nervengewebe) sind nicht so klar voneinander abzugrenzen, wie es manchmal suggeriert wird.

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