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B978-3-437-48073-7.00001-8

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978-3-437-48073-7

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Abb. 1.1

[L107]

Übersicht über die Zelle: Zellmembran, Zytoplasma, Zellkern und Zellorganellen: 1 Zellkern, 2 Golgi-Apparat, 3 Lysosom, 4 glattes endoplasmatisches Retikulum (glattes ER), 5 Peroxisom, 6 Glykogen (Speicherpartikel), 7 Interzellularspalt, 8 Ribosomen-Ansammlungen, 9 Bestandteile des Zytoskeletts, 10 Mitochondrium, 11 raues endoplasmatisches Retikulum (raues ER), 12 Zellmembran 13 Zytoplasma

Abb. 1.2

[L141]

Aufbau der Zellmembran aus Lipiddoppelschicht und Membranproteinen, die teilweise auch noch Kohlenhydrate und Lipide enthalten

Abb. 1.3

[L190]

Verschiedene Epitheltypen: a) einschichtiges Plattenepithel, b) respiratorisches Flimmerepithel, c) mehrschichtiges Plattenepithel ohne Verhornung, d) mehrschichtiges Plattenepithel mit Verhornung

Abb. 1.4

[L106]

Entwicklung von Drüsengewebe aus Epithelgewebe. a) einzellige exokrine Drüse (gelb) in einem Epithel, Entstehung einer Drüsenzellknospe, b) eine Drüse entwickelt sich in Richtung auf das Bindegewebe unterhalb des Epithels, c) exokrine Drüse, die über einen Ausführgang mit der Epitheloberfläche verbunden bleibt, d) endokrine Drüse, deren Produkte an die Blutbahn abgegeben werden

Abb. 1.5

[L157]

Bindegewebe mit Bindegewebszellen, Fettzellen und Fasern (A: verschiedene Zellen der Abwehr)

Abb. 1.6

[L190]

Glatte, quergestreifte und Herzmuskulatur im Vergleich

Abb. 1.7

[L190]

Nervenzelle des am häufigsten vorkommenden multipolaren Typs mit Zellkern, Zellleib und zahlreichen Fortsätzen; stark verzweigt und blau unterlegt: Fortsätze für den Empfang von Informationen (Dendriten); ein langer Fortsatz (Axon) mit Endverzweigungen, grau unterlegt: Weiterleitung von Informationen

Abb. 1.8

[L190]

Hauptebenen und -achsen des Körpers

Abb. 1.9

[L190]

Aufbau eines Gelenks, hier an einem Schnitt durch das Schultergelenk (Verbindung zwischen Oberarmknochen und Schulterblatt) verdeutlicht. Man erkennt u.a. drei Muskeln, die mit ihren Sehnen an verschiedenen Skelettabschnitten angeheftet sind.

Allgemeine Anatomie

Lernziele

Aufbau des menschlichen Körpers aus Zellen, Zwischensubstanzen, Fasern, Geweben, Organen, Apparaten (Systemen), allgemeine Anatomie, Bewegungsapparat

Der menschliche Körper besteht aus ca. 100 Billionen Zellen. Im 19. Jahrhundert, nach der Entdeckung des Zellkerns, wurde die eigentliche Bedeutung der Zelle als elementare Baueinheit des menschlichen Körpers deutlich. Die Zellenlehre, also die Lehre vom Aufbau der Zelle und der Funktion der Zellkomponenten, wird Zytologie genannt.

Fachbegriffe

cella (lat.): Kammer, Zelle; der ZelleBegriffBegriff in seiner biologisch-medizinischen Bedeutung entstand bei der Beobachtung von Schnitten durch pflanzliche Strukturen, wird aber auch heute noch im ursprünglichen Sinn bei Begriffen wie Gefängniszelle, Nasszelle etc. benutzt.

Zytologie ZytologieZellenlehre; gebildet aus kytos (griech.): Zelle und -logia (griech.): Lehre

Zwischen den Zellen befinden sich die von den Zellen gebildeten ungeformten Zwischenzellsubstanzen, in die geformte Substanzen, sog. Fasern, eingelagert sein können.

1.1

Übersicht über den Bau der Zelle

Die Zelle ist umschlossen von einer Zellhülle, die man Zellmembran nennt. Dieser Begriff beinhaltet die Funktionen, das in der Zelle Enthaltene nach außen abzuschließen, aber auch einen Stoffaustausch zwischen außen und innen zu ermöglichen. Andere Begriffe für Zellmembran sind auch Plasmamembran Siehe ZellmembranPlasmamembran, Zytolemm Siehe ZellmembranZytolemm oder Plasmalemm Siehe ZellmembranPlasmalemm. Den Raum innerhalb der Zellen nennt man IntrazellularraumIntrazellularraum, den außerhalb der Zellen ExtrazellularraumExtrazellularraum oder auch („zwischen den Zellen“) InterzellularraumInterzellularraum.

Fachbegriffe

inter (lat.): zwischen

intra (lat.): innerhalb, extra (lat.): außerhalb

membrana (lat.), lemma (griech.): Haut, Hülle

nucleus (lat.): Kern plasma (griech.): das Geformte

Die Zellmembran umhüllt den Binnenraum der Zelle. Dieser gliedert sich in den Zellleib (Zytoplasma) und den Zellkern (Nucleus). Der Zellkern stellt eine Unterabteilung des Binnenraums der Zelle dar; er besitzt ein eigenes Membransystem, die Kernhülle, durch die er vom restlichen Binnenraum abgetrennt ist. Auch diese Hülle des Zellkerns besitzt eine ähnliche Funktion wie die Zellmembran selbst, d.h. Abschluss nach außen, aber auch Stoffaustausch.
Eine solche Unterabteilung des Binnenraums der Zelle bezeichnet man als KompartimentKompartiment. Auch innerhalb des eigentlichen Zytoplasmas gibt es noch weitere Kompartimente, die man ZellorganellenZellorganellen nennt. Sie sind jeweils durch eigene Membranen umschlossen und besitzen wiederum einen eigenen Binnenraum, der sich vom Rest des Zytoplasmas in Zusammensetzung und Funktion unterscheidet (Abb. 1.1).

Fachbegriffe

Kompartiment (engl., frz.: compartment): Abteilung

OrganellenOrganelle Verkleinerungsform des Wortes „Organ“

Zieht man vom gesamten Binnenraum der Zelle den Zellkern und die Zellorganellen ab, dann bleibt eine Grundsubstanz übrig, das sog. ZytosolZytosol. Der Begriff „sol“ steht für eine Flüssigkeit, die außer Wasser und Salzen noch weitere kleinere und größere Moleküle, v.a. Proteine, enthält.
Zusätzlich sind im Zytosol auch kleine Partikel suspendiert. Zu diesen zählen v.a. die Ribosomen, die die für die Zelle und den Stoffwechsel überaus wichtigen Proteine herstellen, sowie Speicherpartikel u.a. für Fett und Traubenzucker, aber auch für Farbstoffe (Pigmente).

Fachbegriffe

Proteine (der Zelle)Proteine aus Aminosäuren aufgebaute Eiweißkörper

RibosomenRibosomen gebildet aus soma (griech.: Körper) und ribo (leitet sich von Desoxyribonukleinsäure ab: DNS, Erbsubstanz; enthält den Zucker Ribose)

Zur Stabilisierung der Zellstruktur, für Zellbewegungen, aber auch für Transportvorgänge innerhalb der Zelle finden sich im Zytoplasma röhren- und fadenförmige Proteinstrukturen, die man insgesamt als Zellskelett oder ZytoskelettZytoskelett bezeichnet (Abb. 1.1).

1.1.1

Zellmembran

Die ZellmembranZellmembran (Abb. 1.1) bildet eine Grenzstruktur zwischen dem Intra- und Extrazellularraum. Damit kann die Zelle in ihrem Binnenraum ein Milieu aufrechterhalten, das sich von dem des Extrazellularraums unterscheidet. Diese Grenzstruktur ist jedoch keine undurchdringliche Hülle, sondern erlaubt in beiden Richtungen einen kontrollierten Stoffaustausch zwischen Intra- und Extrazellularraum.
MembranproteineGrundlage dafür ist der Aufbau der Membran aus einer Lipiddoppelschicht (Zellmembran)Lipiddoppelschicht, in die Membranproteine eingelagert sind (Abb. 1.2). Die Lipidmoleküle der Doppelschicht sind für die meisten Moleküle des Stoffwechsels undurchdringlich, sodass sich der Stoffaustausch zwischen außen und innen v.a. auf die integrierten Membranproteine konzentriert, die vielfältige Transportaufgaben über die Zellmembran hinweg wahrnehmen. Auf der nach außen gerichteten Seite der Zellmembran sind an den Membranproteinen, aber auch an den Lipidmolekülen teilweise lange Zuckerketten (Kohlenhydrate) gebunden, die eine Rolle bei der Zellerkennung spielen (Abb. 1.2).

Fachbegriffe

lipos (griech.): Fett

Die Membranproteine sind zusätzlich noch für weitere Funktionen der Zellmembran verantwortlich: Sie spielen eine große Rolle im Zusammenhang mit den elektrischen Eigenschaften von Zellen, die die Grundlage für die Funktion des Nervengewebes, aber auch für Muskelkontraktionen darstellt, und besitzen teilweise die Eigenschaft, vorbeikommende Botenstoffe spezifisch zu binden und damit zu erkennen. Damit können sie die Rolle von RezeptorenZellmembranRezeptoren spielen, die nach dem Erkennen dieser Botenstoffe der Zelle, in deren Membran sie sich befinden, ganz bestimmte Signale übermitteln.

Fachbegriffe

Rezeptor abgeleitet aus „recipere“ (lat.): aufnehmen; der Begriff Rezeptor wird auch für Zellen insgesamt benutzt, wenn sie eine Wahrnehmungs- oder Aufnahmefunktion haben (z.B. Zellen in Sinnesorganen).

1.1.2

Zellkern

Der ZellkernZellkern (Nucleus) befindet sich in fast allen menschlichen Zellen. Die einzige bedeutsame Ausnahme bilden die reifen roten Blutkörperchen (Blutzellen), bei denen der Zellkern während der ca. einwöchigen Entwicklung dieser Zellen ausgestoßen wird, um mehr Platz für den roten Blutfarbstoff zu haben.
Die Kernhülle besteht aus einer doppelten Membran, deren äußerer Abschnitt mit einer Zellorganelle, dem endoplasmatischen Retikulum (Kap. 1.1.3), verbunden ist. In diesem Membransystem des Zellkerns sind zahlreiche Poren enthalten, die als Transportkanäle den Stofftransport aus dem übrigen Zytoplasma in den Zellkern hinein, aber auch in umgekehrter Richtung ermöglichen (Abb. 1.1).
Der menschliche Zellkern enthält die Erbsubstanz in Form von 46 DNS (Desoxyribonukleinsäure)Desoxyribonukleinsäure-Molekülen (DNS-Molekülen, engl. DNA). Diese DNS-Moleküle enthalten zahlreiche Abschnitte, die sog. GeneGene, auf denen sich Informationen für die Herstellung von zelleigenen Proteinen befinden. Diese Proteine sind wiederum verantwortlich für den Aufbau und die Funktion jeder Zelle.
Damit die Information auf den DNS-Molekülen „abgelesen“ werden kann, müssen die extrem langen Molekülfäden in abgewickelter oder entknäuelter Form in der Zelle vorliegen. Für die Durchführung einer Zellteilung und Entstehung von zwei neuen Tochterzellen (Kap. 2.1) ist es erforderlich, die Zahl der DNS-Moleküle zunächst zu verdoppeln, damit jede Tochterzelle nach der Teilung wieder die gleiche Anzahl von DNS-Molekülen wie die Mutterzelle besitzt. Anschließend müssen die DNS-Moleküle dann „aufgewickelt“ und extrem dicht gepackt werden.
In dieser sog. kondensierten Form werden die DNS-Moleküle bei bestimmten Färbetechniken im Mikroskop sichtbar; diese Form der DNS-Moleküle nennt man ChromosomenChromosomen.

Fachbegriffe

Chromosomen gebildet aus chroma (griech.): Farbe und soma (griech.): Körper

Vereinfacht spricht man also von 46 Chromosomen in jeder menschlichen Zelle, auch wenn diese als solche dort nur selten präsent sind.

1.1.3

Zytoplasma, Zellorganellen

Der Raum zwischen der Zellmembran außen und dem Zellkern innen ist das ZytoplasmaZytoplasma oder der ZellleibZellleib. Dieser Binnenraum der Zelle enthält neben dem Zytoplasma fünf weitere Unterabteilungen (KompartimentKompartimente), die sog. Zellorganellen. In diesen Unterabteilungen herrscht jeweils ein anderes Milieu als im übrigen Zytoplasma, wodurch die Zellorganellen spezifische Aufgaben übernehmen können.
Bei einem dieser Kompartimente (endoplasmatisches Retikulum) handelt es sich nur um einen einzigen Hohlraum, bei den anderen vier (Golgi-Apparat, Lysosomen, Peroxisomen, Mitochondrien) bilden viele voneinander getrennte kleine Hohlräume (Bläschen) mit jeweils gleichem Binnenmilieu ein Kompartiment (Abb. 1.1).
Endoplasmatisches Retikulum
Das endoplasmatische Retikulum (abgekürzt: ER)endoplasmatisches Retikulum (ER) ist ein membranumgebenes Kompartiment, das mit der Kernhülle in Verbindung steht. Es besteht aus miteinander kommunizierenden Schläuchen und säckchenartigen Hohlräumen, die teilweise außen von Ribosomen besetzt sind und dann raues ER genannt werden. Ribosomenfreie Abschnitte werden als glattes ER bezeichnet (Abb. 1.1).

Fachbegriffe

endoplasmatisches Retikulum gebildet aus endo (griech.): innen; reticulum (lat.): Netz

Plasmatisch steht hier für Zytoplasma.

ER also wörtlich übersetzt: Netzwerk innerhalb des Zytoplasmas

Ein Teil der Proteine, die die Zelle für sich selbst, aber auch für den „Export“ aus der Zelle heraus benötigt, wird mithilfe der Ribosomen am rauen ER gebildet. Diese Proteine, i.d.R. noch als Vorstufen, werden zunächst in den Schlauchsystemen des ER gespeichert, dann in Form kleiner Bläschen abgeschnürt und zur weiteren Bearbeitung sowie zur Transportvorbereitung in das nächste Kompartiment, den Golgi-Apparat, abgegeben.
Im glatten ER werden verschiedene Lipide hergestellt, wie sie z.B. für die Zellmembran benötigt werden. Auch diese gehen den Weg über den Golgi-Apparat.
Golgi-Apparat
Der Golgi-Golgi-ApparatApparat steht räumlich und funktionell mit dem ER in Verbindung. Er besteht aus flachen sackförmigen Membranen und kleinen Vesikeln, meist in der Nähe des Zellkerns (Abb. 1.1). Seine Hauptfunktion ist darin zu sehen, die noch unfertigen Protein- und Lipidprodukte des ER weiter in Richtung zu Endprodukten zu verändern und diese dann zu sortieren, zu verpacken und weiter zu den Orten zu versenden, wo sie benötigt werden. So etwas nennt man heute Logistik-Zentrum.

Fachbegriffe

Golgi Eigenname (italienischer Pathologe), das zweite „g“ wird weich ausgesprochen.

Lysosomen
Eines der Produkte des ER und des Golgi-Apparats stellen die LysosomenLysosomen dar; sie bilden eine größere Zahl von Bläschen (VesikelVesikel) in der Zelle, die in der Gesamtheit ein weiteres Kompartiment darstellen (Abb. 1.1). Wörtlich übersetzt sind die Lysosomen als Auflöskörperchen zu bezeichnen. Dieser Begriff erklärt dann ihre Funktion.

Fachbegriffe

Enzym (auch: Ferment): der Begriff stammt aus dem Griechischen en-: hinein und zyme: Sauerteig; es handelt sich um größere Proteine, die Stoffwechselvorgänge des Organismus erleichtern („katalysieren“).

Lysosom gebildet aus lysis (griech.): Lösung und soma (griech.): Körper

Vesikel Bläschen, abgeleitet aus vesicula, der Verkleinerungsform von vesica (lat.: Blase)

Die Lysosomen enthalten eine Vielzahl von EnzymeEnzymen, deren Aufgabe es ist, von außen aufgenommene oder nicht mehr benötigte zelleigene Stoffe wie Kohlenhydrate, Proteine, Fette u.a. zu verdauen. Da die Lysosomen wegen ihrer Eigenschaften potenziell für alle noch benötigten und intakten Strukturen der eigenen Zelle gefährlich sind, bilden sie ein membranumhülltes, vom restlichen Zytoplasma abgetrenntes eigenes Kompartiment.
Solche Vorgänge der „Verdauung“ werden als AutophagieAutophagie bezeichnet, wenn zelleigenes Material wie z.B. defekte Zellorganellen verdaut werden; bei der Aufnahme von zellfremdem Material oder fremden Zellen wie z.B. abgetöteten Bakterien spricht man von PhagozytosePhagozytose.

Fachbegriffe

Autophagie, Phagozytose gebildet aus auto- (griech.): selbst, phagein (griech.): fressen bzw. kytos (griech.): Zelle; die Endung -ose bedeutet Vorgang oder Zustand (griech. -osis)

Peroxisomen
PeroxisomenPeroxisomen ähneln äußerlich den Lysosomen, bilden aber ein eigenständiges Kompartiment (Abb. 1.1). Die Peroxisomen haben v.a. Entgiftungsfunktionen; schwerpunktmäßig sind sie verantwortlich für den Abbau des bei einigen Stoffwechselvorgängen entstehenden Wasserstoffperoxids H2O2 (daher der Name), das auch als „Peroxid“ vom Haarbleichen bekannt ist.
Mitochondrien
Das letzte Kompartiment stellen die MitochondrienMitochondrien dar. Sie besitzen ähnlich wie der Zellkern eine Hülle aus einer doppelten Membran. Vermutlich ist diese Struktur darauf zurückzuführen, dass Mitochondrien Relikte von in der Urzeit phagozytierten Bakterien darstellen, die nicht von der aufnehmenden Zelle verdaut worden sind, sondern eine Zweckgemeinschaft (Symbiose) mit dieser Zelle eingegangen sind. Das erklärt auch, warum sich Mitochondrien unabhängig von der Zelle, in der sie vorkommen, eigenständig teilen können und noch Reste einer eigenen Erbsubstanz enthalten.

Fachbegriffe

Mitochondrien gebildet aus mitos (griech.): Faden und chondrion (griech.): Körnchen; damit wird die rundliche oder längliche Form dieser Zellorganellen beschrieben.

Die Funktion, die die Mitochondrien für die Zelle so „wertvoll“ macht, besteht darin, dass sie die sog. Zellatmung (auch Gewebsatmung oder innere Atmung genannt) durchführen. Unter Verwendung von Sauerstoff, den wir einatmen und der über das Blut und dann per Diffusion bis zu den Mitochondrien gelangt, setzen diese dann energiereiche Verbindungen wie Kohlenhydrate, Fettsäuren und Aminosäuren, die aus der Verdauung der aufgenommenen Nahrung entstanden sind, letztlich zu Wasser und Kohlendioxid um. Die dabei gewonnene Energie wird in Form von Adenosintriphosphat (ATP) gespeichert und steht für alle Energie verbrauchenden Vorgänge des Körpers zur Verfügung.
Die Funktion der Mitochondrien ist vergleichbar z.B. mit einem Automotor, der mithilfe von Sauerstoff energiereiche Stoffe wie Benzin zu Wasserdampf und Kohlendioxid verbrennt und dabei Wärme und Bewegungsenergie (das Auto fährt) erzeugt. Auch in einem Kraftwerk laufen ähnliche Prozesse ab; hier werden Erdöl, Kohle oder Gas verbrannt und in Wärme und elektrische Energie umgewandelt. Wegen dieser Analogien werden Mitochondrien auch scherzhaft als „Kraftwerke der Zelle“ bezeichnet.

1.2

Übersicht über die Gewebe

Das im Kap. 1.1 beschriebene Grundprinzip des Zellaufbaus ist für alle Zellen praktisch gleich; bei genauerer Betrachtung gibt es allerdings erhebliche Unterschiede in der Gestalt und Funktion der Zellen.
Die Entwicklung des Menschen beginnt mit der befruchteten Eizelle (Kap. 2.1), aus der nach Zellteilungen zunächst Tochterzellen mit nahezu gleichem Aussehen und gleichen Fähigkeiten entstehen. Im Zuge weiterer Zellteilungen dieser Tochterzellen beginnen diese sich jedoch mehr und mehr zu unterscheiden (zu „differenzieren“). Dabei entstehen im Rahmen dieser Differenzierung vier große Gruppen von Zellen mit untereinander etwa gleichem Aussehen und gleicher Funktion, die sog. GewebeDifferenzierungGewebe, die zusammen mit ihren Extrazellularsubstanzen eine spezifische Funktion erfüllen.

Fachbegriffe

Differenzierung abgeleitet aus differre (lat.): abweichen, sich unterscheiden

Histologie gebildet aus histos (griech.): Gewebe und logia (griech.): Lehre

Die Lehre von den Geweben nennt man HistologieHistologie. Bestimmte Formen eines dieser Gewebetypen, nämlich das Bindegewebe, können bei Betrachtung in einem Mikroskop ähnliche Strukturen aufweisen wie gewebte Stoffe (daher der Name). Allerdings gilt der Begriff GewebeBegriffGewebe auch für die anderen Gewebeformen.
Trotz der komplexen Struktur des menschlichen Körpers besteht er aus nur vier Grundgeweben:
Alle Gewebe sind durch ihre Zellen charakterisiert. So gibt es Epithel- bzw. Drüsenzellen, Bindegewebs- bzw. Stützgewebszellen, Muskelzellen und Nervenzellen. Zwischen den Zellen der einzelnen Gewebe liegen sehr unterschiedlich große Interzellularräume (Extrazellularräume), in denen sich für die einzelnen Gewebe charakteristische ungeformte Zwischenzellsubstanzen und evtl. Fasern befinden.
Im Zuge der weiteren Spezialisierung während der Entwicklung differenzieren sich natürlich auch die Zellen der vier Grundgewebe weiter, sodass sich weitere Zellunterarten ergeben, z.B. eine Schleimdrüsenzelle, eine Herzmuskelzelle, eine Fettzelle, eine Sinneszelle des Innenohrs etc.

1.2.1

Epithel- und Drüsengewebe

Epithel und Endothel
EpithelgewebeEpithelgewebe oder auch kurz „Epithelien“ bedecken die äußere Oberfläche (Teil der Haut), aber auch die verschiedenen inneren Oberflächen (Teil der Schleimhaut) des menschlichen Körpers. Die inneren Oberflächen sind sehr vielfältig: z.B. die Auskleidung der Mundhöhle, aber auch des gesamten Verdauungstrakts, die Auskleidung der Nasenhöhle, aber auch der gesamten Atemwege, die Auskleidung des Herzens, der Blutgefäße, der Harnblase u.v.m. Ein EpithelEpithel, das Blutgefäße innen auskleidet, bezeichnet man auch als EndothelEndothel.

Fachbegriffe

Epithel/Endothel gebildet aus epi- (griech.): darauf; endo- (griech.): innen

thele (griech.): Brustwarze; thelein (griech.): üppig wachsen

Epithelien bilden dicht aneinander liegende Zellverbände mit nur sehr kleinen Interzellularräumen, also auch mit entsprechend wenigen Interzellularsubstanzen. Alle Epithelien ruhen auf einer dünnen Schicht aus Fasern und bestimmten spezifischen Interzellularsubstanzen. Diese Schicht wird als BasalmembranBasalmembran oder BasallaminaBasallamina bezeichnet. Darunter befindet sich eine Schicht aus lockerem Bindegewebe, die man Lamina propria nennt.

Fachbegriffe

Basalmembran, Basallamina, Lamina propria gebildet aus basis (griech.): Sockel, Grundlage; membrana (lat.): Haut; lamina (lat.): Blatt

propria: weibl. Form von proprius: eigen (Lamina Laminapropriapropria: die dem Epithel zugehörige Bindegewebsschicht)

Man unterscheidet die verschiedenen Epithelgewebe hauptsächlich nach folgenden Kriterien:

  • •

    Anzahl der Zellschichten, aus denen sie aufgebaut sind (einschichtig, mehrschichtig)

  • •

    Zellform der obersten Schicht (z.B. Plattenepithel, hochprismatisches Epithel)

  • •

    Strukturelle Besonderheiten der obersten Zellschicht (z.B. Flimmerepithel, Kap. 4.5.2)

  • •

    „Nass“ oder „trocken“

Ein „nasses“ Epithel wird von einer Flüssigkeit bedeckt; diese kann z.B. aus Schleim bestehen, dann spricht man von einer Schleimhaut. Das Endothel von Blutgefäßen hat Kontakt mit Blut, das Epithel der Harnblase wird von Harn bedeckt etc. Die äußerste Schicht der Haut ist das einzige „trockene“ Epithel; es wird nicht von Flüssigkeit bedeckt. Hier wandeln sich als Besonderheit die Epithelzellen bei ihrem Transport aus der Tiefe des Epithels an die Oberfläche in schützende Hornplättchen um, die von Sekreten der Talgdrüsen eingefettet und damit geschmeidig gehalten werden, bis sie nach einer gewissen Zeit als Hornschüppchen abfallen.
Die im „sprachtherapeutisch relevanten Bereich“ vorkommenden Epithelien sind im Wesentlichen (Abb. 1.3):

  • •

    PlattenepithelEinschichtiges Plattenepithel (kleidet die Lungenbläschen, aber auch als Endothel den Herzinnenraum und die Blutgefäße aus)

  • •

    Flimmerepithel, respiratorischesRespiratorisches Flimmerepithel (Schleimhaut der Atemwege mit Flimmerhärchen zum Schleimtransport)

  • •

    Mehrschichtiges Plattenepithel ohne Verhornungsprozess (Schleimhaut z.B. der Mundhöhle)

  • •

    Mehrschichtiges Plattenepithel mit Verhornungsprozess (oberste Schicht der äußeren Haut)

Die Epithelien besitzen überwiegend Schutzfunktionen. Bei einschichtigen Epithelien, z.B. dem Endothel der Blutgefäße, kann aber auch der Transport über dieses Epithel hinweg eine bedeutende Rolle spielen.
Drüsen
Einige Epithelzellen haben sich darauf spezialisiert, Produkte, die mithilfe des endoplasmatischen Retikulums und des Golgi-Apparats hergestellt wurden, aus der Zelle heraus zu transportieren. Diesen Vorgang nennt man SekretionSekretion. Sezernierende Zellen werden als Drüsen(zellen)Drüsen(zellen) bezeichnet. So ist das Drüsengewebe letztlich auf das Epithelgewebe zurückzuführen und wird mit ihm zusammen als ein Gewebetyp angesehen.

Fachbegriffe

Sekretion, sezernieren abgeleitet aus secretio (lat.): Absonderung; secernere (lat.): absondern

Drüsenzellen können einzeln in Epithelzellschichten liegen; sie sezernieren ihr Produkt (Sekret) dann an ihre Oberfläche und die unmittelbare Umgebung (Abb. 1.4a). Solche einzelligen Drüsen finden sich u.a. in Epithelien der Atemwege; sie produzieren überwiegend Schleim.
Sind größere Sekretmengen erforderlich, teilen sich die Drüsenzellen und bilden größere Drüsen, die sich dann in die Gewebsschicht (Lamina propria) unterhalb des Epithels verlagern, mit diesem aber über einen Ausführgang verbunden bleiben (Abb. 1.4b, c). Solche großen Drüsen finden sich u.a. in der Mundschleimhaut (z.B. die sog. Speicheldrüsen wie Unterkieferdrüse, Ohrspeicheldrüse u.a., Kap. 6.2.3), aber auch in der Haut (Talgdrüsen, Schweißdrüsen).
Die bis jetzt beschriebenen Drüsenzellen bzw. größeren Drüsen bezeichnet man als exokrine Drüsenexokrin, da sie ihr Sekret mit oder ohne Ausführgang an die Haut oder an eine innere Oberfläche des Körpers abgeben.

Fachbegriffe

Diffusion (lat. diffusio): Auseinanderfließen, Hinüberfließen

exokrin/endokrin gebildet aus exo- (griech.): außen, draußen; endo- (griech.): innen, krinein (griech.): ausscheiden

Der zweite Sekretionsweg wird als endokrine Drüsenendokrin bezeichnet. Dabei haben die Drüsen (Abb. 1.4d) die Verbindung zur Oberfläche verloren und sezernieren über Diffusion an die Blutbahn. Die auf diese Weise sezernierten Zellprodukte sind die Hormone, also Wirkstoffe, die über die Blutbahn zu Rezeptoren (Kap. 1.1.1) von Zellen transportiert werden, an denen sie eine spezifische Wirkung ausüben.

1.2.2

Binde- und Stützgewebe

Das BindegewebeBinde- und StützgewebeStützgewebe besteht aus einzeln, meist weit entfernt voneinander liegenden Bindegewebs- bzw. Stützgewebszellen, zwischen denen sich große Mengen der von ihnen gebildeten Zwischenzellsubstanzen und Fasern befinden (Abb. 1.5). Bei diesen Fasern unterscheidet man kollagene und elastische Fasern. Kollagene Fasern sind kaum dehnbar und für hohe mechanische Anforderungen vorgesehen, während elastische Fasern stark dehnbar sind.
KnorpelKnorpel und KnochenKnochen bilden das Stützgewebe, das als Sonderform des Bindegewebes mit bestimmten mechanischen Eigenschaften anzusehen ist. Das übrige Bindegewebe kommt im Körper an zahlreichen Stellen vor: Es findet sich unter allen Epithelien (als Lamina propria), als Grundgerüst der Organe, als umhüllendes Gewebe für Nerven und Gefäße, in Form von Sehnen und Bändern, aber auch als Fettgewebe. Auch die Abwehr von Krankheitserregern findet überwiegend im Bindegewebe statt.

1.2.3

Muskelgewebe

MuskelgewebeMuskelzellen, die man auch Muskelzellen/-fasernMuskelfasern nennt, haben bei der Differenzierung die Fähigkeit erlangt, sich aktiv verkürzen zu können. Diese mechanische Arbeit benötigt Energie in Form von ATP (Kap. 1.1.3) und wird als KontraktionKontraktion bezeichnet.

Fachbegriffe

Kontraktion (lat. contractio): Zusammenziehung

Diese Kontraktionen sind u.a. Grundlage für Körperbewegungen, Atmung, Herztätigkeit, Kreislauf, Verdauung und Ausscheidung, aber auch für die Stimme und das Sprechen.
Grundlage der Kontraktionen der Muskelzellen sind zahlreiche intrazelluläre Proteinfäden, die sich gegeneinander verschieben können. Damit kann sich die Muskelzelle verkürzen. Nach Beendigung der Kontraktion, die sehr unterschiedlich lange dauern kann, erschlafft die Muskelzelle wieder.
Vor allem nach der Anordnung dieser Proteinfäden kann man drei Arten von Muskelzellen unterscheiden, die in unterschiedlichen Bereichen des Körpers vorkommen (Abb. 1.6):

  • •

    Skelettmuskulatur, quergestreifteMuskulaturquergestreifteQuergestreifte Skelettmuskulatur: Der Begriff „Querstreifung“ ergibt sich durch die besondere und regelmäßige Anordnung der Proteinfäden in diesen großen und langen Muskelzellen, die bei bestimmten mikroskopischen Techniken sichtbar wird; diese Art von Muskelzellen bildet die gesamte Skelettmuskulatur des Menschen einschließlich der Muskeln, die für die Atmung, das Sprechen, die Stimme, überwiegend auch für das Schlucken eingesetzt werden. Nur die quergestreifte Skelettmuskulatur kann mit dem Willen (d.h. willkürlich) direkt beeinflusst werden.

  • •

    Herzmuskulatur, quergestreifteQuergestreifte Herzmuskulatur: Diese kommt nur im Herzen vor; sie ähnelt der quergestreiften Skelettmuskulatur in der Anordnung der Proteinfäden, allerdings gibt es u.a. bezüglich der Größe der Muskelzellen, der Stellung des Zellkerns, der Verbindung der Zellen untereinander auch starke Abweichungen.

  • •

    MuskulaturglatteGlatte Muskulatur: Die besondere, regelmäßige Anordnung der Proteinfäden, wie sie bei den quergestreiften Muskeln charakteristisch ist, findet sich bei den glatten Muskeln nicht; die Bezeichnung „glatt“ ergibt sich damit lediglich aus dem Fehlen der Querstreifung. Glatte Muskeln finden sich in der Wand der Blutgefäße und der Organe, die Bewegungen ausführen können (z.B. Verdauungs- und Ausscheidungsorgane), sie wird deshalb auch als Eingeweidemuskulatur bezeichnet.

1.2.4

Nervengewebe

Das NervengewebeNervengewebe ist zuständig für die Aufnahme, Verarbeitung und Weitergabe, teilweise auch die Speicherung von Informationen. Dazu dienen hoch spezialisierte Nervenzellen, die man auch NeuronNeurone nennt.

Fachbegriffe

glia (griech.): Leim (gemeint ist das Gewebe zwischen den Nervenzellen)

neuron (griech.): Nervenzelle; eigentlich „Sehne“, Nerv

Die NervenzelleNervenzelle besteht aus einem Zellleib und charakteristischen Fortsätzen (Abb. 1.7, auch Kap. 7.3 für weitere Details). Außer den Nervenzellen zählt man zum Nervengewebe die GliazellenGliazellen, deren Zahl deutlich höher ist als die der Nervenzellen. Die Gliazellen erfüllen zahlreiche Hilfs- und Stützfunktionen für die Nervenzellen sowie spezifische Stoffwechsel- und Abwehraufgaben, sind aber auch von großer Bedeutung für die Nervenleitung.

1.3

Übersicht über Organe, Apparate und Systeme

Nach den Zellen und Geweben sind die nächsthöheren Organisationsstrukturen des menschlichen Körpers die verschiedenen OrganeOrgane, ApparateApparate und SystemeSysteme. Sie sind jeweils in unterschiedlicher Zusammensetzung aus den vier Grundgeweben aufgebaut. Die Bezeichnungen sind nicht einheitlich; so kann man vom Verdauungsapparat oder -system, aber auch von den Verdauungsorganen sprechen. Entscheidend ist, dass diese Organisationsstrukturen Funktionseinheiten bilden, die ganz bestimmte Aufgaben wie Atmung, Verdauung, Informationsverarbeitung etc. durchführen.
Der menschliche Körper lässt sich beispielsweise in die folgenden Funktionseinheiten einteilen:

  • •

    Bewegungsapparat (Skelett, Muskeln)

  • •

    Haut

  • •

    Verdauungssystem, -organe, -apparat

  • •

    Atmungssystem, -organe, -apparat

  • •

    Harn- und Geschlechtsorgane

  • •

    Herz und Kreislaufsystem, Blut

  • •

    Endokrine Organe (Hormonbildung)

  • •

    Nervensystem und Sinnesorgane

Bei Sonderfunktionen wie der Stimmbildung oder dem Sprechen werden Teile dieser Funktionseinheiten zu neuen speziellen Funktionseinheiten zusammengefasst (Stimmorgane, Sprechorgane).
Die Kenntnis einiger dieser Funktionseinheiten (z.B. Harn- und Geschlechtsorgane, Haut, Blut, endokrine Organe, große Teile des Bewegungsapparats und des Verdauungssystems) ist sprachtherapeutisch von keiner oder nur geringer Bedeutung; deshalb werden diese Bereiche in diesem Lehrbuch nicht oder nur ganz kurz angesprochen. Hier sei dann auf Standard-Lehrbücher der Anatomie verwiesen, wenn man darüber mehr wissen möchte.

1.4

Allgemeine Anatomie und Bewegungsapparat

1.4.1

Körperabschnitte, Ebenen, Achsen, Lage- und Richtungsbezeichnungen

Im vorherigen Kapitel wurde eine Gliederung des menschlichen Körpers nach Funktionseinheiten (Organe, Apparate und Systeme) vorgestellt. Eine andere Möglichkeit besteht in der Unterscheidung der von außen erkennbaren Körperabschnitte. Grob differenziert man in Stamm und Extremitäten. Der Stamm besteht aus Kopf, Hals und Rumpf. Bei den Extremitäten unterscheidet man naturgemäß die oberen (Arm und Schultergürtel) von den unteren (Bein und Beckengürtel).
Der Schultergürtel wiederum ist aufgebaut aus Schulterblatt und Schlüsselbein, der Arm aus Oberarm, Unterarm und Hand. Der Beckengürtel besteht aus den Hüftbeinen, an den Beinen unterscheidet man Ober- und Unterschenkel sowie Fuß.
Zur Orientierung am Körper werden v.a. die drei im Raum zueinander senkrecht stehenden Hauptebenen und Hauptachsen verwendet. Dabei befindet sich der Körper in der sog. „anatomischen Normalstellung“ (aufrecht, Füße geschlossen, Gesicht nach vorne, Arme hängen nach unten, Daumen nach vorne gerichtet).
Die drei Hauptebenen (Abb. 1.8) sind: Sagittal-, Frontal- und Transversalebenen. Sagittalebenen verlaufen „in Pfeilrichtung“ auf den Körper zu, also von vorne nach hinten. Die Sagittalebene in der Körpermitte (durch den Nabel hindurch) wird als Medianebene bezeichnet. Frontalebenen verlaufen parallel zur Stirn, Transversalebenen quer.

Fachbegriffe

frontal parallel zur Stirn, abgeleitet aus frons (lat.): Stirn

sagittal in Pfeilrichtung , abgeleitet aus sagitta (lat.): Pfeil

transversal quer verlaufend, abgeleitet aus transversus (lat.): quer

vertikal senkrecht verlaufend, abgeleitet aus verticalis (lat.): senkrecht (eigentlich: scheitellinig)

Genauso wie die Hauptebenen stehen auch die Hauptachsen im rechten Winkel zueinander. Es sind die Längs- oder Vertikalachse, die Pfeil-oder Sagittalachse und die Quer-oder Transversalachse. Die Längsachse – wiederum bei der anatomischen Normalstellung – verläuft senkrecht von oben nach unten, die Pfeilachse von vorne bzw. hinten auf den Körper zu, die Querachse von links bzw. rechts auf den Körper zu (Abb. 1.8).
Zur weiteren Orientierung am Körper oder Teilen davon werden diverse Lage- und Richtungsbezeichnungen verwendet, von denen die wichtigsten hier kurz aufgelistet sind:

  • •

    dexter = rechts, sinister = links

  • •

    superior = oben (weiter oben), inferior = unten (weiter unten)

  • •

    proximal = rumpfnah, distal = rumpffern

  • •

    externus = außen (weiter außen), internus = innen (weiter innen)

  • •

    anterior = vorne (weiter vorne), posterior = hinten (weiter hinten)

  • •

    medial = zur Mitte hin, lateral = von der Mitte weg

  • •

    dorsal = am Rücken (zum Rücken hin), ventral = am Bauch (zum Bauch hin)

  • •

    kranial = schädelwärts, kaudal= steißwärts

1.4.2

Allgemeines zum Bewegungsapparat

Der größte Teil des Binde- und Stützgewebes (Kap. 1.2.2) bildet den sog. „passiven“ Bewegungsapparat. Zusammen mit dem „aktiven“ Bewegungsapparat (Kap. 1.2.3, quergestreifte Skelettmuskulatur) stellen diese beiden Systeme die Grundlage für die verschiedenen Stellungen oder Haltungen (z.B. beim Stehen, Sitzen oder Liegen) sowie Bewegungen des Körpers dar.
Zum passiven Bewegungsapparat zählt man im Wesentlichen Knochen, Knorpel, Gelenke, Sehnen und Bänder. Die Sehnen stellen Verbindungsstrukturen zwischen passivem und aktivem Bewegungsapparat dar. Der Fachbegriff für ein Gelenk ist articulatio (lat.).
Bei den Gelenken sind meist zwei Knochen beweglich miteinander verbunden; an den sog. „artikulierenden“ Enden der Knochen findet sich ein Knorpelüberzug (Gelenkknorpel), dazwischen ein Gelenkspalt mit Gelenkschmiere (Synovia). Das Gelenk ist außen von einer Gelenkkapsel aus Bindegewebe umschlossen, das zur Verstärkung Bänder enthalten kann (Abb. 1.9).
Die quergestreifte Skelettmuskulatur besteht aus Skelettmuskelzellen, die man auch Muskelfasern nennt, die zu Muskelfaserbündeln zusammengeschlossen sind (Kap. 1.2.3). Skelettmuskeln sind über Sehnen (Abb. 1.9) an mindestens zwei Punkten an entsprechenden Abschnitten des passiven Bewegungsapparats (meist Knochen) befestigt. Diese beiden Punkte nennt man Ursprung und Ansatz (ein Muskel kann aber auch mehrere Ursprünge, die man dann Muskelköpfe nennt, und Ansätze haben). Als Ursprung bezeichnet man meist den unbeweglicheren Teil (Punctum fixum), als Ansatz den beweglicheren Teil (Punctum mobile). Im Einzelfall können die Verhältnisse an einem Muskel (auch funktionsabhängig) deutlich komplexer sein.

Fachbegriffe

punctum fixum fester Punkt, von punctum (lat.) Punkt, fixum (lat.) fest

punctum mobile beweglicher Punkt, mobile (lat.) beweglich

Voraussetzungen für die unterschiedlichen Körperhaltungen sind:

  • •

    Bestimmte Stellungen in den beteiligten Gelenken

  • •

    Passive Anspannungen oder Entspannungen zugehöriger Bänder

  • •

    Einnahme eines bestimmten Anspannungs- bzw. Entspannungszustands beteiligter Muskeln, als Tonus (= Spannungszustand) bezeichnet und durch Reize zugehöriger Nervenzellen (Kap. 1.2.4) bedingt.

Die an der Stabilisierung bestimmter Körperhaltungen beteiligte Skelettmuskulatur wird als Stütz- und Haltemuskulatur bezeichnet. Sie wird u.a. über Eigenreflexe (Kap. 7.8.3) reguliert.
Basis für z.B. eine optimale Stimmfunktion beim Sprechen und Singen ist eine gute Körperhaltung im Sitzen oder Stehen (wobei als Gegenspieler die Schwerkraft wirkt). Vielfach hat man sich jedoch Fehlhaltungen angewöhnt (teilweise jedoch auch durch bestimmte Erkrankungen bedingt), die nicht nur die Stimmfunktion beeinträchtigen können, sondern auch zu Verspannungen und Schmerzen (Nacken, Rücken, Schulter) führen. Dies zu erkennen und zu korrigieren ist oftmals Grundlage einer erfolgreichen Stimmtherapie.
Voraussetzungen aller Bewegungen des Körpers, die über die quergestreifte Skelettmuskulatur vermittelt werden, sind:

  • •

    Aktive Anspannungen (Kontraktionen) aller Muskeln, die diese Bewegungen fördern (der Hauptmuskel wird meist als Agonist bezeichnet, die ihn unterstützenden Muskeln als Synergisten)

  • •

    Entspannungen bzw. Dehnungen aller Muskeln, die diese Bewegung hemmen (meist Antagonisten genannt)

  • •

    Bewegungen in den entsprechenden Gelenken, soweit sie durch den anatomischen Aufbau dieser Gelenke möglich sind und nicht durch Bänder oder andere anatomische Strukturen gehemmt werden.

Die Kontraktionen oder Entspannungen der bei Bewegungen beteiligten Muskeln werden wiederum über das Nervensystem (motorische Nervenzellen) gesteuert (Kap. 7.8.2, Kap. 7.10.4).
So kann eine Beugung beispielsweise im Ellenbogengelenk nur so weit durchgeführt werden, wie die anatomischen Strukturen es erlauben. Der wichtigste daran beteiligte Muskel ist der sog. „Bizeps“. Die entsprechend gegenwirkenden Muskeln, die sog. Strecker, werden bei der Beugung entspannt bzw. gedehnt.
Auch bei den verschiedenen Körperhaltungen ist das Zusammenwirken von Agonisten, Antagonisten und Synergisten von Bedeutung, die hier keine bestimmte Bewegung ausführen, sondern eine Haltung wie den aufrechten Stand stabilisieren. Dieser wird, um ein Beispiel zu nennen, im Wesentlichen durch streckende Muskeln, die sich am Rücken befinden, und beugende Muskeln (Teile der Bauchmuskulatur, Kap. 4.3) im Gleichgewicht gehalten.

Fachbegriffe

Agonist (abgeleitet aus agonista, griech.): eigentlich „Wettkämpfer“, hier ein Muskel, der eine Bewegung bewirkt, die der Wirkung des Antagonisten (anti, griech.: gegen) entgegengesetzt ist.

Synergist (abgeleitet aus synergetes, griech.: Mitarbeiter): gleichsinnig wirkender Muskel

tonus (lat.): Spannungszustand

Zusammenfassung

Die Zelle ist die elementare Baueinheit des menschlichen Körpers. Sie ist aufgebaut aus Zellmembran, Zytoplasma und Zellkern. Die Zellmembran besteht aus einer Lipiddoppelschicht und Membranproteinen. Der Zellkern enthält die Erbsubstanz. Die verschiedenen im Zytoplasma enthaltenen Zellorganellen (endoplasmatisches Retikulum, Golgi-Apparat, Lysosomen, Peroxisomen, Mitochondrien) erfüllen spezifische Aufgaben im Zellstoffwechsel.

Aus der Differenzierung der Zellen entstehen die Gewebe, deren Zellen untereinander ähnliches Aussehen und ähnliche Funktion aufweisen. Zwischen den Zellen befinden sich die Interzellularsubstanzen, die u.a. kollagene und elastische Fasern enthalten können. Man unterscheidet vier Gewebetypen: Epithel- und Drüsengewebe, Binde- und Stützgewebe, Muskelgewebe und Nervengewebe.

Das Epithelgewebe bedeckt innere und äußere Oberflächen, exokrine Drüsen sezernieren Produkte an diese Oberflächen, endokrine Drüsen sezernieren Hormone, die sie an die Blutbahn abgeben.

Das Stützgewebe erfüllt mechanische Aufgaben im Skelett (Knorpel, Knochen), andere Formen des Bindegewebes finden sich als Hüllen um Gefäße und Nerven, liegen unter Epithelien, bilden Grundgerüste in Organen oder erfüllen Abwehraufgaben.

Muskelgewebe ist zur Kontraktion befähigt; es werden quergestreifte Muskelzellen entweder des Skeletts oder des Herzens unterschieden; glatte Muskulatur kommt in der Wand von Blutgefäßen und Hohlorganen vor.

Das Nervengewebe dient der Aufnahme, Verarbeitung, Weiterleitung und Speicherung von Informationen. Es wird in seiner Tätigkeit durch Gliazellen unterstützt, die Hüll- und Stützfunktionen, Ernährungs- und Abwehrfunktionen haben, aber auch eine Rolle bei der Nervenleitung spielen.

Durch unterschiedliche Zusammensetzung aus den vier Grundgeweben bilden sich verschiedene größere Funktionseinheiten im Körper: Bewegungsapparat, Haut, Verdauungssystem, Atmungssystem, Harn- und Geschlechtsorgane, Herz- und Kreislaufsystem, Blut, endokrine Organe, Nervensystem und Sinnesorgane.

Der menschliche Körper lässt sich außer über Funktionseinheiten auch über Körperabschnitte (obere/untere Extremitäten und Stamm bestehend aus Kopf, Hals und Rumpf) gliedern. Zur Orientierung im Raum werden die Hauptebenen und Hauptachsen sowie Lage- und Richtungsbezeichnungen verwendet.

Der Bewegungsapparat besteht aus passiven (Knochen, Knorpel, Gelenke, Sehnen und Bänder sowie aktiven (quergestreifte Skelettmuskulatur) Elementen. Die Skelettmuskeln sind über Sehnen (Ursprung und Ansatz) mit dem passiven Bewegungsapparat (meist Knochen) verbunden.

Grundlage für Körperhaltung und Bewegungen sind der passive und der aktive Bewegungsapparat. Neben Stellungen bzw. Bewegungen in den Gelenken und dem Einfluss von Bändern sind die spezifischen An- bzw. Entspannungen der durch das Nervengewebe gesteuerten quergestreiften Skelettmuskulatur entscheidend.

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