Zell- und Gewebelehre von Dipl.-Biol. Eva Stiefvater

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Dozent des Vortrages Zell- und Gewebelehre

Dipl.-Biol. Eva Stiefvater

Eva Stiefvater studierte zunächst Biologie an der Universität Karlsruhe. Es folgten eine Ausbildung zur Heilpraktikerin sowie zahlreiche Ausbildungen in psychologischen und naturheilkundlichen Verfahren (Gesprächstherapie bei Dr. Dr. Damir del Monte, Bowtech bei Manfred Zainzinger, Phytotherapie, Regena-Therapie, allgemeine Naturheilverfahren). Neben der Vermittlung von medizinischen Grundlagenfächern, obliegen ihr am Privatinstitut 'encephalon' die Bereiche Lernmanagement, Prüfungsvorbereitung und Prüfungstraining. Frau Stiefvater ist in eigener Praxis in Karlsruhe tätig.

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Auszüge aus dem Begleitmaterial

• ... Allgemein Zelltypen Protozyte Euzyte Zellkern (Nukleus) Aufbau Zellzyklus Zell- bestandteile Genetik Größe und Form Zellleib (Zytoplasma) Plasmalemm Zytoplasmatische Membransysteme Lipide Proteine Kohlenhydrate Abgrenzung und Diffusionsbarriere Bläschentransport Signalverarbeitung Kontakt ...

• ... ZellmembranZellorganellen mit Membranmembranfrei Grundplasma Zell-Leib (Zyto- plasma) Zellmembran plasma) Kernmembran ...

• ... und Regulationsvermögen und Bewegung) Jede Zelle stammt von einer Zelle ab (Virchow: omnis cellula e cellula) Zelltypen Protozyte: Zellen ohne echten, d. h. von einer Membran umgrenzten Zellkern (z. B. Bakterien, Blaualgen) Euzyte: Zellen mit „echtem“, also von einer eigenen Membran umgrenzten Zellkern (z. B. tierische Einzeller, wie Protozoen sowie vielzellige Organismen, wie der Mensch, ...

• ... Zelleinschlüsse (Paraplasma) Zellkern (Nukleus) ? Kernmembran (Nukleolemma) ? Karyoplasma ? Chromosomen ? Kernplasma (Nukleoplasma, Kernmatrix) ? Kernkörperchen (Nukleolus) funktionelle Gliederung ? Protoplasma: Oberbegriff für die gesamte Zellsubstanz, die von der Zellmembran umgeben ist (alle Kompartimente bzw. Stoffwechselräume, Grundsubstanz, zytoplasmatische Einschlüsse); weiter unterteilt in ...

• ... außen abgrenzt („äußere“ Membran) ? Zytoplasmatische Membransysteme: Membranen, die im Innern zur Abgrenzung verschiedener abgeschlossener Räume (Kompartimente) mit je eigenen Stoffwechselprozessen dienen („innere“ Membranen) ? Grundsätzlich gleicher Aufbau erlaubt beliebigen Austausch zwischen äußeren und inneren Membranen ? Neubildung erfolgt im Golgi-Apparat Zusammensetzung ? ...

• ... (Vesikelbildung) ? Bläschen (Vesikel) wandert zum Plasmalemma ? Verschmelzung von Vesikelmembran und Plasmalemma ? Freisetzung des Vesikelinhalts in das Außenmedium ? Transzytose: Zu transportierender Stoff wird durch Endozytose aufgenommen ? durchquert als Bläschen die Zelle ? Freisetzung durch Exozytose (Stoff bleibt unverändert) ? Zellspezifität bzw. –identität: Durch Glykokalix ? ...

• ... aufbau ? Flüssige bis gallertartige Grundmatrix, die den Zellkern und alle Zellorganellen umgibt ? Löslicher Teil des Zytoplasmas ? Besteht zu 20% aus Proteinen („Eiweißkolloid“) ? Ort ...

• ... enthalten (Ausnahme: reife Erythrozyten) ? Je nach Stoffwechselaktivität bis zu mehreren Tausend pro Zelle ? Vermehrung nur durch eigene Teilung (Querteilung) möglich ? Ursprünglich keine Zellorganelle, sondern eigenständiger Organismus (Hypothese: von primitiver Bakterie zum „domestizierten Symbionten“) ? Funktion: ? Einzige Organelle mit „Patent“ zur Energiegewinnung durch Atmung („Kraftwerk“ der Zelle) ? ATP-Synthese durch Abbau ...

• ... Säckchen (Sacculi) ? weniger Inhalt, Leitungsfunktion à Lamellen (Lamellae) ? oberflächenaktives ER à Zisternen (Cisternae) ? viel Inhalt, Speicherfunktion ? Reicht mit seiner Zytomembran von Zellwand bis Zellkern und bildet um diesen einen kleinen Hof (perinukleärer Raum) ? Übergang in Kernmembran ? Bestandteil aller kompletten Zellen (Ausnahme: Erythrozyten) ? Formen: ? ...

• ... und durch die Zelle Golgi-Apparat ? Aufbau: ? Golgi-Apparat bzw. Golgi-Komplex: Gesamtheit aller Diktyosomen einer Zelle ? Diktyosomen: Funktionelle Einheit des Golgi-Apparats aus Stapel von 3-10 flach gedrückten, zu einer Seite gebogenen Säckchen („Lamellenstapel“, „Stoß ineinander gestellter Schüsseln\ ...

• ... oder Cis-Seite): Anlieferung von neuem Membranmaterial u. Produkten des ER; Membran entspricht hier der Membran des ER; à Abgabeseite: (konkave Innenseite, reifer Pol, Sekretions- oder Trans-Seite): Abschnürung von Membranbläschen (Vesikel, Lysosomen, Sekretgranula); Membran entspricht hier der Zellmembran ? Funktion: ? „Endmontagezentrum“ für zugelieferte Halbfertigprodukte der Zelle: 1. unfertige ...

• ... Abbauprodukte in das Zytosol ? Unverdauliches verbleibt im Lysosom (Telolysosomen) ? Ausscheidung über Exozytose oder Ablagerung als Residualkörper auf dem „Müllhaufen“ der \ Zelle ? „Alterspigmente“ (Lipofuszin) in wenig regenerativem Gewebe (Herzmuskel- u. Nervenzellen) oder Epithelzellen stellen solche „Abfallhaufen“ dar ? in großen Mengen aufgenommenes unabbaubares Material kann zu großen Schäden führen (Staublunge, Asbestose) ? ...

• ... (Bildung von Wasserstoffperoxid, z. B. aus Alkohol u. Zucker, zur Entgiftung schwer angreifbarer Stoffe mithilfe der Katalase) und Peroxidasen ? Neubildung aus Anteilen des glatten ER durch Abschnürung ? Vorkommen: Leber und Nierentubulus ? Funktion: ? „Entgiftungsorganelle“ und Ort des Fettsäurestoffwechsels ? Entgiftung (z. B. von Alkohol) ? Fettsäureabbau durch ?-Oxidation (außer in Mitochondrien nur ...

• ... und Vesikel und sind ferner Hauptbestandteil von Zilien, Geißeln (bewegliche Fortsätze der Zelle) und Zentriolen (s.u.) (hemmender Effekt auf die Mikrotubulusbildung durch das Alkaloid Colchizin sowie Kalzium) ? Mikrofilamente: Feine, aus dem Protein Actin aufgebaute Fäden (? 7 nm), die an den aktiven Formveränderungen der Zelle beteiligt sind, zusammen mit Myosin bilden sie die kontraktilen Myofibrillen der Muskelfasern ? Intermediäre Filamente: Heterogene ...

• ... jede Zelle zwei im rechten Winkel zueinander stehende Zentriolen (Diplosom) ? 2. Zentroplasma (perizentrioläre Körper): dichte, die Zentriolen umhüllende Matrix; Teil des Grundplasmas, jedoch mit besonderer Differenzierungsmöglichkeit (Zentrum für die Bildung von Mikrotubuli) ? Funktion: ? Bildungs-(bzw. Polymerisations-)zentrum für das Mikrotubulisystem ? Bestimmung der Verlaufsrichtung der Mikrotubuli (Ordnungszentrum und Ankerpunkt für Mikrotubuli) ? Bei Zellteilung wandern die ...

• ... aller Körperzellen (Ausnahme: reife Erythrozyten) ? Kernmembran (Nukleolemma) ? Karyoplasma: ? Chromosomen ? Kernplasma (Nukleoplasma, Kernmatrix) ? Kernkörperchen (Nukleolus) Aufgaben ? Als Informations- und Steuerungszentrum enthält der Zellkern fast die gesamte genetische Information in Form der DNA in den Chromosomen. ? Steuerung von Differenzierung, Reifung und Funktion der Zelle ? Verdopplung (Replikation) und Weitergabe der genetischen Information bei der Zellteilung (Meiose und Mitose) ? Synthese von ...

• ... ? Äußere Kernmembran: zum endoplasmatischen Retikulum gehörend, z. T. mit Ribosomen besetzt ? Innere Kernmembran: zum Zellkern gehörende Kernmembran ? Perinukleärer Raum: zwischen den beiden Membranen liegender Raum (2-7 nm), der zu den Zisternen des ER gehört ? Porenkomplexe: Durchsetzen die Kernmembran und steuern den Stoffaustausch zwischen Kern und Zytoplasma ? Funktion: ? Strikte räumliche Trennung von Prozessen, die im Zytoplasma ablaufen (z. B. Translation, Proteinbiosynthese) bzw. im Karyoplasma stattfinden (Transkription, Replikation) ? ...

• ... Geschlechts- oder Sexchromatin: Teil eines der beiden X-Chromosomen der Frau, der dicht zusammengewunden (spiralisiert) bleibt und dadurch färberisch darstellbar wird als: à Barr-Körperchen: Sichtbare Chromatinverdichtung nahe der Kernwand (meist getestet an Mundschleimhautzellen) à Drumstick: Trommelschlegelartiger Kernanhang bei neutrophilen Granulozyten (haben mind. 6 von 500 „Neutros“ eindeutig Trommelschlegel, gehören sie zu einem weiblichen Organismus) ? Primär- und Sekundäreinschnitt: Die beiden Schenkel der Chromosomen werden vom Primäreinschnitt (Zentromer) getrennt (Ansatzpunkt ...

• ... aus zwei Polynukleotidsträngen (Doppelstrang), die sich um eine gedachte Achse winden (Doppel-Helix); dabei stehen die beiden Zucker-Phosphat-Rückgrate des Doppelstranges außen, die Basen zeigen nach innen und stehen einander gegenüber (wie die Sprossen einer Leiter); es paart sich immer Adenin mit Thymin sowie Guanin mit Cytosin da die Paarung obligat ist, wird mit einem Strang der Zweite schon mitbestimmt (er ist komplementär) Genetischer Code ? Ein Teil der DNA-Sequenz (Gen) legt ...

• ... (Allel = das Andere, die alternative Möglichkeit) vor; zwei Allele (jedes auf einem der beiden homologen Chromosomen) bestimmen also das gleiche Merkmal ? Genotyp – Phänotyp: ? Genotyp: Beschreibt, welche Allele auf den beiden homologen Chromosomen liegen (beisp. Blutgruppeneigenschaft: mütterliches Chromosom 0, väterliches Chromosom A ? ...

• ... der Tochterkerne) ? Zytokinese (Zellteilung) G1-phase ? Wachstum der Zelle ? Aufgabenerfüllung im Organismus (Synthese spez. Proteine) ? In teilungsfähigen Zellen: Zentriolenverdopplung ? Dauer: sehr variabel (?20 Std.) G0-phase ? Dauerzustand der G1-Phase s-phase ? Reduktion spezifischer Zellorganellen ? DNA-Synthese ? Chromosomenverdopplung (Replikation)? Geschwisterchromosomen entstehen (nicht zu ...

• ... Verkürzung (Kondensation) des Chromatins ? nun als individuelle Chromosomen sichtbar (aus zwei vollständigen DNA-Doppelhelices - einem Paar von Geschwisterchromosomen [Chromatiden genannt] - bestehend) ? Aufhören spezifischer Zellfunktion ? Dauer: 0,5-1 Std. ? Auflösung der Kernmembran und des Nukleolus (Prometaphase von 10-20 Min.) metaphase ? Spindelfasern setzen an den ...

• ... Abgrenzung, Schutz und Stoffaustausch ? Alle Drüsen gehören zum Epithelgewebe Binde- und Stützgewebe ? Besitzt sehr viele Unterformen ? Dient häufig als Füllgewebe ? Bildet das Stützgerüst des Körpers muskel- Gewebe ? Muskelzellen können ...

• ... Zell- und Gewebelehre Epithelgewebe Bindegewebe Stützgewebe Binde- und ...

• ... Besonders große Mikrovilli ? Vorkommen z. B. im Nebenhodengang ? Kinozilien: ? Bewegliche Fortsätze ? 150 – 300 auf einer Zelle ? Arbeiten koordiniert zusammen („Getreidefeld im Wind“) ? Können etwas über die Oberfläche hinwegbewegen Deckepithel- arten ? Einschichtiges Plattenepithel: ? Eine Schicht flacher Zellen ? Dünnste Epithelart ? ...

• ... ? Mehrreihiges Zylinderepithel: ? Alle Epithelzellen sitzen auf der Basalmembran, aber nicht alle Zellen erreichen die freie Oberfläche ? Schutz und Reinigung ? Vorkommen z. B. in den Atemwegen ? Mehrschichtiges unverhorntes Plattenepithel: ? Besteht aus mehreren Zellschichten ? Lebende Zellen gibt es bis in die oberflächlichste Schicht ? Gute Schutzwirkung ? Vorkommen z. B. in Mundhöhle, Speiseröhre und Vagina ? Mehrschichtiges verhorntes Plattenepithel: ? Besteht aus mehreren Zellschichten ? Auf ...

• ... Fibroblasten, Fibrozyten, Osteoblasten, Osteozyten Chondroblasten, Chondrozyten Retikulumzellen, Fettzellen, Makrophagen (Osteoklasten) Leukozyten Matrix Fasern Grundsubstanz elastischkollagen ...

• ... Zell- und Gewebelehre locker Faseriges BindegewebeEmbryonal (mesenchymal)Fettgewebe weißbraunfaserarmfaser - kollagen Stroma Septen ...

• ... Bindegewebe ? Abhängig von der Bindegewebsart gibt es verschiedene Arten: ? Fibroblasten und Fibrozyten im faserigen Bindegewebe ? Lipoblasten und Lipozyten im Fettgewebe ? Chondroblasten und Chondrozyten im Knorpelgewebe ? Osteoblasten und Osteozyten im Knochengewebe freie Zellen ? Allgemein: ? Sind beweglich ? Gelangen hauptsächlich aus dem Blut ins Bindegewebe ? ...

• ... Können anschließend durch Antigenpräsentation eine spezifische Abwehrreaktion einleiten ? Lymphozyten: ? Führen spezifische Abwehrreaktionen durch ? Plasmazellen: ? Sind aktivierte B-Lymphozyten ? Bilden Antikörper = Immunglobuline ? Mastzellen: ? Enthalten u. a. mit Histamin gefüllte Bläschen ? Können das Histamin freisetzen ? Z. B. bei allergischen Reaktionen ? Dann kommt es ...

• ... „Turnover“ 300 – 500 Tage ? Abbau durch das Enzym Kollagenase ? retikuläre Fasern: ? Kleine kollagene Fasern (Typ III Kollagen) ? Bilden bevorzugt Netzwerke ? Elastische Fasern: ? Bestehen aus lang gestreckten Eiweißmolekülen ? Werden am rauen ER der fixen Zellen gebildet ? Sind sehr gut dehnbar (Verlängerung um 150%) à Anteil in der Gefäßwand bis zu 50% à ...

• ... Vermehrung der Interzellularsubstanz die Zellen verformt werden. In dieser stark produktiven Entwicklungsphase werden die Knorpelzellen als (synthetisch sehr aktive) Chondroblasten bezeichnet. Diese wachsen weiter und differenzieren sich zu reinen (synthetisch wenig aktiven) Knorpelzellen (Chondrozyten) ? Außer an den Gelenken ist der Knorpel von Bindegewebe, dem Perichondrium, ...

• ... Knorpel) ? Grundsubstanz: à Wasser (70%) à Proteoglykane: - Hyaluronsäure - Chondroitinsulfat à Mineralien (4%) ? Knorpelhaut (Perichondrium): ? Gefäß- und nervenreich ? Schmerzempfindlich ? Fehlt am Gelenkknorpel ? Schichten: à Stratum cellulare: - Chondrogene undifferenzierte Zellen - Appositionelles Wachstum während der Entwicklung - Beschränkte ...

• ... Bei Defekt Regeneration vom Perichondrium aus (appositionelles Wachstum) ? Bei Gelenkknorpelschädigung à Teilw. hyaliner Ersatz (interstitielles Wachstum) à Ersatz durch Faserknorpel altersveränderung ? Abnahme des Wasserbindungsvermögens ? Veränderung der Grundsubstanz ? Faserdemaskierung (Chondroitinsulfat ?) typen ? Hyaliner ...

• ... Knochengewebe: - Bildung eines organischen Gerüsts (Osteoid) - Mineralisierung - Bauen sich in die Matrix ein (Lakunen) - Kontakt über Zellausläufer (in den Canaliculi) ? Osteozyten: Eingemauerte Zellen mit Erhaltungsumsatz ? Osteoklasten: à Spezialisierte Makrophagen (Knochenresorption) à Aktivität hormonell gesteuert ...

• ... bedeckt die Außenseite - Endost bedeckt die Innenseite à Periostfrei: Überknorpelte Gelenkflächen à Über Sharpey-Fasern mit dem Knochen verbunden ? Schichten: à Stratum osteogenicum (Kambiumschicht): - Dem Knochen direkt anliegend - Gefäß- und nervenreich - Enthält ruhende Osteoblasten à Stratum fibrosum: - ...

• ... sich fadenartige Strukturen (Myofibrillen), die die Grundlage für die auffälligste Eigenschaft dieses Gewebes bilden: die Kontraktilität ? Auf Grund ihrer Sonderstellung werden für einzelne Bestandteile der Muskelzellen besondere Bezeichnungen gewählt: ? Das Zytoplasma als Sarkoplasma ? Das endoplasmatische Retikulum als sarkoplasmatisches ...

• ... und der Harn- und Gallenblase ? Die glatte Muskulatur befindet sich in einem dauernden, aber wechselnden Spannungszustand (Muskeltonus), der nicht zur Ermüdung führt ? Durch autonome, unwillkürliche Nervenerregung (Sympathikus und Parasympathikus des vegetativen Nervensystems) wird ein gesteigerter Spannungszustand oder eine Entspannung hervorgerufen ? Aufbau: ? ...

• ... Hunderte dieser Sarkomere bilden – hintereinandergeschaltet – eine Muskelfibrille ? Myofilamente: In den Sarkomeren wiederum befinden sich wieder in Längsrichtung zur Fibrillenachse gelegene Eiweißfäden, die durch "Ineinander gleiten" die Muskelkontraktion (= Verkürzung) bewirken. Diese "kontraktilen" Eiweißstrukturen werden als Myofilamente bezeichnet. Man unterscheidet die von den Z-Scheiben abgehenden, dünneren Actinfilamente von den in der Sarkomermitte liegenden, dickeren Myosinfilamente. Lichtmikroskopisch betrachtet erscheinen die sich überlappenden Zonen der Actin- und ...

• ... diese eine Querstreifung ? Das Myokard bildet ein Netzwerk verzweigter Fasern, deren Zellgrenzen durch die sog. Glanzstreifen markiert werden. An den Glanzstreifen enden die Myofibrillen der aneinander - stoßenden Fasern ? Im Gegensatz zur Skelettmuskulatur sind die Herzmuskelzellen elektrisch nicht gegeneinander isoliert. D. h. die Erregung einer Faser führt zur Erregung ...

• ... Können einzeln oder in der Mehrzahl vorkommen ? Es gibt Nervenzellen mit mehreren 100 Dendriten neuritaxon ? Fortsatz, der Information vom Zellkörper wegleitet: ? Jede Nervenzelle besitzt nur einen Neuriten ? Seine Aufzweigungen = Kollateralen Nervenzelltypen ? Bipolare Nervenzelle: ? Besitzt einen Dendriten und einen Neuriten ? Beide gehen an gegenüberliegenden Seiten vom Perikaryon ab ? Pseudounipolare ...

• ... häufiger als die Nervenzellen Im ZNS kommen auf 1 Nervenzelle ca. 10 Gliazellen ? Sind im Gegensatz zu Nervenzellen teilungsfähig Gliazellen im Zns ? Astrozyten: ? Sternförmige Zellen ? Aufgaben für die Nervenzellen: à Mechanische Stabilisierung à Unterstützung der Ernährung à Konstanthaltung der Umgebung, z. B. der Ionenverteilung ...