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Zellen und Gewebe
Alle lebenden Organismen, außer den einfachsten Mikroorganismen, sind aus Z. aufgebaut. Trotz der Unterschiede in Größe und Form, sind alle Z. im wesentlichen gleich. Trotzdem sind die meisten Z. spezialisiert.
Fast alle Z. des menschlichen Körpers sind ohne starke Vergrößerung unsichtbar. Ihr Durchmesser beträgt im Durchschnitt 1/so bis lhoo mm, kann aber auch kleiner (z. B. bei bestimmten Hirnzellen: 1/2oo mm) oder größer (weibliche Eizelle: 1/4 mm) sein. Einzelne, von Flüssigkeit umgebene Z. sehen oft kugelförmig aus wie man es im Blut und in künstlichen Zellkulturen sieht; in Gewebsverbänden dagegen wird diese Form durch den Druck der Nachbarzellen verändert. Auch das Wachstum verursacht Schwankungen in Größe und Form; Z. bilden längliche Zylinder oder lange Zweige oder Ausläufer. Die Z. enthält Zellkern und Zellflüssigkeit (Zytoplasma , Protoplasma), die von der Zellwand oder Zellmembran umschlossen sind. Diese ist äußerst dünn und besteht lediglich aus einer doppelten Schicht von Fettmolekülen, die zwischen Eiweißschichten liegen; sie lenkt den Stoffaustausch der Z. Der runde Kern (Nukleus) enthält das Kernkörperchen (Nukleolus) sowie Chromatinteilchen aus Desoxyribonukleinsäure (DNS). Das Zytoplasma ist eine geleeartige Lösung aus Salzen, Eiweißen, Fettstoffen und Kohlehydraten. Einige seiner Bestandteile liegen in Form winziger Körnchen und Tröpfchen vor; zusätzlich enthält es komplizierte Strukturen, die Organellen. Die Mitochondrien sind kleinste kugel oder röhrenförmige Gebilde, die Enzyme (Fermente) enthalten, die Eiweiß Kontaktwirkstoffe der biochemischen Reaktionen. Diese Enzyme sind beteiligt an der Zellatmung und Energiefreisetzung. Das endoplasmatische Retikulum ist ein Netzwerk aus Ribonukleinsäure (RNS) und ist der Teil der Z., der Eiweiß herstellt.
Die verschiedenen RNS Moleküle haben Strukturen, die wie Schnittmuster dazu dienen, neue Eiweiße zu bilden. Der GolgiApparat findet sich vorwiegend in Z., die Sekrete bilden, und ist eine Ansammlung feiner Kanäle in der Nähe des Zellkerns. Eine bei der Zellteilung wichtige Organelle ist das Zentrosom.
Die Zellkerne sind notwendig zur Aufrechterhaltung und Fortpflanzung des Lebens. Wachsende Gewebe bilden neue Z. In fast jedem Gewebe nutzen sich die Z. ab und werden ersetzt. Die Erneuerung durch Teilung wird durch die Zellkerne gesteuert, die die Oberträger des Erbgutes, die Gene, enthalten (s. Vererbung); Gene sind DNS Moleküle, und ihre Verdoppelung ist das wesentliche Merkmal der Zellteilung. Die DNS Moleküle in den Genen übermitteln durch wechselnde Anordnung eine Fülle von Informationen über Eiweißaufbau und Enzymherstellung in einer nur verschwindend kleinen Trägersubstanzmenge und bestimmen so alle lebenswichtigen Prozesse.
Die Gene bilden lange dünne Ketten (Chromosomen), die bei einem nicht in Teilung befindlichen Kern unsichtbar sind. In den menschlichen Zellen gibt es 46 solcher Ketten (23 Paare). Die gewöhnliche Art der Teilung wird Mitose genannt. Die Bildung neuer DNS erfordert etwa 8 Stunden, während die Mitose weniger als 2 Stunden dauert. Die Z. des Menschen teilen sich höchstens einmal am Tage, viele Zellarten nur nach Ablauf von Wochen und Monaten. Im allgemeinen läuft daher die Zellteilung in Form kurzer »Aktivitätsausbrüche« ab, und zwar über einen nur kurzen Zeitraum im Leben der Z., wodurch kaum eine Störung der normalen Funktion hervorgerufen wird.
Unter Reduktionsteilung versteht man eine besondere Art der Teilung, die in den Eierstöcken und Hoden erfolgt, und bei der die Zahl der Chromosomen in den Zellabkömmlingen auf die Hälfte (23) reduziert ist.
Ein G. ist ein Verband von Z. ähnlicher Struktur und Funktion. Gemäß der Entwicklung unterscheidet man 4 Gewebsgruppen: Epithelgewebe, Binde und Stützgewebe, Muskelgewebe und Nervengewebe.
1.) Epithelzellen bedecken alle äußeren und inneren Körperoberflächen. Je nach den funktionellen Aufgaben ist das Epithelgewebe derb, vielschichtig aufgebaut und kann sogar verhornen (s. Haut), oder es ist einschichtig und zart, wie etwa in manchen Abschnitten des Dünndarms. Vom Epithelgewebe leiten sich die meisten Drüsen ab, welche z. B. der Einfettung (wie bei der Haut) oder der Feuchthaltung (Luftwege, Darm) oder aber besonderen Zwecken dienen können (z. B. Drüsen der Geschlechtswege).
2.) Die Gruppe der Binde und Stützgewebe umfaßt recht verschiedenartige Strukturen, so das weiche, lockere Bindegewebe von Haut und Schleimhäuten, Füllselgewebe, faserreiches Bindegewebe, straffes, zu Sehnen und Bändern angeordnetes Bindegewebe, das Gerüstbindegewebe der Organe, ferner das Fettgewebe, Knorpel, Knochen u. a. m.
3.) Das Muskelgewebe umfaßt 3 Arten von Z. Die sog. quergestreifte Skelettmuskulatur ist weitgehend unserem Willen unterstellt. Die Herzmuskulatur besteht aus Z., die für dieses Organ charakteristisch sind (s. Herz). Die glatte Muskulatur, weitgehend von unserem Willen unabhängig funktionierend, versorgt Blutgefäße, Eingeweide und andere Organe. Allen Muskelzellen gemeinsam ist die Fähigkeit der Kontraktilität (s. Muskeln).
4.) Das Nervengewebe (s. Nervensystem) ist am höchsten spezialisiert. So erklärt es sich, daß die Nervenzelle die Fähigkeit zur Teilung schon in den ersten Lebensjahren verliert (keine Regeneration).
Als besondere Zellformen sind die Blutzellen und die Keimzellen zu nennen (s. Geschlechtsorgane). Jede Zellart kann durch äußere Einwirkung chemischer Stoffe (Gifte), durch Mangel an Sauerstoff oder Nährsubstanzen sowie durch pathogene Keime (s. Bakterien, Viren) geschädigt oder vernichtet werden. Darin besteht das eigentliche Wesen einer Krankheit. Beim Heilungsvorgang werden geschädigte oder zerstörte Zellen durch gleichartige oder Bindegewebszellen ersetzt (z. B. Heilung von Wunden und Knochenbrüchen).
Fast alle Z. des menschlichen Körpers sind ohne starke Vergrößerung unsichtbar. Ihr Durchmesser beträgt im Durchschnitt 1/so bis lhoo mm, kann aber auch kleiner (z. B. bei bestimmten Hirnzellen: 1/2oo mm) oder größer (weibliche Eizelle: 1/4 mm) sein. Einzelne, von Flüssigkeit umgebene Z. sehen oft kugelförmig aus wie man es im Blut und in künstlichen Zellkulturen sieht; in Gewebsverbänden dagegen wird diese Form durch den Druck der Nachbarzellen verändert. Auch das Wachstum verursacht Schwankungen in Größe und Form; Z. bilden längliche Zylinder oder lange Zweige oder Ausläufer. Die Z. enthält Zellkern und Zellflüssigkeit (Zytoplasma
Die verschiedenen RNS Moleküle haben Strukturen, die wie Schnittmuster dazu dienen, neue Eiweiße zu bilden. Der GolgiApparat findet sich vorwiegend in Z., die Sekrete bilden, und ist eine Ansammlung feiner Kanäle in der Nähe des Zellkerns. Eine bei der Zellteilung wichtige Organelle ist das Zentrosom.
Die Zellkerne sind notwendig zur Aufrechterhaltung und Fortpflanzung des Lebens. Wachsende Gewebe bilden neue Z. In fast jedem Gewebe nutzen sich die Z. ab und werden ersetzt. Die Erneuerung durch Teilung wird durch die Zellkerne gesteuert, die die Oberträger des Erbgutes, die Gene, enthalten (s. Vererbung); Gene sind DNS Moleküle, und ihre Verdoppelung ist das wesentliche Merkmal der Zellteilung. Die DNS Moleküle in den Genen übermitteln durch wechselnde Anordnung eine Fülle von Informationen über Eiweißaufbau und Enzymherstellung in einer nur verschwindend kleinen Trägersubstanzmenge und bestimmen so alle lebenswichtigen Prozesse.
Die Gene bilden lange dünne Ketten (Chromosomen), die bei einem nicht in Teilung befindlichen Kern unsichtbar sind. In den menschlichen Zellen gibt es 46 solcher Ketten (23 Paare). Die gewöhnliche Art der Teilung wird Mitose genannt. Die Bildung neuer DNS erfordert etwa 8 Stunden, während die Mitose weniger als 2 Stunden dauert. Die Z. des Menschen teilen sich höchstens einmal am Tage, viele Zellarten nur nach Ablauf von Wochen und Monaten. Im allgemeinen läuft daher die Zellteilung in Form kurzer »Aktivitätsausbrüche« ab, und zwar über einen nur kurzen Zeitraum im Leben der Z., wodurch kaum eine Störung der normalen Funktion hervorgerufen wird.
Unter Reduktionsteilung versteht man eine besondere Art der Teilung, die in den Eierstöcken und Hoden erfolgt, und bei der die Zahl der Chromosomen in den Zellabkömmlingen auf die Hälfte (23) reduziert ist.
Ein G. ist ein Verband von Z. ähnlicher Struktur und Funktion. Gemäß der Entwicklung unterscheidet man 4 Gewebsgruppen: Epithelgewebe, Binde und Stützgewebe, Muskelgewebe und Nervengewebe.
1.) Epithelzellen bedecken alle äußeren und inneren Körperoberflächen. Je nach den funktionellen Aufgaben ist das Epithelgewebe derb, vielschichtig aufgebaut und kann sogar verhornen (s. Haut), oder es ist einschichtig und zart, wie etwa in manchen Abschnitten des Dünndarms. Vom Epithelgewebe leiten sich die meisten Drüsen ab, welche z. B. der Einfettung (wie bei der Haut) oder der Feuchthaltung (Luftwege, Darm) oder aber besonderen Zwecken dienen können (z. B. Drüsen der Geschlechtswege).
2.) Die Gruppe der Binde und Stützgewebe umfaßt recht verschiedenartige Strukturen, so das weiche, lockere Bindegewebe von Haut und Schleimhäuten, Füllselgewebe, faserreiches Bindegewebe, straffes, zu Sehnen und Bändern angeordnetes Bindegewebe, das Gerüstbindegewebe der Organe, ferner das Fettgewebe, Knorpel, Knochen u. a. m.
3.) Das Muskelgewebe umfaßt 3 Arten von Z. Die sog. quergestreifte Skelettmuskulatur ist weitgehend unserem Willen unterstellt. Die Herzmuskulatur besteht aus Z., die für dieses Organ charakteristisch sind (s. Herz). Die glatte Muskulatur, weitgehend von unserem Willen unabhängig funktionierend, versorgt Blutgefäße, Eingeweide und andere Organe. Allen Muskelzellen gemeinsam ist die Fähigkeit der Kontraktilität (s. Muskeln).
4.) Das Nervengewebe (s. Nervensystem) ist am höchsten spezialisiert. So erklärt es sich, daß die Nervenzelle die Fähigkeit zur Teilung schon in den ersten Lebensjahren verliert (keine Regeneration).
Als besondere Zellformen sind die Blutzellen und die Keimzellen zu nennen (s. Geschlechtsorgane). Jede Zellart kann durch äußere Einwirkung chemischer Stoffe (Gifte), durch Mangel an Sauerstoff oder Nährsubstanzen sowie durch pathogene Keime (s. Bakterien, Viren) geschädigt oder vernichtet werden. Darin besteht das eigentliche Wesen einer Krankheit. Beim Heilungsvorgang werden geschädigte oder zerstörte Zellen durch gleichartige oder Bindegewebszellen ersetzt (z. B. Heilung von Wunden und Knochenbrüchen).
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