Diplomlehrgang Jamche-Kunye Praktik - Schulmedizinische Grundlagen - Anatomie 1
© Dr. Georg Heikenwälder, Tibetzentrum 2016
Grundsätzliche Organisation des Körpers
Der menschliche Organismus funktioniert durch die aufeinander abgestimmte
Zusammenarbeit verschiedener Organsysteme.
Wichtige Organsysteme des Menschen
Nervensystem: Sinnesorgane, Information, Steuerung
Kreislauf: Transport, Stoffwechsel
Atmung: Gasaustausch
Verdauung: Nahrungsverarbeitung, Aufnahme – Abgabe
Urogenitaltrakt: Flüssigkeitsausscheidung, Sexualfunktion
Jedes Organsystem besteht seinerseits wiederum aus einzelnen miteinander
verbundenen Organen. Die Bausteine der Organe bilden die Gewebe, die
ihrerseits aus Zellen bestehen. Die Zelle ist so die kleinste allein und vollständig
funktionierende (= lebende!) Einheit aller Organismen.
Daraus ergibt sich:
Organismus
Organsystem
Einzelorgan
Gewebe
Zelle
Und daraus ergibt sich: Am Anfang steht die Zelle …
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Die Zelle
Die Zelle ist das kleinste Formelement aller Lebenserscheinungen
im Gesunden wie im Kranken. (Rudolf Virchow)
Jede Zelle kann am Beginn ihres Daseins grundsätzlich alle Lebensfunktionen
erfüllen. Im Laufe ihres Lebens jedoch spezialisieren sich Zellen auf bestimmte
Aufgaben, und werden so zu unterschiedlichen Zellen unterschiedlicher
Gewebe mit unterschiedlichem Aussehen, gemäß ihrer unterschiedlichen
Funktion.
Prinzipieller Aufbau einer Zelle:
Abb.2:
Zellen sind von einer Membran dem Plasmalemm(Zellmembran) umgeben. Im
Inneren dieser Hülle befindet sich das Zytoplasma(Zellflüssigkeit), in welcher
sich die Organellen (Struktur- und Funktionseinheiten) und der Nukleus
(Zellkern) befinden.
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Organellen als Struktur- und Funktionseinheiten der Zelle
Mitochondrien
Mitochondrien sind kolbenförmige Organellen in Mikrometergröße (0,5 –
0,7m). Typisch ist ihre Innenschicht, welche starke vorspringende Falten zeigt,
an denen sich chemische Verbindungen für die Zellatmung =
Energiegewinnung (ADP wird zu ATP unter Sauerstoffverbrauch =
Zitronensäurezyklus) befinden. Mitochondrien sind die Kraftwerke der Zelle.
Funfact: Die Symbiontenhypothese meint, dass Mitochondrien im Laufe der
Entwicklungsgeschichte in unseren Organismus als eigenständige Lebewesen
eingewandert sind und mit unserem Körper eine Symbiose eingegangen sind
aufgrund des autonomen Genoms der Mitochondrien, welches Informationen
für 13 Proteine, 2 ribosomale RNA und 22 tRNA enthält, und sie einen eigenen
Translationsapparat besitzen, der die Mitochondrien befähigt sich zu teilen
und zu vermehren(bakterienähnlich, ringförmige DNA).
Endoplasmatisches Retikulum
Diese lamellenförmige Zellorganelle besteht aus Doppellamellen welche als
Kanalsystem dienen und über die Zellmembran mit dem Zellkern in enger
Verbindung steht. Das Endoplasmatische Retikulum dient in erster Linie der
Bildung von Sekreten und/oder Eiweißen und es dient als Stoffleitungs- und
Verteilungssystem innerhalb der Zelle.
Nur für Wissbegierige: Es gibt 2 Arten von ER:
Raues ER (RER): Hier ist die cytoplasmatische Seite mit Ribosomen besetzt
(ergibt ein Bild der Rauigkeit) die während der Translation die Proteine in das
RER schieben. Das RER bildet strukturelle Proteine (z.B. Collagen), sekretorische
Proteine (Immunglobuline), enzymatische und proteolytische Enzyme (z.B.
Trypsin der Bauchspeicheldrüse) und es ist für den Transport innerhalb der Zelle
zuständig.
Glattes ER (SER): Dieses dient der Synthese, Verpackung (Vesikel) und dem
Transport von Membranteilen zum Golgyapparat. Des Weiteren der Oxidation
von Giften und Drogen sowie der Umwandlung fettlöslicher Stoffe in
wasserlösliche.
Glattes und raues Endoplasmatisches Retikulum kommen in allen Zellen
gemeinsam vor, jedoch in unterschiedlichen Anteilen.
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Golgyapparat(Erstbeschreibung 1898 von Golgy)
Auch der Golgyapparat ist eine weitere chemische Fabrik in der Zelle. Es
handelt sich um abgeflachte, säckchenartige Gebilde (Dictyosomen) die
übereinander gestapelt den Golgyapparat darstellen. (Die Dictyosomen
werden laufend vom ER gebildet.) Vom Golgyapparat selbst schnüren sich
dauernd Bläschen ab (Golgy-Vesikel = Lysosomen), in denen Sekrete
transportiert werden. Er bildet diese Vesikel selbst sowie Membranbausteine
für die Zellmembranen.
Ribosomen
Die Ribosomen als relativ kleine, kugelförmige Organellen sind Werkzeuge für
die Proteinsynthese nach Vorlage der Kernsäuren. Sie liegen frei im
Cytoplasma oder am Endoplasmatischen Retikulum.
Proteinsynthese:
Abb. 3: Handbuch Anatomie
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Zentriolen
Die Zentriolen liegen in Form eines oder zweier Körnchen in Zellkernnähe vor.
Die Zentriolen haben eine steuernde Funktion bei der Zellteilung indem sie zu
den Polen wandern um von dort die Spalthälften der Chromosomen
auseinander zu ziehen(in der Annaphase der Mitose).
Plasmalemm
Die Zellmembran ist eine ca. 8nm dicke Struktur die nach dem sog.
Flüssigkeitsmosaikmodell (Singer und Nicolson) aus einer Phospholipid-
Doppelschicht besteht, der Proteine mit unterschiedlicher Struktur ein- oder
aufgelagert sind. Sie bildet eine in sich geschlossene, selektiv permeable
äußere Begrenzung aller Zellen und dient der Gewährleistung des Kontakts zu
anderen Zellen (Stoffaustausch, Reizbeantwortung), der Zellbewegung und
der Oberflächenspannung.
Abb.4:
Die Zellmembran erscheint an einigen Stellen spezifisch gestaltet um
Stoffwechselvorgänge besser zu ermöglichen. Als Bürstensaum kommt es zu
einer Vergrößerung der Zelloberfläche bzw. ermöglicht er Transportfunktion
(z.B. Flimmerepithel in der Lunge). Anders, als schlichte Basalmembran, bildet
die Zellmembran eine Grenzschicht und ein Widerlager einer Zellreihe.
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Lysosomen
Lysosomen sind als primäre Lysosomen, von der Reifungsseite des
Golgyapparates abgeschnürte, mit Verdauungsenzymen gefüllte
Membranvesikel. Sekundäre Lysosomen sind Fusionen primärer Lysosomen mit
endocytisch aufgenommenen Substratvesikel. Autophagosomen sind
Fusionen primärer Lysosomen mit zelleigenem Material zum Abbau, zur
Rückgewinnung verwertbarer Substanzen und zum Ablagern unverdaulicher
Reste. Heterophagosomen sind Fusionen primärer Lysosomen mit zellfremdem
Material hauptsächlich zur Fremdkörperabwehr.
Exocytose:
Abb.: 5
Endocytose
Abb.: 6
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Zellkern
Der Zellkern stellt das Zentrum einer Zelle dar. Er hat eine eigene Membran
(Karyolemm) und eine eigene Zellkernflüssigkeit (Karyoplasma). Er beinhaltet
die sogenannten Kernkörperchen, in denen die Kernsäuren als Speicher der
genetischen Information (Erbmerkmale eines Individuums) dienen und zur
Steuerung des Zellstoffwechsels bzw. des Eiweißaufbaues wichtig sind.
Die Kernsäuren = Nucleinsäuren: Desoxyribonucleinsäure = DNS und
Ribonucleinsäure = RNS. Auf Englisch heißt Säure Acid, daher DNS = DNA und
RNS = RNA.
Die Kernsäuren bestehen aus enorm langen organischen Molekülen die
paarig (Strickleiter) angelegt sind, und zusammen mit vielen Proteinen als
Chromosomen verpackt sind.
Lebenserscheinungen der Zelle oder was die Zelle so alles macht
Gestaltveränderung
Hypertrophie: Vergrößerung der Zelle durch Zunahme des Volumens.
Hyperplasie: Vergrößerung durch Zunahme der Zellzahl (Teilung) bei
unveränderter Größe.
Hypoplasie: Anlagebedingte morphologische Unterentwicklung bei der die
Zellanlage (Organanlage) vorhanden, die Zelle (Organ) aber nicht vollständig
entwickelt ist.
Atrophie: Verkleinerung der Zellen, Gewebe oder Organe durch Abnahme
der lebendigen Substanz ohne Minderung ihrer Qualität (z.B.
Inaktivitätsatrophie)
Involution: Abbauvorgang der mit einer Verminderung der Zellzahl einhergeht
(Thymus)
Degeneration: Krankhafte Änderung der Zellstruktur und eine damit
verbundene Funktionseinschränkung
(Aplasie: Fehlen eines Organs)
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Stoffwechsel der Zelle
Phagozytose: Aufnahme fester Teilchen lichtmikroskopischer Größenordnung.
Während in Gewebekulturen alle Zellen dazu fähig sind, sind es im Organismus
nur bestimmte Zellarten, deren wichtigster Vertreter die Phagozyten als weiße
Blutkörperchen wichtige Zellen im Abwehrsystem darstellen.
Pinozytose: Aufnahme flüssiger Stoffe durch Invagination und Abschnürung
der Zellmembran.
Abb.: 7
Bewegung der Zellen
Manche Zellen bilden Scheinfüßchen (Pseudopodien) aus und können sich
damit amoeboid bewegen. Andere Zellen bewegen sich mittels
Flimmerhaare und wieder andere mit Geißeln (Spermium).
Reizaufnahme
Zellen sind fähig gemäß ihrem Differenzierungsgrad (= Spezialisierungsgrad)
Reize aufzunehmen, zu verarbeiten und zu beantworten.
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Vermehrung
Mitose
Unter Mitose wird eine komplette Zellteilung, nach identischer DNA-
Reduplikation (Längsspaltung und Verdopplung der Chromosomen) und
Aufteilung je eines vollständigen Chromosomensatzes auf die neuen
Tochterkerne, und Zuordnung eines Cytoplasmabereiches zu jedem Kern,
verstanden. Dieser Vorgang läuft in 6 Phasen ab:
Abb. 8: Leonhardt, Histologie, Zytologie und Mikroanatomie des Menschen
a) Prophase: Ausbildung der Chromosomen im Kern, Ausbildung der
Zentralspindel zwischen den Tochterzentralkörpern und der Polstrahlungen
b) Prometaphase: Streckung der Zentralspindel, Bildung von Zugfasern und
Bewegung der Chromosomen zur Einordnung in den Äquator der Spindel
c) Metaphase: die längsgeteilten Chromosomen im Äquator der Spindel
d & e) Anaphase: Auseinanderrücken der Tochterchromosomen zu den
Spindelpolen hin
f) Telophase: Umwandlung der Chromosomen in ein Kerngerüst, Ausbildung
einer Kernmembran, Rückbildung der Polstrahlungen, Durchschnürung des
Cytoplasmakörpers
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Meiose
Die Meiose ist eine Sonderform der Mitose bei der die Chromosomen nicht
verdoppelt, sondern je zur Hälfte auf beide Tochterzellen in freier Kombination
verteilt werden. So werden aus diploiden Zellen (Doppelter
Chromosomensatz) haploide (Einfacher Chromosomensatz) Zellen. Diesen
Vorgang brauchen die Geschlechtszellen, da bei Verschmelzung von 2
haploiden Zellen (Ei- und Samenzelle) 1 diploide Tochterzelle entsteht. Ohne
Meiose würde der Chromosomenbestand sich von Generation zu Generation
verdoppeln.
Amitose
Die Amitose oder auch direkte Kernteilung beschreibt eine einfache
Durchschnürung des Zellkerns und Aufteilung des genetischen Materials ohne
vorangehendes Sichtbarwerden der Chromosomen. Sie führt zu
Mehrkernigkeit der Zelle da die Teilung des Zellleibes meist unterbleibt. Die
Amitose kommt vor allem in hochdifferenzierten (spezialisierten) Geweben
wie z.B. in der Leber, Niere, Nebennieren, vegetativen Ganglienzellen und der
Herzmuskulatur vor.
Differenzierung - wie werden aus gleichen Zellen unterschiedliche:
Differere kommt aus dem Lateinischen und bedeutet: „sich unterscheiden“!
In der (Human-)Biologie werden zwei Arten der Differenzierung unterschieden:
Die primäre Differenzierung wird auch als Zelldetermination bezeichnet. Am
Anfang ist jede Zelle eines Embryos dazu befähigt, alles herzustellen. Erst durch
Unterdrückung (Suppression) erfolgt die Determination auf bestimmte
Zellstrukturen.
Die sekundäre Differenzierung (physiologisch-morphologische bzw.
histologische Differenzierung) ist der Vorgang während des Wachstums eines
Lebewesens, in dem Zellen und Gewebe autonom oder nicht-autonom in
einen neuen Funktionszustand wechseln. Dabei entwickeln sich zwischen
Zellen bzw. Zellkomplexen unterschiedliche Strukturen und chemische
Zusammensetzungen. So differenzieren sich Zellen zu Herz- und Leberzellen, zu
Haut-, Nerven-, Blut- und Eizellen, oder bei Pflanzen zu Blatt- oder Wurzelzellen.
Pflanzen und Tiere können differenziertes Gewebe bei Verlust oder Verletzung
neu aufbauen. So werden beim Menschen z.B. Haut-, Blut- oder Leberzellen
wieder regeneriert, Bäume schließen „Wunden“ an der Rinde und manche
Reptilien können ihren Schwanz nachwachsen lassen. Den Vorgang, der
undifferenzierte Embryonalzellen zu differenzierten Organzellen werden lässt,
nennt man Regulation oder Regulationsentwicklung. Die Wissenschaft, die
sich mit der Differenzierungssteuerung und Differenzierungsentwicklung
beschäftigt, ist die Entwicklungsbiologie.
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Zellkontakte
Zellkontakte dienen der Verbindung der Zellen untereinander. Sie können
direkt oder indirekt sein. Grundsätzlich können sich Zellkontakte lösen und
wieder neu bilden.
Direkte Zellverbindungen liegen vor wenn die Membranen
gegenüberliegender Zellen beteiligt sind. Die wichtigsten Funktionen dieser
Kontaktstellen sind mechanische Verknüpfung, funktionelle Koppelung und
Austausch von Stoffwechselprodukten sowie die Regulation der
transepithelialen Permeabilität. Man unterscheidet:
Macula adhaerens (Desmosom): Diese Strukturen dienen der mechanischen
Verbindung von Zellen. Sie finden sich überall als Zellkontakte zwischen
gleichen oder unterschiedlichen Zellen und haben einen durchschnittlichen
Durchmesser von 0,3 – 0,5 Mikrometer.
Abb.: 9
Zonular adhaerens: Diese Zellhaftung gleicht in ihrem Aufbau weitgehend
dem Desmosom, verläuft aber gürtelförmig um die Zelle.
Fascia adhaerens: Sie ist ähnlich gebaut wie die Zonular adhaerens, hat
allerdings nur eine begrenzte Länge.
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Zonular occludens (= tight junktion): Sie verschließt den Interzellularraum. Eine
Zonular occludens ist eine schmale, gürtelförmig um eine Zelle verlaufende
Verbindungszone zwischen benachbarten Zellen. In ihrem Bereich sind die
äußeren Schichten der Zellmembranen stellenweise verschmolzen.
Abb.: 10
Nexus (= gab junktion): Hierbei handelt es sich um fleckförmige Gebiete –
beim Epithel meist tief an der seitlichen Zelloberfläche gelegen – bei denen
der Abstand zwischen den Zellmembranen konstant auf 2-4 nm vermindert ist.
Den gab junktions werden im Rahmen des Informationsaustausches zwei
Hauptaufgaben zugeschrieben:
1. Die Weiterleitung von Strom von einer Zelle zur anderen ohne wesentlichen
Spannungsverlust und
2. der interzelluläre Austausch niedermolekularer Substanzen z.B. von
Glucose, Steroidhormonen oder Aminosäuren.
Abb.: 11
Indirekte Zellverbindungen kommen durch
1. Verzahnung von Nachbarzellen durch Zellausläufer und
2. durch Verschmelzung der Glykokalix gegenüberliegender Zellen zustande.
