Zytologie

• Findet in allen Zellen statt ausser bei den Geschlechtsorganen, dort ist es die Meiose. Autosomen.

Symmetrische Teilung der Zelle in 2 identische Tochterzellen (diploid). Zwischen zwei Mitosen liegt die Interphase (Zwischenphase), in der die eigentlichen Zellfunktionen erfüllt werden und die Verdoppelung sämtlicher Zellstrukturen und der DNA erfolgt. Daher wird die Mitose auch als indirekte Zellteilung bezeichnet.

• Zweck:Vermehrung von Zellen für Wachstum, Regeneration, Ersatz

Durch den aktiven Elektrolyttransport der Carrier-Proteine der Zellmembran, vor allem der Natrium-Kalium-Pumpe, kommt es intra- und extrazellulär zu verschiedenen Salzkonzentrationen. Dies führt zu einer elektrischen Spannung, dem elektrischen Potential. Dieses Potential über der Zellmembran können wir zur Strombildung nutzen. Schritt 1. Ruhezustand (beträgt die elektrische Spannung -80 mV, dieses Ruhepotential wird vor allem durch eine energieverbrauchende Na+/K+ Pumpe und andere Faktoren aufrechterhalten) 2. Zellerregung - Depolarisation (kurzzeitig erhöhen - ) => Aktionspotential 3. Repolarisation normalisiert sich wieder

• Kationen: positive: Natrium, Kalium, Kalzium (extra), Magnesium (intra)
• Anionen: Chlorid-Ionen (CI); Bicarbonat-/Hydrogencarbonat-Ionen; Phosphat; Sulfat

• Intrazellulärraum bilden Kalium und Phosphat die Hauptbestandteile
• Extrazellulärraum bilden Natrium und Chlorid die Hauptbestandteile

• Die Verteilung des Wassers im Körper mit grober Mengenangabe nennen:
  • Der Anteil des Wassers verteilt sich im Körper auf folgenden Flüssigkeitsräume:
    • Intrazellulärraum. Er beinhaltet ca. 30 Liter oder 45% des Körpergewichts.
    • Extrazellulärraum: Er umfasst ca. 15 Liter oder 21% des Körpergewichts.
      • Der Extrazellulärraum teilt sich wiederum folgende Räume auf:
        • Interzellulärer Flüssigkeitsraum (Zwischenzellenraum, Interstitium). Er umfasst die Flüssigkeit in den Spalträumen zwischen den Zellen, Geweben, Blut- und Lymph-Kapillaren.  Jeder Stoffaustausch aus dem Blut in eine Zelle oder von einer Zelle in den Blut- oder Lymph-Kreislauf zurück, muss über die interstitielle Flüssigkeit geschehen. 
        • Blutplasmavolumen, die flüssige Fraktion des Blutes. Sie enthält ca. 3 Liter Wasser, Elektrolyte (Salze) und Proteine.

Der Wasseranteil im menschlichen Körper ist gross, beim Erwachsenen beträgt er rund 65%, Bei Männern ist der Anteil höher da Frauen mehr relativ wasserarmes Fettgewebe besitzen. Das Alter ist für den Wasseranteil auch relevant, in einem Neugeborenen um die 75%, nimmt im Alter ab. Im Körper besteht ein dynamisches Gleichgewicht zwischen Wasseraufnahme und Wasserabgabe. => Wassermangel lässt uns schneller altern

Damit eine Zelle grössere Partikel aufnehmen kann, stülpt sich die Zellmembran um den Stoff und schnürt schliesslich einen Vesikel (Membranbläschen) mit dem darin enthaltenen Partikel nach innen ab. Werden grössere Partikel (Bakterien, Staub) ins Zellinnere befördert, spricht man von Phagozytose (Zellfressern). Die Phagozytose spielt vor allem beim Immunsystem eine Rolle. Die dabei entstehenden Vesikel verschmelzen mit den Lysosomen, wodurch die intrazelluläre Verdauung eingeleitet wird.

• Die Diffusion ist eine Molekularbewegung gelöster Teilchen in Richtung der niedrigen Konzentration. Bsp: Bei der Atmung und beim Stofftransport (Salze, Gase, Nährstoffe etc.) im interstitiellen Raum, Versorgung des Oberflächenepithels (Oberflächengewebe).  =>gleichmässige Verteilung der Teilchen. Z.B. Zucker in Kaffee = Diffusion
• Unter Osmose versteht man die Diffusion des Lösungsmittels (z.B. Wasser) einer Lösung in eine stärker konzentrierte Lösung durch eine selektiv permeable (lat. Selektiv = auswählen; permeabel= durchlässig; früher semipermeabel genannt) Scheidewand, die zwar für das Lösungsmittel, nicht aber für den gelösten Stoff durchlässig ist. Wenn bspw. Eine Zelle und ihre Umgebung nicht die gleiche Stoffkonzentration aufweisen, so hat die Flüssigkeit (Wasser) die Tendenz, durch die Zellmembran hindurchzufliessen, um einen Konzentrationsausgleich zu erreichen. => z.B. Kirsche wenn es regnet füllt sich die Kirsche mit Wasser und platzt.

Beispiele: Zellmembran, Wasseraustausch zwischen dem Blut und dem Gewebe entlang der Kapillaren, Wasserentzug aus dem Stuhl im Darm.

• Filtration: abpressen einer Flüssigkeit durch eine Membran oder einen Filter. Aufgrund der Filterporengrösse können nicht alle gelösten Teilchen passieren. Bsp. Filtration im Glomerulus (Primärharn-bildung) der Nieren, Abpressen des Blutplasmas in den Blutkapillaren. => Druck ist wichtig

• Transporte durch die Zellmembran ermöglichen es der Zelle, Nahrung, Salze, Wasser etc. aufzunehmen, Stoffwechselprodukte auszuscheiden und so ihr inneres Milieu aufrecht zu halten. Bei diesen Transportprozessen unterscheidet man zwischen passiven und aktiven Mechanismen:
  • Passiver Stofftransport: Beim passiven Transport gelangen Stoffe ohne Energieverbrauch durch die Zellmembran. Die dabei vorkommenden physikalischen Vorgänge sind: Diffusion, Osmose und Filtration
  • Aktiver Stofftransport: Beim aktiven Transport durch die Zellmembran muss die Zelle Energie aufwenden, denn der Transport erfolgt meist gegen Konzentrationsgefälle. Kleinere Stoffe werden über Pumpen- oder Tunnelprotein durch die Zellmembran geschleust. Grössere Partikel werden durch Einstülpung der Zellmembran transportiert (Endo-/Exozytose).

ATP (Adenosintriphosphat) dient bei fast allen Lebensvorgängen, wie bspw. der Proteinsynthese, der Muskelkontraktion, der Impulsübertragung etc. als Energielieferant.

Dient als Kraftwerk der Zellen, zur Energiegewinnung durch Oxidationsprozesse. Dabei werden Glukose (Zuckerart), Fettsäuren und Aminosäuren (Eiweissbausteine) unter Einwirkung von Sauerstoff (O2) zu Kohlendioxid (Co2), Wasser (H2O) und eventuellen Abfallstoffen verbrannt. Die dabei gewonnene Energie wird der Zelle in Form von einem Energiespeicher, dem ATP (Adenosintriphosphat) zur Verfügung gestellt.

• 23 Chromosomenpaare in den meisten menschlichen Zellen somit also 46 Chromosomen. 22 Paare davon sind Körperchromosomen (Autosomen) und 1 Paar Geschlechtschromosom (Heterosomon). Ein Heterosomensatz von XX ergibt ein weibliches, XY ein männliches Individuum.

Eine Zelle mit einfachem Chromosomensatz wird haploid genannt. Bei der Befruchtung der Eizelle durch ein Spermium treffen die 23 mütterlichen mit den 23 väterlichen Chromosomen zusammen. Aus den beiden haploiden Chromosomensätzen entsteht so wieder ein diploider Chromosomensatz.

• Eine Zelle mit einfachem Chromosomensatz wird haploid genannt => Autosomen sind immer diploid => Mitose // Keimzellen => Meiose
• Aus den beiden haploiden Chromosomensätzen von Vater und Mutter entsteht ein weiterer Chromosomensatz, dieser wird diploider Chromosomensatz genannt. Eine Zelle mit doppeltem Chromosomensatz wird also als diploid bezeichnet.

Adenin und Thymin (Uracil) sowie Cytosin und Guanin 

• Genotyp = die Gesamtheit der genetischen Informationen eines Individuums
• Phänotyp = die morphologischen, physiologischen und biochemischen Merkmale eines Individuums => Erscheinungsbild (nach dem Genotyp, Schritt 2)
• Homozygot = reinerbig / heterozygot = mischerbig
• Dominant = stärker
• Rezessiv = zurücktreten, zurückweichen, in den Hintergrund treten, nicht in Erscheinung tretend

Dominantes setzt sich durch und rezessiv nur wenn nichts dominantes vorhanden ist=> mendelsche Regeln

• Gen= ist eine Folge von 1000 oder mehr Basen auf der DNS und codiert ein bestimmtes Merkmal. Codiert ein bestimmtes Merkmal.
• Chromosom=organisierte, stark färbbare DNA-Schleife). Die Erbinformationen liegen meist als ungeordnete DNS-Stränge im Zellkern ausgebreitet vor. So kann die Erbinformation im Kernkörperchen (Nucleolus) zwecks Bildung von mRNA abgelesen werden. In der Teilungsphase der Zelle werden diese langen DNS-Fäden zusammen mit Hilfsproteine je zu einem Chromosom zusammengerafft, damit eine gleichmässige Teilung der Erbinformation erfolgen kann. Bei der Mitose wird jedes Chromosom der Länge nach in zwei identische Hälften, die Chromatiden geteilt. In den meisten menschlichen Zellen findet man 23 Chromosomenpaare, also 46 Chromosomen. Eine Zelle mit doppeltem Chromosomensatz wird als diploid bezeichnet. Die insgesamt 46 Chromosomen teilt man in 22 Paar Körperchromosomen (Autosomen) und 1 Paar Geschlechtschromosomen (Heterosomen) ein. Die Heterosome bestimmen das Geschlecht.

• Desoxyribo-Nuklein-Säure =DNS oder englisch DNA stellt die eigentliche Erbsubstanz dar. Sie baut sich aus den folgenden Bausteinen auf:
  • Base - Zucker - Phosphorsäure
• Die DNA kann mit einer um sich gedrehten Leiter verglichen werden und wird so als DNA-Doppelhelix bezeichnet. Die seitlichen Verstrebungen der Leiter bestehen aus einer Folge von Zucker (Desoxyribose) und Phosphorsäure. Die Leitersprossen bilden die Basen, welche paarweise angeordnet sind. Es gibt vier verschiedene Basen: Adenin, Thymin, Cytosin und Guanin. Dabei passen Adenin und Thymin, sowie Xytosin und Guanin zueinander. RNA  = Uracil

• Er ist Träger der in den Chromosomen als Gene lokalisierten genetischen Informationen => Hüter der Erbinformation DNA
• Er steuert den Zellstoffwechsel und somit die Zellaktivität => Chef der Zelle

• äussere Hülle welche den Zellinhalt (bestehend aus Zellflüssigkeit und Zellkern umschliesst). Reguliert Stoffwechsel zwischen dem Inneren und dem Äusseren der Zelle. Grundlage der Zellmembran ist eine Lipid-Doppelschicht (Lipide=Fette). In dieser flüssigen Lipidschicht  sind Membranproteine eingebaut. Diese bilden Pumpen und Poren für den Stoffverkehr. Auf der Aussenfläche der Zellmembran (Zelloberfläche) sitzt die Glykocalyx (Zucker-Eiweiss-Strukturen), diese dienen unter anderem als sogenannte Antigene der Zellerkennung und erlauben die Unterscheidung von körpereigenen und körperfremden Zellen. Bsp: Blutgruppeneigenschaften oder Erkennen von Bakterien in dieser Oberflächenstruktur. => hydrophil und hydrophob
• Schutz und Stoffaustausch = Funktion

Trotz einer gewissen Variabilität in Form und Grösse findet sich in jeder Zelle der gleiche Grundbauplan.

• Zellmembran
• Zellflüssigkeit mit den Zellorganellen. Diese übernehmen Funktionen wie Energieproduktion, Eiweissherstellung oder Zellteilung usw
• Zellkern (Nucleus) => Erythrozyten haben keinen Zellkern

• Phagozytose: Einige Zellen sind fähig Fremdkörper, Zelltrümmer und Bakterien in sich aufzunehmen. Dieses "Zellfressen" findet sich vor allem bei den Zellen des Immunsystems.
• Stoffwechsel=Metabolismus. Beinhaltet die Gesamtheit aller Vorgänge welche die Aufnahme und den Einbau der Nahrungsstoffe in den Organismus sowie den Abbau, die Verbrennung oder die Ausscheidung dieser Substanzen betreffen.
  • Die Stoffwechselvorgänge können unterteilt werden in:
    • Anabolismus (Aufbaustoffwechsel), aus einfachen Substanzen werden kompliziertere Substanzen gebildet
    • Katabolismus (Abbaustoffwechsel), Stoffabbau mit dem Ziel der Energiegewinnung
• Sekretion: Bestimmte Zellen haben die Fähigkeit Stoffe, d.h. Sekrete (wie Verdauungssäfte, Hormone etc.) abzusondern, die im Organismushaushalt Aufgaben erfüllen. Zudem müssen Abfallprodukte aus der Zelle bzw. dem Organismus ausgeschieden werden.
• Wachstum: Das Wachstum, also die Grössenzunahme, ist dank komplexer Zellleistungen möglich
• Vermehrung: Durch Zellteilung können sich Zellen vermehren. Dies ermöglicht es dem Lebewesen zu wachsen und sich zu erhalten. Durch die Zellteilung werden absterbende Zellen ersetzt, Gewebe regeneriert und Nachkommen ermöglicht. Bei den Vorgängen der Zellteilung werden Mitose und Meiose unterschieden.

Muskel- und Nervenzellen jedoch haben im Verlauf ihrer Spezialisierung eine klinisch relevante Teilungsfähigkeit verloren und ihr Verlust ist daher unwiderruflich.

• Regeneration: Die Zelle ist befähigt, sich zu erneuern und bei vorhandener Teilungsfähigkeit im Stande, abgestorbene Zellen zu ersetzen.
• Reizbarkeit: Um zu überleben, muss ein Lebewesen fähig sein, auf seine Umwelt zu reagieren. Dazu gehören eine Reizaufnahme, eine Reizleitung, sowie die Verarbeitung dieses Reizes und die Reaktion darauf. Sinnesorgane sind auf diese Funktion spezialisiert.
• Beweglichkeit: Verschiedene Arten der Zellbewegung ermöglichen es den Zellen sich im Körper fortzubewegen und so an strategisch wichtige Orte zu gelangen. Dies spielt beispielsweise im Immunsystem eine Rolle.
• Kommunikation: Um gemeinsam Aufgaben zu bewältigen, müssen die Zellen und Körperregionen untereinander Informationen austauschen. Als Kommunikationsmittel stehen dem Organismus das Nervensystem, das Hormonsystem und komplexe Stoffe des Abwehrsystems zur Verfügung.

die kleinste lebensfähige Bau- und Funktions-Einheit des menschlichen Organismus.