Medizinische Grundlagen 161h

Diese Zellen sind miteinander verknüpft, allerdings da sie flach sind, nicht sehr fest. Es ist offensichtlich, wenn ich die Zellen so miteinander verbinden würde, dann hätte ich jede Menge Platz um die Verbindung stabil herzustellen, aber wir haben plattes und manchmal sogar einschichtiges Epithel und diese Zellen, die sind natürlich nicht sehr stabil miteinander verbunden. Also muss es eine andere stabilisierende Instanz geben und das ist die Basalmembran.

Diese stellen Sie sich bitte vor - ich hatte das vorhin schon gesagt - wie so eine Schicht von Zelluphanpapier. Dieses durchsichtige Papier mit dem wir unsere Salate frisch halten und auf dieser Schicht von Zelluphanpapier liegen die Zellen drauf und haben durch die Schicht der Basalmembran eine zusätzliche Stabilität

Oberflächenepithel (gefässfrei, Ernährung durch Diffusion aus den Gefässen des angrenzenden Bindegewebes) > einschichtig, mehrschichtig, mehrreihig

Drüsenepithel (in die Tiefe verlagerte Epithelzellverbände, Aufgabe Bildung und Abgabe von Sekreten) > exokrine Drüsen, Abgabe nach inneren oder äussern Oberflächen, endokrine Drüsen, innere Sekretion (Hormone an die Blutbahn), gemischte Drüsen, produzieren Sekretion nach aussen und geben gleichzeitig Hormone ab, z.Bsp. Bauchspeicheldrüse, Keimdrüsen

Sinnesepithel (dienen den Sinnesorganen zur Aufnahme von Reizen, die an das Nevernsystem weitergeleitet werden)

https://studyflix.de/biologie/epithelgewebe-3277?topic_id=536

-Kompakter Zellverband ohne zwischengelagerte Interzellulärsubstanz (dicht aneinanderliegende Zellen)

-schafft Grenzen an äusseren und inneren Oberflächen

-Unterscheidung Oberflächen- und Drüsenepithel

-mit der Oberfläche grenzen sie an das flüssige oder gasförmige Aussenmedium, die gegenüberliegende, basale Seite ist an der Basalmembran verankert (Kittsubstanz, dichte Matte aus verzuckertem Eweiss und Kollagen) 

Parenchymzellen: führen organspezifische Funktionen aus

Stroma-Zellen (Interstittium): üben im Organ eine unspezifische Stütz- oder Ernährungsfunktion aus

Epithegewebe (Deckgewebe)

Binde- und Stützgewebe (lockeres kollagenes Bindegewebe, Fettgewebe, Knochengewebe, Knorpel)

Muskelgewebe (glatte Muskelfasern, quergestreifte Skelettmuskelfasern, quergestreifte Herzmuskelfasern)

Nervengewebe (Nervenzellen)

Die 4 Grundgewebearten sind die Baumaterialen aller Organe. Organ=aus Grundgewebe zusammengesetzter Teil des Körpers

Spezialisierte Form der Zellteilung > kommt nur in den Keimdrüsen vor (Reduktionsteilung)

Der diploide Chromosomensatz der Urkeimzellen (46) wird auf den haploiden Satz der Keimzellen (23) reduziert > Chromosomenanzahl kann über Generationen hinweg konstant gehalten werden und damit sich bei Verschmelzung von Samen- und Eizelle die Erbinformationen nicht verdoppeln

Spermien:

1. Reifeteilung, 2. Reifeteilung = 4 Spermien

Eizelle:

1. Reifeteilung, 2. Reifeteilung = 1 Eizelle und 3 Polkörperchen

Indirekte Zellteilung > symmetrische Teilung einer Zelle in zwei Tochterzellen, die DNA wird aufgeteilt, das genetische Material wird auf zwei Tochterzellen verteilt

Phasen (Dauer der Zellteilung ca. 1 Stunden, Ziel=Zellvermehrung Wachstum, Erneuerung, Wundheilung)

Interphase

Prophase

Metaphase

Anaphase

Telophase

Das Membranpotential einer Zelle wird definiert als die Spannung (Potenzial), welche an der Membran der Zelle anliegt, es ist eine spezielle Spannung zwischen zwei Flüssigkeitsräumen, in denen geladene Teilchen und unterschiedlichen Konzentrationen vorliegen > entsteht durch unterschiedlich geladene Teilchen (Ionen) auf der Aussen- und Innenseite der Membran der Zelle. Das Membran ist nur für bestimmte Teilchen/Ionen durchlässig (Semipermeabilität, Konzentrationsausgleich durch Diffusion führt zur Transmembranspannung). Das Membarnpotenzial nutzen Zellen für Transporte über die Membran und hat in der Biologie eine überragende Bedeutung, alle elbenden Zellen bauen ein Membranpotenzial auf.

Der Erregungszustand an einer Zellmembran verläuft in folgenden Schritten:

-Ruhezustand

-Zellerregung (Stromfluss durch Depolarisation = Aktionspotenzial)

-Repolarisation (Membrandurchlässigkeit normalisiert sich mit Hilfe der Na+/Ka+Pumpe

Koordination der Herzaktion

Informationen in Gehrin und Nerven leiten und integrieren

Intrazellulärraum: Kalium und Phosphat bilden die Hauptbestandteile

Extrazellulärraum: Natrium und Chlorid bilden die Hauptbestandteile

Kationen: Natrium (Na+, Kalium (K+), Kalzium (CA2+), Magnesium (Mg2+)

Anionen (negativ geladene Teilchen): Chlorid-Ionen (CI), Biacarbonat-Hydrogencarbonat Ionen, Phosphat, Sulfat

Der Stoffwechsel eines Organismus fasst alle biochemischen Vorgänge zusammen, die mit dem Aufbau, Abbau und Transport von chemischen Verbindungen zusammenhängen.

Der Stoffwechsel darf nicht mit der Verdauung verwechselt werden. Die Verdauung ist Teil des gesamten Stoffwechsels bei heterotrophen Organismen, wie z.B. Menschen.

Gasaustausch in der Lunge

Blut und Lymphe (Kapillaren dienen dem Stoffaustausch zwischen dem Blut und den Geweben)

https://www.praxisambahnhof.ch/blog/stoffwechsel-chemische-vorgaenge-die-lebenswichtig-sind/

Intrazellulärraum 30 Liter/45 % > innerhalb der Zellen und im Zwischenzellraum/Interstitium (Spalträume zwischen Zellen, Geweben, Blut- und Lymph Kapillaren > jeder Stoffaustausch in den Blut- oder Lymphkreislauf und zurück geschieht über die interstitielle Flüssigkeit

Extrazellulärraum 15 Liter/21 %

Wasser löst die festen Bestandteile der Nahrung wie Zucker, Salz, einen Teil der Vitamine und Mineralstoffe und trägt die gelösten Nährstoffe zu den Zellen. Wasser ist das Kühlmittel des Körpers. Bei großer Hitze oder Sport verhindert starkes Schwitzen, dass die Körpertemperatur ansteigt. Ohne Wasser kann der Mensch nicht leben. Egal ob als Baustoff für unsere Zellen oder als Transportmittel für die Blutkörperchen – Wasser hat viele ganz wichtige Aufgaben in unserem Organismus, und unser Körper besteht zu rund 65 & aus Wasser.

Die Phagozytose wird von Zellen namens Phagozyten für die Immunabwehr genutzt. Dazu zählen Makrophagen, dendritische Zellen und Granulozyten.

Makrophagen sind vor allem dafür verantwortlich, Mikroorganismen aufzunehmen und zu zersetzen. Auch Bestandteile von zerstörten, körpereigenen Zellen, die nach einer Infektion im Blut vorhanden sind, können von Makrophagen aufgeräumt werden. Die Phagozytose ist eine der Hauptaufgaben der Makrophagen. Eine andere ist es, Bestandteile der zersetzten Mikroorganismen zu speziellen Rezeptoren auf ihrer eigenen Oberfläche zu bringen.

Aufnahme des Partikels

Phagozyten haben auf ihrer Oberfläche Rezeptoren, mit deren Hilfe Bestandteile von Pathogenen und apoptotischen Zellen erkannt werden können. Pathogene sind Bakterien, Viren, Gifte und andere Partikel, die Erkrankungen auslösen können. Diese binden an die Rezeptoren – Proteine, die auf der Oberfläche der Phagozyten befestigt sind. Durch die Bindung wird der Zelle signalisiert, dass die Zellmembran mit der Aufnahme des Fremdkörpers starten kann. Die Zellmembran der Phagozyten ist beweglich und kann sich daher nach innen stülpen. Das aufzunehmende Partikel bewegt sich mit der Membran nach innen und wird langsam umschlossen. Ist es vollkommen von der Membran umgeben, kann sich die Membran in Form eines Vesikels abkapseln und befindet sich nun im Inneren des Phagozyten. Vesikel sind kleine Bläschen, die aus Membran bestehen und werden in diesem Fall auch Phagosom genannt.

Vorbereitung der Zersetzung

Befindet sich der Fremdkörper nun im Phagosom im Phagozyten, wandert es weiter in Richtung des Zellinneren > Verschmelzung mit anderer Art von Vesikel/Lysosom (Membranbläschen, im Golgi-Apparat gebildet)  > ein Phagolyosom entsteht (sekundäres Lysosom) und der Fremdkörper ist gefangen > Zersetzung durch die Enzyme und nach dem Abbau Transport zum Zellmembran > Exozytose. 

Phagozytose ist, einfach erklärt, eine spezielle Form der Endozytose. Dabei werden Feststoff-Partikel durch Einstülpung der Zellmembran eines Phagozyten von einem Vesikel umschlossen und in die Zelle aufgenommen um anschließend zersetzt zu werden.

In Säugetieren und Menschen wird der Prozess einer Phagozytose vor allem von besonderen Zellen vollzogen. Diese Zellen werden auch Phagozyten genannt und sind ein wichtiger Bestandteil des Immunsystems. Phagozyten bewegen sich durch Körperflüssigkeiten und nutzen ihre Fähigkeit zur Phagozytose, um "aufzuräumen".

Pathogene, wie zum Beispiel Mikroorganismen, werden erkannt und für eine spätere Zersetzung aufgenommen, ebenso wie abgestorbene (apoptopische) Zellen. Aus diesem Grund werden Phagozyten auch "Fresszellen" genannt.

In einem erwachsenen Menschen sterben pro Tag durchschnittlich zirka 100 Milliarden Zellen. Um aufzuräumen werden sie von Phagozyten aufgenommen und zersetzt.

In Protisten – also einzelligen oder wenigzelligen Eukaryoten – wird die Phagozytose auch dafür genutzt, um Nährstoffe aufzunehmen.

Diffusion > Molekularbewegung der gelösten Teile Richtung niederiger Konzentration. Diffusion beschreibt den ungerichteten Transport von Molekülen oder Teilchen aufgrund ihrer spontanen thermischen Bewegung. Mithilfe von Diffusion können Stoffe in Zellen aufgenommen oder abgegeben werden. Ein bedeutendes Prinzip der Diffusion ist das Konzentrationsgefälle.

Beispiele: Atmung, das Wandern der Sauerstoffmoleküle aus dem Blut über das Interstitium (Zwischengewebe) in die Sauerstoff verbrauchenden Zellen.

Osmose > Konzentrationsausgleich durch die Diffusion eines Lösungsmittels in einer stärker konzentrierten Lösung durch eine selektiv permeabel Scheidewand > Konzentrationsausgleich von zwei Lösungen

Beispiele: Wasseraustausch zwischen Blut und Gewebe entlang der Kapillaren, Wasserentzug aus dem Darm

Filtration > Abpressen einer Flüssigkeit durch eine Membran oder einen Filter, aufgrund der Filterporengrösse können nicht alle gelösten Teile der Flüssigkeit passieren

Beispiele: Niere

Transportprozesse, damit die Zelle Nahrung, Salze, Wasser, etc. aufnehmen und Stoffwechselprodukte ausscheiden kann > inneres Milieu aufrecht erhalten.

Passiver Stofftransport: Stoffe gelangen ohne Energieaufwand durch die Zellmembran (Diffusion, Osmose und Filtration)

Aktiver Stofftransport: Die Zelle muss Energie aufwenden, Transport erfolgt gegen ein Konzentrationsgefälle > kleine Stoffe über Tunnel- doer Pumpenproteine, grössere Artikel durch Einstülpung der Zellmembran (Endo-/Exozytose)

Teil der Zellorganellen (im Zytoplasma liegende Strukturen, die wichtige Funktionen übernehmen)

Mitochondrien sind das Kraftwerk der Zellen > dient der Energiegewinnung durch Oxidationsprozesse (Glukose, Fett- und Aminosäuren/Eiweisspausteine werden unter Einwirkung von Sauerstoff (O2) und Kohlendioxid (CO2), Wasser und ev. Abfallstoffe verbrannt. Die daraus gewonnene Energie wird der Zelle in Form eines Energiespeichers/-trägers ATP (Adenosintriphosphat) zur Verfügung gestellt.

ATP ist der primäre Energieträger in allen lebenden Organismen auf der Erde. Es ist verantwortlich für die Energieübertragung innerhalb der Zelle und spielt eine wichtige Rolle bei einer Vielzahl zellulärer Funktionen, einschließlich Zellwachstum und -teilung, Bewegung und Herstellung spezialisierter Moleküle.

Chromosomensatz Körperzelle: 23 Chromosomenpaare, also 46 Chromosomen, 22 Paar Körperchromosomen (Autosomen) und 1 Paar Geschlechtschromosomen (Heterosomen, bestimmen das Geschlecht XX oder XY)

Chromosomensatz Keimzelle: 23 Chromosomen > bei der Befruchtung treffen 23 mütterliche und 23 väterliche Chromosomen zusammen (haploider Chromosomensatz wird zum diploiden Chromosomensatz)

Körper-/Geschlechtschromosomen:

22 Chromosomenpaare werden als Autosomen oder Körperchromosomen bezeichnet, da die auf diesen Chromosomen liegenden Merkmale vom Geschlecht unabhängig sind. Die beiden verbleibenden Chromosomen werden als Geschlechts- chromosomen oder Gonosomen bezeichnet und definieren das Geschlecht des Organismus.

diploider Chromosonensatz = doppelter Chromosomensatz (Körperzellen)

haploider Chromosonensatz = halber Chromosonensatz (Keimzellen > Berufruchtung > diploider Chromosomensatz > Miose/Zellteilung > Vorgang beginnt von vorn)

In der DNA paart sich Adenin (A) mit Thymin (T) und Cytosin (C) mit Guanin (G); in der RNA paart sich Adenin (A) mit Uracil (U) und Cytosin (C) mit Guanin (G). In den Nukleinsäuren sind Adenin (A) und Guanin (G) Purine. Aufgrund ihrer chemischen Struktur paaren sich Purine mit Pyrimidinen.

Allgemein: Was ist der Unterschied zwischen einem Allel und einem Gen? Ein Gen ist ein Abschnitt auf der DNA, der die Anweisungen zur Herstellung eines bestimmten Proteins trägt. Ein Allel hingegen ist eine spezifische Variante oder Version dieses Gens, die zu unterschiedlichen Ausprägungen eines Merkmals führen kann.

Genotyp > die Gesamtheit der genetischen Informationen eines Individuums

Phänotyp > Der Genotyp fasst die Gene zusammen, die jedes Individuum besitzt. Der Phänotyp hingegen beschreibt das äußere Erscheinungsbild, also Merkmale, die du von außen beobachten kannst. Darunter fallen beispielsweise Körpergröße und Augenfarbe, aber auch vererbbare Krankheiten.

heterozygot > mischerbig

homozygot > reinerbig

Unterschiedliche Varianten eines Gens werden als Allele bezeichnet. Wenn beide Allele eines Individuums für ein bestimmtes Merkmal gleich sind, ist das Erbgut, bezogen auf dieses Merkmal, „reinerbig“ oder homozygot. Liegen dagegen zwei verschiedene Allele vor, wird dies als Mischerbigkeit oder Heterozygotie bezeichnet.

dominant > ein Allel ist stärker als das andere, überdeckt die Wirkung des rezessiven Allels

rezessiv > Wirkung wird durch das dominante/sträkere Allel überdeckt

Die Mitose wird definiert als die Kernteilung einer Zelle, bei der zwei genetisch identische Tochterzellen entstehen.

Bei der Meiose hingegen geht es darum, das genetische Erbmaterial auf sogenannte Keimzellen zu verteilen. Diese dienen der Vererbung und somit der Entstehung eines neuen Organismus. Die durch dir Meiose entstehenden, menschlichen Keimzellen besitzen nur 23 Chromosomen > Berfruchtung treffen 23 mütterliche und 23 väterliche Chromosmen zusammen > aus beide haploiden Chromosensätzen entsteht wieder ein diploider Chromosonensatz.

Meiose der Keimzellen: https://youtu.be/-yzVn85_ZC8?si=9c_K5sBGu6e3f7iN

Gene, die auf väterlichem und mütterlichem Chromosom auf dem gleichen Ort liegen und das gleiche Merkmal betreffen sind Allele:

identische Allele >Träger ist in diesem Merkmal homozygot (reinerbig) > nur hier setzen sich rezessive Gene durch

unterschiedliche Allele > Träger ist heterozygot (mischerbig) > Phänotyp/Erscheinungsbild hängt von der Stärke der beiden Genen ab (kodominant/gleich stark, dominant, rezessiv)

1. Mendelsche Unfirmoritätsregel: 1. Generation homozygot > rezessive Allelen treten zum Vorschein

2. Mendelsche Aufspaltungsregel: 2. Generation heterozygot > Kreuzung der 1. Tochtergeneration untereinander > Aufspaltung in der 2. Tochtergeneration im Verhältnis 1:2:2 - bei der Kreuzung von dominanten und rezessiven Allelen > im Phänotyp tritt das Allel im Verh. 1:3 auf

3 Mendelsche Aufspaltungsregel: Unabhängigkeitsregel > verschiedene Gene liegen auf verschiedenen Chromosomen > die Merkmale werden zufällig neu verteilt > beliebig viele neue Merkmalskombinationen

Vererbung von Krankheiten:

Gonosomale Erbgänge (geschlechtschromosom-gebunden)

Folgen nicht der Mendelschen Regel, die meisten Merkmale werden über das X-Chromosom vererbt > kommt beim Mann in jedem Fall zur Ausprägung, bei der Frau spielt Dominanz und Rezessivität eine Rolle (Gonosomensatz XX)

Autosomale Ergbgänge (körperchromosmen-gebunden)

Ein Gen ist eine Folge von 1000 oder mehr Basen auf der DNS und codiert ein bestimmtes Merkmal, Information ist durch die Reihenfolge der Basen gespeichert > bestimmt Aminosäurenabfolge im herzustellenden Protein > ergibt Struktur

Chromosomen > in der Teilungsphase der Zelle werden die DNS-Fäden mit Hifsproteinen "aufgerollt" und zu einem Chromosom zusammengerafft, damit eine gleichmässige Teilung der Erbinformationen erfolgen kann. Bei der Mitose/Zellteilung wird jedes Chromosom der Länge nach in zwei identische Häflten/Chromatide geteilt.

Menschlicher Chromosonensatz

46 Chromosomen = 23 Chromosonenpaare (Zelle mit doppeltem Chromosomensatz = diploid

22 Körperchromosomen (Autosomen), 1 Paar Geschlechtschromosom (Heterosomen xx oder xy)

https://youtu.be/Anw2hn_oLsI?si=WfjjYH9ouBEp46-v

Nukleinsäure Zusammensetzung: https://www.lecturio.de/artikel/medizin/nukleinsauren/

Desoxyribo-Nuklein-Säure = DNS oder DNA (egl.) stellt die eigentliche Erbstubstanz dar und baut auf BASE-ZUCKER-PHOSPHORSÄURE auf.

DNA-Doppelhelix:

seitliche Verstrebungen > Folge von Zucker (Desoxyribo) und Phosphorsäure

Leitersprossen > Basen Adenin und Thymin passen zueinander, Cytosin und Guanin passen zueinander

Drei Hauptbestandteile Nucleus (Zellkern):

Kernhülle (Kernporen > Austausch von Substanzen mit dem umgebenden Zytoplasma, Membran)

Kernplasma (Nuklear-Sol, worin die DNS als Trägerin der Erbinformationen schwimmt)

Nukleolus (Kernkörperchen, Bildungsstätte der RNA/Genkopien > bringen die Erbinformationen ins Zytoplasma, wo die Proteinsynthese/Eiweissherstellung erfolgt)

Zellkern = Zentrale der Zelle, Aufgaben:

-Träger der in den Chromosomen als Gene lokalisierten genetischen Information

-steuert den Zellstoffwechsel und somit die Zellaktivität

Grundlage/Aufbau:

Lipid-Doppelschicht (Lipide = Fette)

Auf der Aussenfläche sitzt die Glykocalyx (Zucker-Eiweiss-Struktur / "Hirschgeweih" =  dienen als Antigene der Zellerkennung > Erkennung von Blutgruppe oder von Bakterien, Unterscheidung

Funktion:

-Regulierung des Stoffverkehrst zwischen dem Inneren und Äusseren der Zelle

https://www.lecturio.de/artikel/medizin/die-zelle-zellmembran/

https://www.youtube.com/watch?app=desktop&v=KPWgXrOmpJ4

Zellmembran (Plasmalemm)

Zellflüssigkeit (zytoplasma) mit den Zellorganellen

Zellkern (Nucleus)

https://www.msdmanuals.com/de/heim/multimedia/image/das-innere-einer-zelle

Phagozytosen > Zellfresser von Fremdkörpern, Zelltrümmer, Bakterien (v.a. im Immunsystem vorhanden)

Stoffwechsel / Metabolismus > Aufnahme und Einbau der Nahrungsstoffe in die Organe, Abbau, Verbrennung und Ausscheidung (Anabolismus / Aufbaustoffwechsel: aus einfachen werden kompliziertere Substanzen gebildet, Katabolismus / Abbaustoffwechsel: Stoffabbau mit den Ziel der Energiegewinnung

Sekretion > Absonderung von Sekreten, die im Organismus Aufgaben erfüllen oder Abfallprodukte, die ausgeschieden werden müssen.

Wachstum > Grössenzunahme durch komplexe Zellleistung

Vermehrung > Zellteilung um zu wachsen und sich zu erhalten (absterbende Zellen werden ersetzt, Regeneration von Gewebe, Fortpflanzung (Unterscheidung Mitose und Meiose)

Regeneration > Zelle ist fähig, sich zu erneuern

Reizbarkeit > Reizaufnahme, Reizleitung, Verarbeitung des Reizes, Reaktion (Sinnesorgane sind darauf spezialisiert)

Beweglichkeit > Zellbewegung auf verschiedene Arten, um an die richtige Stelle im Körper zu gelangen (Immunsystem)

Kommunikation > Zellen und Körperregionen müssen untereinander Informationen austauschen um gemeinsame Aufgaben zu bewältigen. Kommunikationsmittel ist das Nervensystem, das Hormonsystem und komplexe Stoffe des Abwehrsystems.

Die kleinste lebensfähige Bau- und Funktions-Einheit des menschlichen Organismus