Zellbiologie

Merkmale aller Lebewesen

(Unterschiede lebender Organismen / Tote Materie)
- Wachstum
- Stoffwechsel
- Bewegung
- Fortpflanzung
- Reizbarkeit
- Reifung
- Aufbau aus mind. Einer Zelle (Mensch 10+10^12 Zellen)

Stoffwechsel

Auswechsel von Stoffen (wichtig für jeden Organismus)
Der Menschliche Körper nimmt Nahrung, Wasser und Sauerstoff auf und gibt Nahrungsreste (Abfallstoffe), Wasser, Kohlendioxid und Wärme ab.
Die Zelle nimmt Sauerstoff, Wasser und Nährstoffe auf und gibt Kohlendioxid, Wärme, Wasser und Abfallstoffe ab, dabei bildet die Zelle das für sich sehr wichtige ATP.
Innerhalb der Zelle werden die Nährstoffe abgebaut (mit Hilfe des Sauerstoffs) und es wird dabei chemische Energie (ATP) gewonnen. = Katabolisch / Kataboler Stoffwechsel. (Produktion von Energie)
Die Zelle braucht ATP zur Synthese Körpereigener Substanzen, z.B. zum Aufbau von neuen Zellen, Geweben etc… = Anabolisch / Anaboler Stoffwechsel. (Produktion für sich selber und Umgebung)

Erregbarkeit

Wahrnehmung von Reizen und die Reaktion auf Reize, hier für notwendig sind:
- Informationsaufnahme (über Sinnesorgane)
- Informationsweitergabe (über Nervengewebe)
- Informationsverarbeitung (im Gehirn)
- Reaktion (ausführende Systeme, Zellen, Gewebe, Organe)

Bewegung

Meist Reaktion auf Reiz.
Notwendig ist bewegliches Gewebe.
Muskelgewebe kann sich zusammenziehen und auch wieder entspannen.

Wachstum

Hauptsächlich verursacht durch Zellvermehrung (Mitotische Zellteilung)

Reifung

Spezialisierung der Zellen durch Zelldifferenzierung, ermöglicht den Organismus zu vielfältiger optimaler Leistung.
Kontinuierliche Veränderung des Organismus:
- Wachstumsphase
- Pubertät
- Altersveränderungen durch verminderte Zellteilung.

Fortpflanzung

Vererbung der eigenen Merkmale durch Übertragung von Erbgut.
Bildung neuer Merkmale durch die Neukombination des Erbguts von 2 Individuen.

Bau und Funktion der Zelle

Alle Zellen:
- eines Organismus besitzen identisches Erbgut.
- Entstehen durch Zellteilung.
- Bestehen aus: Zell-Membran, Zell-Kern, Zell Organellen und Zytoplasma
- Haben folgende Funktionen: Stoffwechsel, Vermehrung, Stoff-Aufnahme + -Abgabe, Reaktion auf Stoff-Aufnahme.
Die Zell-Membran
- umgibt Zelle + Organellen (Einheitsmembran, die Membran ist bei Zelle und Organelle gleich vom Aufbau.)
- ermöglicht unterschiedliche Zusammensetzung des intra/extrazellulären Raumes.

Membran-Aufbau

Phospholipide, Proteine - An beiden können Kohlenhydrat Ketten befestigt werden.

Die Phospholipide

sind in einer Doppelschicht angeordnet und die Proteine sind in diese Schicht eingelagert. Durch diesen Aufbau ist die Zell-Membran nur durchlässig für bestimmte Stoffe d.h. die Membran ist
Die Phospholipid-Schicht ist durchlässig für:
- kleinste Moleküle (O2, CO2, H2O)
- alle fettlöslichen (= Lipophil / hydrophob) Moleküle (z.B. Chloroform)
Die Phospholipid-Schicht ist undurchlässig für:
- alle wasserlöslichen (= Hydrophil / lipophob) Moleküle (z.B. Proteine)
- alle elektrisch geladenen Moleküle
Diese Moleküle werden durch Membran-Proteine transportiert, diese:
- binden Moleküle an der Zelloberfläche -
- transportieren Moleküle durch die Membran -

Das Zytoplasma

- wässrige Lösung, enthält Zucker, Proteine Ionen
- besitzt stabilisierendes Zytoskelett » Proteine bilden: Mikrofilamente, Mikrotubuli

Die Zellorganellen

Zellkern Umgeben von doppelter Membran
Mitochondrien Umgeben von doppelter Membran
Endoplasmatisches Retikulum Umgeben von einfacher Membran
Golgi-Apparat Umgeben von einfacher Membran
Lysosomen Umgeben von einfacher Membran
Ribosomen Keine Membran
(Notiz: Erbgut = DNA = Chromosomen)

Der Zellkern (Nukleus)

In der Doppelmembran (=Kernhülle) befinden sich Öffnungen (=Kernsporen).
Die äußere Membran geht in die ER Membran über.
Im Kerninneren: das Erbgut (DNA), ist in einigen Mitose Phasen sichtbar, als 2x23 Chromosomen, sonst nur als diffuse Struktur (Chromatin) sichtbar. Ebenfalls im Kern inneren (=Nukleolus)
Funktion:
Steuerung von:
- allen Stoffwechselvorgängen. - Zellwachstum - Zelldifferenzierung
Ribosomen
Aufgebaut aus 2 Untereinheiten, die aus Protein und RNA gebildet werden.
Funktion:
- Proteinbiosynthese (=Neubildung von Proteinen)
(Notiz: Bakterien haben auch Ribosomen, und Antibiotika greifen diese an. Manche Antibiotika greifen auch die Ribosomen der Zellen an.)
Endoplasmatisches Retikulum / Raues Endoplasmatisches Retikulum
- Netzförmiges Röhrensystem, umhüllt durch die Einheitsmembran.
Funktion:
- Weiterverarbeitung, Speicherung von Proteinen
- Transport der Proteine zu anderen Organellen durch Abschnürung von Bläschen.
Golgi-Apparat
- mehrere Stapelflächen Membran umhüllter Bläschen.
Funktion:
- "Verpackung" aller Stoffe, die die Zelle in den extra-zellulären Raum ausscheidet.
- Transport der Stoffe mittels Bläschen der Zellmembran
Es besteht enge Kooperation zwischen Ribosomen, ER und Golgi-Apparat.
An Ribosomen produzierte Proteine werden im endoplasmatischen Retikulum weiter verarbeitet, Richtung Golgi-Apparat transportiert und dann exportiert.
(Notiz: Vesikel = Vokuole = Bläschen / Bücher: Adolf Faller - Der Körper des Menschen und Rudolf Driever - Originalfragen aus dem schriftlichen Examen in der Krankenpflege.)
Lysosomen
- Membran umgebene Bläschen gefüllt mit "zersetzenden" Substanzen (Enzymen)
Funktion:
- Zerlegung von Abfall, dieser wird entweder weiterverarbeitet oder ausgeschieden.
(Notiz: Wenn den Lysosomen die Membran fehlen würde, dann würden die Enzyme die ganze Zelle zerstören weil sie alles "zersetzen" würden.)
Mitochondrien
- umgeben von doppelter Membran.
Funktion:
- Produktion von ATP (Energie-Erzeugung)

Das Zytoplasma

Der Stofftransport

- passiver Transport (Wichtig! Verbraucht keine Energie!)
- Immer abhängig vom Konzentrationsgefälle
- Diffusion
- Osmose

Diffusion

- Ausgleich eines Konzentrationsgefälles
- Der Stofftransport findet immer vom zum statt. z.B. Diffusion von O2 vom Lungenbläschen ins Blut bzw. vom Blut ins Gewebe.

Osmose

Diffusion durch eine semipermeable Membran (z.B. Zellmembran)
- ebenfalls Bestreben zum Ausgleich eines Konzentrationsgradienten
- Stofftransport durch Membran verhindert, daher Wassertransport vom Ort niedriger Stoffkonzentration zum Ort höherer Stoffkonzentration, hier erfolgt Volumenanstieg und daher auch Druckanstieg. (= Druck = Osmotischer Druck)
- Wird versucht durch die Anzahl der gelösten Teilchen auf einer der beiden Membranseiten » Konzentration = Osmolarität

Medizinische Bedeutung

Die Osmolarität des Plasmas entspricht der Osmolarität in den Roten Blutzellen » Plasma » Isotone Lösung (NaCl ist z.B. eine Isotone Lösung, mit 0,9%)
Osmotischer Druck verursacht durch Bluteiweissmoleküle »