Zelle

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 12. November 2016
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Die Zelle (lateinisch cellula) bildet die kleinste Einheit des Lebens. Der Mensch besteht aus vielen verschiedenen Arten von Zellen, die sich in Aussehen und Funktion unterscheiden.

Inhaltsverzeichnis

Was ist eine Zelle?

Manche Organismen wie Bakterien bestehen lediglich aus einer einzigen Zelle und werden daher als Einzeller bezeichnet. Höhere Organismen sind aus einer Vielzahl von Zellen aufgebaut und werden Vielzeller genannt. Der Mensch besteht aus ungefähr zehn Billionen Zellen, die sich auf unterschiedliche Aufgaben spezialisiert haben und sich je nach Art der Zelle in Größe und Form unterscheiden.

So gibt es beispielsweise lange, dünne Nervenzellen, kugelige rote Blutkörperchen und runde Fettzellen. Die Eizelle ist mit 110 bis 140 Mikrometern die größte Zelle des Menschen. Gemeinsam ist allen Zellen, dass sie die komplette Erbinformation in Form von DNA (Desoxyribonukleinsäure) enthalten, Energie gewinnen und nutzen können und in der Lage sind, sich durch Zellteilung zu vermehren. Zellen können sich zu Gewebeverbänden zusammensetzen. Aus den über 200 verschiedenen Arten von Zellen des Menschen setzen sich vier Hauptgewebegruppen zusammen, das Epithelgewebe, Muskelgewebe, Bindegewebe und das Nervengewebe.

Anatomie & Aufbau

Menschliche Zellen sind nach außen von der Zellmembran umgeben. Im Gegensatz zu pflanzlichen Zellen besitzen sie keine Zellwand. Die Größe der Zellen steht dabei nicht in Zusammenhang mit der Größe eines Organismus. Größere Organismen bestehen lediglich aus einer höheren Anzahl an Zellen. Innerhalb der Zellmembran befindet sich das Zytoplasma.

Im Zytoplasma liegen verschiedene sogenannte Organellen. Hierzu zählen der Zellkern, die Mitochondrien, das endoplasmatisches Retikulum, der Golgi-Apparat, die Lysosomen und Peroxisomen. Die Organellen sind auf unterschiedliche Aufgaben spezialisiert. Der Zellkern enthält die Erbinformation in Form der DNA und ist beim Menschen mit einer Kernhülle gegen das Zytoplasma abgegrenzt.

In den Mitochondrien befindet sich ebenfalls ein Teil der DNA. Beim endoplasmatischen Retikulum (ER) wird zwischen dem rauen und dem glatten ER unterschieden. Auf dem rauen ER befinden sich Ribosomen, die auf dem glatten ER fehlen. Zu den weiteren Zellbestandteilen gehören das Zytoskelett, die RNA (Ribonukleinsäure) und die Zentriolen. Zwischen den einzelnen Zellen befindet sich außerhalb der Zellmembran die extrazelluläre Matrix.

Funktion & Aufgaben

Die Zellmembran dient der äußeren Abgrenzung der Zelle zur Umgebung sowie zu ihrem Schutz. Über sie wird gesteuert, welche Stoffe in die Zelle hinein und welche hinaus gelangen. Über in der Zellmembran enthaltene Proteine kann sie mit Nachbarzellen kommunizieren. Das Zytoskelett ist für die Elastizität und Stabilität der Zelle verantwortlich. Es ermöglicht sowohl aktive Bewegungen der Zelle als auch Bewegungen innerhalb der Zelle. Die Ribosomen sind der Ort in der Zelle, an dem mithilfe spezifischer RNA Proteine synthetisiert werden.

Der Golgi-Apparat bildet verschiedene Sekrete und ist in den Stoffwechsel der Zelle involviert. Die Lysosomen stellen das Verdauungssystem der Zelle dar. Sie enthalten zahlreiche Enzyme, mit denen sie fremde und zelleigene Stoffe abbauen können. Die Peroxisomen dienen der Entgiftung. Sie können Sauerstoff verwerten, binden freie Radikale und können verschiedene Produkte des Stoffwechsels abbauen.

Die Zentriolen sind für die Zellteilung und damit die Vermehrung der Zellen erforderlich. Da jede Zelle Energie gewinnen und nutzen sowie sich vermehren kann, ist jede Zelle für sich überlebensfähig. Einige spezialisierte Zellen haben diese Fähigkeit jedoch verloren. Je nach ihrer Spezialisierung haben die Zellen unterschiedliche Aufgaben. Die spezialisierten Zellen gehen ursprünglich aus sogenannten Stammzellen hervor.

Stammzellen sind allgemeine Zellen des Körpers, die sich sowohl durch Teilung in neue Stammzellen vermehren können als auch zu spezifischen Zelltypen entwickeln können. Bei der Spezialisierung einer Zelle werden bestimmte Gene inaktiviert, andere werden aktiviert. Hierdurch kommt es zur Bildung der Proteine, die spezifisch in einem bestimmten Zelltyp benötigt werden. Dadurch ist beispielsweise eine Leberzelle chemisch und strukturell anders aufgebaut als eine Nervenzelle, obwohl beide die gleiche Erbinformation in sich tragen.

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Krankheiten & Beschwerden

Eine häufige Erkrankung von Zellen ist Krebs. Bei Krebserkrankungen ist das über die Gene geregelte Gleichgewicht zwischen Zellteilung und Zelltod (der sogenannten Apoptose) gestört. Dadurch kommt es zu einem unkontrollierten Wachstum von Zellen und Tumore entstehen. Bei verschiedenen neurodegenerativen Erkrankungen sterben Nervenzellen im Gehirn ab. Dies kann abhängig vom Alter sein, wie bei Demenzerkrankungen oder der Parkinson-Erkrankung.

Allerdings ist der altersbedingte Verlust von Zellen und deren Funktionen in einem gewissen Rahmen normal und wird vom Körper meist gut verkraftet. Lediglich wenn überdurchschnittlich viele Zellen absterben, kommt es zu Krankheitsbildern. Andere neurodegenerative Erkrankungen treten unabhängig vom Alter auf, wie die Amyotrophe Lateralsklerose (ALS), Chorea Huntington oder die Creutzfeldt-Jacob-Krankheit.

Bei allergischen Reaktionen kommt es zu einer Überreaktion von spezialisierten Zellen des Immunsystems. Diese bekämpfen bei einer Allergie einen für den Körper harmlosen Stoff, was zu den allergischen Symptomen führt. Eine sehr seltene Zellkrankheit ist die vererbbare I-Zellkrankheit, die auch unter dem Namen Mukolipidose II bekannt ist. Es handelt sich um eine lysosomale Speicherkrankheit, bei der eines der normalerweise in den Lysosomen vorkommenden Enzyme wegen eines Gendefekts nicht hierhin transportiert werden kann.

Bei einer Mastozytose oder dem sogenannten Morbus Czernin kommt es zu einer stark erhöhten Vermehrung von Mastzellen. Hierbei können die Haut oder innere Organe betroffen sein. Beschwerden werden durch von den Mastzellen ausgeschüttete Stoffe, in erster Linie durch Histamin, ausgelöst.

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