Hallo und herzlich willkommen zur Folge 1 auf unserer Wissensreise, die wir mit den Grundlagen zum menschlichen Körper beginnen. Heute schauen wir uns speziell die #Zelle etwas genauer an. Legen wir los.
Wenn wir mehr über unseren Körper erfahren möchten – und das möchten wir als angehende HP – dann stellt sich zunächst einmal die Frage: Körper – was ist das überhaupt für ein Gebilde? Wir zoomen mal rein ->
Organsystem – Organ – Gewebe – Zelle
Die Zelle – kleinste Einheit des Lebendigen
Wir Menschen bestehen aus unheimlich vielen Zellen, und zwar so vielen, dass ich mir die Zahl nicht merken kann, und psst, nicht weiter verraten, ich war Mathe-Lehrerin. Zum Glück muss ich mir auch keine genaue Zahl merken, denn selbst die Wissenschaftler forschen hier immer noch. Man schätzt, dass es so um die 30 bis 40 Billionen sind. Und die Tatsache, dass jede Sekunde Millionen von Zellen sterben und ersetzt werden, zeigt, wie viele es wirklich sein müssen. Interessant finde ich, dass die meisten Zellen unsere roten Blutkörperchen sind und dass wir – je nach Betrachtungsweise – ungefähr genauso viele Bakterienzellen beherbergen. Aber dies nur am Rande, ich möchte hier noch nicht zum Thema Darm und Mikrobiom abdriften. Also, zurück zur Zelle.
Was ist eine Zelle? Welche Rolle spielt sie in unserem Körper? Wie ist eine Zelle aufgebaut und wie funktioniert sie? Und warum: kleinste Einheit des Lebendigen? Das sind die Fragen, denen wir heute auf den Grund gehen möchten.
Als Basis solltest du dir jetzt schonmal merken: Der menschliche Körper besteht aus vielen und auch unterschiedlichen Zellen sowie verschiedenen Flüssigkeiten. Die liegt zum Beispiel als Zwischenzellflüssigkeit um die Zellen herum oder fließt als Blutplasma mit den Blutzellen in den Blutgefäßen. Dazu dann Genaueres beim jeweiligen Organ.
Frage zum Nachdenken: Warum wird immer empfohlen, viiiiiel Wasser zu trinken? Weil der Körper eben zu einem großen Teil aus Wasser besteht. Der Wassergehalt nimmt im Laufe des Lebens ab. Säuglinge (70-80%) bis hin zu Senioren über 85 Jahren (45-50%).
Was heißt lebendig?
Setzen wir uns erstmal mit der letzten Frage auseinander: Was heißt lebendig bzw. was unterscheidet zum Beispiel uns Menschen von einem Stein?
Chemisch gesehen nicht viel (ich bin aber chemisch gesehen eine Niete). Nur so viel merke ich mir deshalb: Egal, ob belebte oder unbelebte Materie, die chemischen Elemente für den Aufbau sind identisch. Zu nennen sind in absteigender Reihenfolge:
-> Sauerstoff, Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff und dazu einiges an Mineralstoffen (z. B. Kalzium, Kalium, Natrium, Magnesium usw.) und Spurenelementen (z. B. Eisen, Jod, Selen, Zink). Die Chemiker unter euch schauen sich das bestimmt genauer an.
Dennoch gibt es Unterschiede zwischen Mensch und Stein. Hierfür gibt es tatsächlich 7 Kennzeichen, die wir uns für die Prüfung merken wollen.
7 Kennzeichen des Lebendigen
Wir haben einen Stoffwechsel, das bedeutet grob: Stoffe werden vom Körper abgebaut (Katabolismus) und aufgebaut (Anabolismus)
Wir können uns fortpflanzen und zwar durch Zellteilung
Wir wachsen sowohl durch Zellvergrößerung als auch durch Zellvermehrung
Wir sind reizbar (wir Frauen manchmal etwas mehr, sind wir also lebendiger, als die Männer? Gute Frage) Reizbarkeit meint hier, dass wir erregbar bzw. empfindlich sind, um auf unsere Umwelt zu reagieren. Dazu besitzen wir Rezeptoren, die bei einem adäquaten Reiz einen elektrischen Impuls auslösen, der dann eine Nervenfaser zum Gehirn entlangläuft, um dort bewusst zu werden. Aber dazu später mehr.
Leitfähigkeit: ein Stein leitet einen Reiz nicht weiter, die lebendige Zelle schon
Wir können uns bewegen und zu guter Letzt können wir uns
anpassen. So haben wir uns über die Jahre, Jahrzehnte, Jahrhunderte…. Ihr wisst schon usw. an die Bedingungen unserer Umwelt angepasst und tun es immer noch. Betreiben wir viel Sport, passen sich unsere Muskeln zum Beispiel an, gehen wir viel barfuß, passt sich die Fußsohlenhaut an usw. Leider können das zum Beispiel auch viele Bakterien, schließlich leben auch sie, aber dazu kommen wir noch.
Hierzu eine Frage zum Nachdenken, ob du es verstanden hast: Wieso kann ich behaupten, dass ein Bakterium lebt?
Aufbau einer Zelle
Kommen wir zur nächsten Frage, die wir heute beantworten wollen:
Wie ist eine Zelle aufgebaut?
Zunächst einmal ist wichtig zu wissen, dass Zellen verschiedene Formen haben. Manche sind rund, manche würfelförmig (also kubisch für die Mathematiker). Es gibt spindelförmige und zylinderförmige Zellen. Außerdem können sie Ausstülpungen haben oder miteinander verschmelzen, und so z. B. als Nervenzelle bis zu 1 m lang werden.
Allen gemeinsam ist jedoch: Sie bestehen aus einem Zellkern (oder auch aus mehreren) und einem Zellleib. Gehen wir mal von diesem Basismodell der Zelle aus und stellen uns unser erstes gemeinsames Bild vor. Visualisieren ist das Stichwort.
In der Mitte befindet sich eine Kugel, diese nennen wir Zellkern oder auch Nukleus. Sie hat eine Grenze, die sogenannte Kernmembran oder auch Nukleolemma, die sie von dem Zellleib abgrenzt. Diesen stellen wir uns als Kugel um die Kugel vor, oder – wenn ihr lieber zweidimensional denken möchtet: in der Mitte eine Scheibe und drumherum ein Ring. Puh, gar nicht so einfach.
Ok, ich hoffe, wir haben nun alle ein ähnliches Bild im Kopf. Schaut sonst auch gern unter youtube auf meinem Kanal, dort findet ihr die Auflösung zu der Zeichnung.
Also: Scheibe – Grenze – Ring – Grenze. Die Grenze um die komplette Zelle, also um den Ring, nennt man auch Plasmalemma.
Der Zellkern ist die Steuerungs- bzw. Kommandozentrale, denn hier befindet sich die Erbinformation. Gespeichert auf den Chromosomen findet man hier Baupläne für alles, was diesen Körper ausmacht und für alle Eiweiße, Enzyme, Hormone usw., die er eventuell einmal herstellen muss. Ob dein Haustier ein Hund oder ein Wellensittich ist, ob dein Freund muskulös gebaut oder eher schmächtig ist und ob du blond oder brünett bist, alles ist hier vorgegeben und gespeichert. Die beiden letzten Merkmale gelten natürlich umgekehrt, falls du ein männlicher Leser bist. Und natürlich ist es nicht auf deinen Chromosomen, sondern auf denen deines Haustieres festgelegt, ob es ein Hund oder ein Wellensittich ist 😉
Die Informationen sind als DNS gespeichert. Desoxyribonukleinsäure, das Wort aus dem Biologieunterricht von damals, gespeichert. Im englischen DNA, also am Ende acid für Säure.
Außerdem finden wir im Zellkern die Kernkörperchen oder auch Nukleoli. Diese beinhalten die RNS für die Ribosomen, also die Ribonukleinsäure (analog RNA), die die Informationen der DNA kopieren kann (dann nennt man sie messangerRNA) und transportieren kann (tRNS). Das ist wichtig, denn die DNA kann den Zellkern nicht verlassen, die RNA schon. Und das muss sie, aber dazu kommen wir später.
Natürlich schwimmen diese Bestandteile, nämlich in einer Flüssigkeit. Sie wird Karyolymphe genannt.
So, kommen wir zum Ring, also zum Zellleib. Manchmal wir dieser auch Zytoplasma genannt, Zytoplasma wird manchmal aber auch für die Flüssigkeit verwendet. Hier bin ich zu keiner abschließenden eindeutigen Lösung gekommen. Wir merken uns also Zelleib. Beim Zellleib spricht man gerne vom Arbeits- und Speichergebiet, hier wird also das Kommando des Zellkerns ausgeführt. Auch hier gibt es wieder eine Flüssigkeit, in der Dinge schwimmen. Und zwar die sogenannten Organellen. Das kann man sich so vorstellen, dass nicht nur der Mensch Organe braucht, oder eine Aktiengesellschaft, sondern auch die Zelle, nur dass diese eben Organellen heißen. Hier müsst ihr leider ein bisschen auswendig lernen.
Zellorganellen
Was braucht so eine Zelle an Organellen? Nun ja, kommt drauf an, um welche Zelle es sich handelt. Eine Hautzelle hat andere Aufgaben als eine Leberzelle oder eine Abwehrzelle. Grundsätzlich gibt es aber 7 bzw. 8 Zellorganellen, die dann mehr oder weniger häufig vertreten sind.
Energieherstellung geschieht in den Kraftwerken der Zelle = Mitochondrien. Sie speichern die Energie und geben sie bei Bedarf ab. Sehr viele Mitochondrien findet man zB im Spermium, da das ja Energie zur Fortbewegung braucht
Ribosomen, sie enthalten die RNS, die zur Eiweißherstellung benötigt wird.
Das endoplasmatische Retikulum steht direkt in Verbindung mit der äußeren Membran des Zellkerns und ist für den Stofftransport innerhalb der Zelle zuständig.
Endoplasmatisches Retikulum (ER)
Glattes endoplasmatisches Retikulum: Hier werden z. B. bestimmte Fettsäuren hergestellt und Stoffe gespeichert (z. B. Fettsäuren, Kohlehydrate, Calcium)
Raues endoplasmatisches Retikulum: Es ist rau, weil es mit Ribosomen besetzt ist. Hieran erkennt man schon die Aufgabe: es dient zur Eiweißherstellung, Dieses schickt es dann in Bläschen (Vesikel) verpackt an den Golgi-Apparat zur weiteren Verarbeitung oder direkt dahin, wo es gebraucht wird.
Golgi-Apparat: Er liegt zwischen dem ER und der Zellmembran und verarbeitet teilweise die im ER gebildeten Stoffe weiter. Er bildet Sekrete, speichert Eiweiße und transportiert sie in Bläschen zur Zellmembran, damit sie nach außen abgegeben werden können. Viele Golgi-Apparate (oh je, ob die Mehrzahl wohl so heißt?) findet man z. B. in Drüsenzellen, die aggressive Stoffe herstellen. Würden diese Stoffe frei in die Zelle abgegeben, so würde die Zelle selbst angegriffen werden.
Lysosomen: Sie werden oft als die „Mülleimer“ der Zelle bezeichnet, denn es sind kleine Kugeln, die mit saurer Flüssigkeit gefüllt sind und damit Stoffe, z. B. Eiweiße abbauen können. Sie finden sich deshalb vermehrt in Fresszellen, also Abwehrzellen
Mikrotubuli: Ja, auch die Zelle hat quasi ein Skelett. Bei langen Zellen wie Nervenzellen spielen sie auch beim Transport innerhalb der Zelle eine wichtige Rolle
Zentriol: dieses Zellorganell wird für die Zellteilung benötigt, denn es bildet den hierfür nötigen Spindelapparat aus.
Du merkst schon, hierzu kann ich kein gemeinsames Bild im Kopf erschaffen. Hier wäre es wirklich hilfreich, wenn du ein Bild im Atlas anschaust oder das oben verlinkte Video.
Zu der Frage, welche Rolle die Zelle in unserem Körper spielt, findest du nun hoffentlich auch schon eine erste Antwort. Sie ist schließlich ein winziger Baustein, und viele viele viele von diesen ergeben dann zusammen das Bild des Körpers.
In nächsten Podcast geht es weiter mit dem Kontakt der Zelle zur Umgebung und mit ihrer Vermehrung.
So, ich wünsche dir viel Spaß beim Wiederholen und Vertiefen. Schreib mir gerne einen Kommentar, schließlich befinden wir uns gemeinsam auf einer Lernreise, auf der auch ich noch Einiges hoffe, zu entdecken.
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