Zellen sind die Grundbausteine des Körpers. Alle Gewebe und Organe bestehen aus Milliarden verschiedener Zellen. Menschliche Zellen sind zwar unterschiedlich groß, jedoch alle ziemlich klein. Selbst die größte Zelle, eine befruchtete Eizelle, ist mit bloßem Auge nicht sichtbar.
Alle Zellen im Körper einer Person stammen von zwei Zellen ab, nämlich dem Ei der Mutter und dem Spermium des Vaters. Nachdem sich Ei und Spermium zusammengefügt haben (Befruchtung), ist das befruchtete Ei auch nur eine einzige Zelle. Diese Zelle, die Zygote, teilt sich viele Male, und während sie sich teilt, entwickeln die nachfolgenden Zellen unterschiedliche Eigenschaften und Funktionen. Diese unterschiedlichen Zellen bilden schließlich die verschiedenen Organe (siehe auch Entwicklungsstadien des Fötus).
Der Körper besteht aus vielen verschiedenen Zelltypen, die sich in Aufbau und Funktion unterscheiden. Zu den Zelltypen zählen unter anderem:
Blutkörperchen
Muskelzellen
Hautzellen
Nervenzellen
Drüsenzellen
Einige Zellen, wie z. B. Blutzellen (Blutkörperchen), bewegen sich ungehindert im Blut und haften nicht aneinander. Andere, etwa die Muskelzellen, sind fest miteinander verbunden.
Einige Zellen wie Hautzellen teilen und vermehren sich schnell. Wiederum andere, wie z. B. die Nervenzellen, teilen und vermehren sich nur unter bestimmten Umständen.
Epithel: Körperoberflächen
Zusätzlich zu den menschlichen Zellen hat der menschliche Körper auch fremde Zellen. Bei diesen fremden Zellen handelt es sich um Mikroorganismen wie Bakterien und Pilze, die auf der Haut und in den Atemwegen, im Mund, im Verdauungstrakt, im Reproduktionstrakt und in den Harnwegen leben, ohne Schaden zu verursachen. Die Mikroorganismen, die normalerweise einen bestimmten Teil des Körpers besiedeln, werden residente Flora oder auch Mikrobiom genannt. Die residente Flora ist für den Menschen nützlich – zum Beispiel tragen die Bakterien zur Verdauung bei oder verhindern das Wachstum anderer, schädlicherer Bakterien.
Viren sind keine Zellen. Viren enthalten genetisches Material (DNA oder RNA), benötigen jedoch eine lebende Zelle, in der sie sich vermehren können.
Aufbau von Zellen
Die Zelle wird oft als kleinste Einheit eines Lebewesens betrachtet. Sie besteht aus vielen noch kleineren Teilen, die alle eine bestimmte Aufgabe haben.
Jede menschliche Zelle ist von einer sogenannten Zellmembran umgeben, die ihr inneres Milieu aufrechterhält. Diese Membran ist jedoch nicht nur ein Sack, sondern trägt aktiv zum Leben einer Zelle bei. Die Membran steuert, welche Chemikalien und anderen Substanzen in die Zelle gelangen und wieder austreten können. Die Membran hat auch Rezeptoren, über die sich die Zellen untereinander erkennen. Die Rezeptoren reagieren zudem auf Substanzen, die vom Körper produziert werden, und auf Arzneimittel, die dem Körper verabreicht werden. Sie gestatten diesen Substanzen oder Arzneimitteln das Eindringen in oder Austreten aus einer Zelle (siehe Rezeptoren an Zellen). Reaktionen, die an den Rezeptoren ablaufen, verändern oder steuern oft die Zellfunktionen. Ein Beispiel dafür ist die Bindung von Insulin an Rezeptoren auf der Zellmembran, damit Glukose in die Zellen eindringen kann, was zur Regulierung des Blutzuckerspiegels beiträgt.
Die Zellmembran verfügt über zwei wesentliche Zellkompartimente:
Das Zellplasma
Der Zellkern
Das Zytoplasma enthält Bestandteile, die Energie verbrauchen und umwandeln und die Zellfunktionen durchführen.
Der Zellkern enthält das genetische Material der Zelle (Gene und Chromosomen), das alle Anweisungen für die Funktionsweise der Zelle enthält und die Zellteilung und Reproduktion steuert.
Mitochondrien sind winzige Strukturen im Zytoplasma jeder Zelle, die diese mit Energie versorgen.
Das Innere einer Zelle
Es gibt zwar verschiedene Zelltypen, aber die Bestandteile von Zellen sind weitgehend gleich. Eine Zelle besteht aus einem Kern (Nukleus) und dem Zytoplasma und ist von einer Zellmembran umgeben, die reguliert, was in die Zellen ein- bzw. aus ihnen austritt. Der Zellkern enthält die Chromosomen, d. h. das genetische Material der Zelle, und ein Kernkörperchen (Nukleolus), das Ribosomen produziert. Die Ribosomen stellen Proteine her, die der Golgi-Apparat so verpackt, dass sie die Zelle verlassen können. Das Zytoplasma besteht aus flüssigem Material und Organellen, die man als die Organe der Zelle bezeichnen könnte. Das endoplasmatische Retikulum transportiert Material innerhalb der Zelle. Mitochondrien erzeugen Energie, die die Zelle für ihre Aktivitäten braucht. Lysosomen enthalten Enzyme, die Partikel abbauen können, die in die Zelle eindringen. Zentralkörperchen (Zentriolen) sind an der Zellteilung beteiligt. |
Funktion von Zellen
Die Aufgabe von insbesondere Drüsenzellen besteht darin, komplexe Stoffe wie Hormone oder Enzyme herzustellen. Hormone sind chemische Botenstoffe, die die Vorgänge im gesamten Körper lenken und aufeinander abstimmen. Insulin ist beispielsweise ein Hormon, das von bestimmten Zellen in der Bauchspeicheldrüse produziert wird, um den Blutzuckerspiegel zu regulieren. Enzyme sind komplexe Proteine, die fast alle chemischen Prozesse und Reaktionen im Körper steuern und ausführen. Andere Zellen in der Bauchspeicheldrüse produzieren Verdauungsenzyme, die Nahrung abbauen, sodass sie aufgenommen werden kann.
Einige Zellen produzieren andere nützliche Substanzen wie Zellen in der Brust, die Milch produzieren, Zellen in der Schleimhaut der Lunge, die Schleim produzieren, und Zellen im Mund, die Speichel produzieren.
Andere Zellen haben primär Aufgaben, die nicht mit der Produktion von Substanzen zusammenhängen. So ziehen sich zum Beispiel Muskelzellen zusammen, um Bewegung zu ermöglichen. Nervenzellen erzeugen und leiten elektrische Impulse weiter und sorgen für die Kommunikation zwischen dem zentralen Nervensystem (Gehirn und Rückenmark) und dem übrigen Körper.