Biologie der Gewebe und des Nervensystems

Gewebe und ihre Funktionen

Gewebe bestehen aus einander ähnlichen Zellen, die die gleiche Funktion erfüllen.

Matrix: Repräsentiert die interzellulären Formen.

Epithelgewebe

Epithelgewebe kleiden Hohlräume und Oberflächen aus, wie zum Beispiel das Endometrium.

• Einschichtiges Epithel: Besteht aus einer einzigen Zellschicht in den inneren Organen, z. B. den Lungenalveolen. Es ist auf den Austausch von Stoffen spezialisiert; einige besitzen Cilien (z. B. in der Nasenhöhle).
• Mehrschichtiges Epithel: Besteht aus mehreren Zellschichten zusammen mit einer Basalschicht. Sie werden von unten nach oben gebildet, wie die Haut.

Muskelgewebe

Muskelgewebe ist auf Bewegung spezialisiert und kann die Länge verändern.

• Glatt: In inneren Organen, unwillkürlich, bestehend aus spindelförmigen Zellen mit einem Kern; es weist keine Querstreifung auf, z. B. im Bauchraum.
• Skelett: An Knochen befestigt, durch den Willen gesteuert; es besteht aus langen, mehrkernigen Zellen mit Querstreifung.
• Herz: Im Herzen gelegen und am Ansatz der großen Arterien; unwillkürlich, verzweigt, mehrkernig und quergestreift.

Bindegewebe

Bindegewebe stützt und füllt die Organe des Körpers aus.

• Fettgewebe: Füllgewebe, das Lipide als Energiespeicher akkumuliert. Unter der Haut dient es als Isolierung und Polster.
• Knochengewebe: Kann dicht (kompakt) oder schwammartig sein. Es besteht aus einer Kalzium-Matrix mit Zellen, die in ein Proteingerüst eingebettet sind.
• Kompakte Substanz: Diese befindet sich in flachen Knochen und an der Oberfläche von Röhrenknochen.
• Spongiöse Substanz: In den langen Röhrenknochen befinden sich Gefäße (Medulla) zwischen den Zellen und der Matrix.
• Knorpel: Flexibles Gewebe für speziell geformte Strukturen. Die Zellen sind in eine Protein-Matrix eingetaucht, die Festigkeit und Kraft verleiht. Er kommt in Gelenken, Sehnen und Rippen vor und kann verknöchern.

Das Nervensystem

Das Nervensystem verbindet die verschiedenen Organe und Körperteile. Es empfängt innere und äußere Reize und koordiniert die Funktionen der Körperteile, gesteuert durch das Gehirn.

Es ist ein Koordinations- und Kontrollsystem, das im gesamten Tierreich vorkommt. Wirbellose: Strickleiternervensystem, Cerebralganglien. Wirbeltiere: Dorsales Nervensystem und Gehirn.

Komponenten des Nervensystems

1. Gliazellen

Gliazellen begleiten, ernähren und schützen Neuronen, helfen bei deren Regeneration und sind durch Tight Junctions verbunden.

• Astrozyten: Bilden die Blut-Hirn-Schranke, die den Durchgang von für das Nervensystem toxischen Stoffen verhindert und lösliche Stoffe passieren lässt.
• Schwann-Zellen: Umhüllen die Axone im peripheren Nervensystem, bilden die Myelinscheide zur elektrischen Isolierung der Impulse und helfen bei der Regeneration von Axonen.
• Oligodendrozyten: Bilden die Myelinscheide zur Isolierung im zentralen Nervensystem; sie regenerieren nicht.

2. Neuronen

Neuronen sind Nervenzellen, die auf die Übertragung von Nervenimpulsen spezialisiert sind. Sie bestehen aus:

• Dendriten: Nehmen Umweltveränderungen oder Reize auf und leiten sie zum Soma weiter.
• Soma: Der Zellkörper mit Kern und Organellen; er nutzt Glukose als Energiequelle.
• Axon: Ein Fortsatz, der das Soma verlässt und den Nervenimpuls leitet. Es ist von Markscheiden umgeben. Zwischen den Abschnitten liegen die Ranvier-Schnürringe. Je größer der Abstand, desto schneller wandert der Impuls.
• Axon-Terminal: Hier wird der Nervenimpuls auf andere Zellen, Drüsen oder Muskelzellen übertragen.

Die Synapse und Reizleitung

Die Synapse ist der Ort und Prozess, bei dem ein Neuron mit anderen kommuniziert. Sie nutzt synaptische Endknöpfchen am Ende des Axons. Im Ruhezustand befinden sich Na+ und Cl- außen, K+ und organische Ionen (A-) innen.

Typen von Neuronen:

• Efferent: Senden den Reiz aus.
• Interneurone: Empfangen oder senden Signale weiter.
• Afferent: Empfangen den Reiz.

Ruhepotential

Das Zytoplasma des Neurons ist reich an organischen negativen Ionen (Anionen), mit einer hohen Konzentration an K+ und einer niedrigen an Na+. K+ diffundiert langsam nach außen, was eine negative Ladung ergibt. Die extrazelluläre Flüssigkeit ist reich an Na+ und Cl- (positive Nettoladung). Die Ladungsdifferenz auf beiden Seiten der Membran bestimmt die Polarisation (-70 mV). Dieser Gradient wird durch die Natrium-Kalium-Pumpe aufrechterhalten.

Aktionspotential

Wenn ein Reiz eintrifft, öffnen sich die Natriumkanäle und Na+ strömt in das Neuron. Es tritt eine kurze Depolarisation auf (+40 mV). Nach dem Reiz folgt die Repolarisation und eine vorübergehende Hyperpolarisation.