Zellbiologie und Gewebe: Aufbau, Funktion und Organsysteme

Die Zelle als Grundeinheit des Lebens

Die Zelle ist die kleinste funktionelle Einheit, die das Leben ausmacht. Es gibt Eukaryoten (Zellen mit Zellkern) und Prokaryoten. Eukaryotische Zellen bestehen aus folgenden Bestandteilen:

Bestandteile der Zelle

• Biomoleküle: chemische Verbindungen, die den Körper aufbauen.
• Biomoleküle (Makromoleküle): Sie bilden den Körper und sind: Wasser, Mineralstoffe, Glukose, Proteine und Nukleinsäuren.
• Membran: Die Lamina ist eine feine Grenze der Zelle. Funktion: Sie reguliert den Stoffaustausch.
• Zytoplasma: Die Zellflüssigkeit enthält die Organellen. Funktion:
  • Mitochondrien: Atmung (Energiegewinnung).
  • Zentrosom: Es bildet die Zentriolen während der Mitose.
  • Ribosomen: Sie synthetisieren die Proteine.
  • Endoplasmatisches Retikulum: Transport von Substanzen.
  • Golgi-Apparat: Synthese und Verpackung von Glukose.
  • Vakuolen: Speicherung und Entsorgung.
• Zellkern: Er enthält die DNA und steuert die Vererbungsinformation.
• Zelle als Einheit: Sie entwickelt die drei Funktionen Ernährung, Relation und Reproduktion.

Ernährung und Reproduktion

Ernährung: Lebewesen sind Heterotrophe; sie nehmen ihre Nahrung auf und verdauen sie.

Relation: Zellen erhalten Reize aus der Umwelt und reagieren darauf.

Reproduktion: Die Zelle teilt sich durch Mitose.

Gewebe des menschlichen Körpers

Gewebe sind Gruppen von Zellen mit gleicher Funktion:

• Epithelgewebe: Zellschichten, die schützen oder absondern.
• Binde- und Stützgewebe: Fibroblasten bilden eine elastische Matrix mit Fasern.
• Fettgewebe: Adipozyten speichern Fett in der Matrix.
• Knorpelgewebe: Chondrozyten bilden eine elastische, harte Matrix.
• Knochengewebe: Osteozyten bilden eine feste Matrix mit Mineralsalzen.
• Blut: Es besteht aus Erythrozyten, Leukozyten und Thrombozyten in einer flüssigen Matrix (Plasma).
• Muskelgewebe: Muskelfasern (Muskelzellen) können sich zusammenziehen.
• Nervengewebe: Neuronen leiten elektrische Impulse weiter.

Organe entstehen aus verschiedenen Geweben und erfüllen gemeinsam konkrete Aufgaben. Organsysteme bestehen aus mehreren Organen, die zusammen eine Funktion erfüllen.

Nährstoffe und Ernährung

Nährstoffe sind Substanzen, die uns Energie liefern. Sie sind für das Überleben, das Wachstum und die Entwicklung notwendig. Alimente sind Produkte, aus denen wir die Nährstoffe gewinnen.

Arten der Nährstoffe

• Kohlenhydrate (Glukose): Funktion: Energie liefern.
• Lipide (Fette): Funktion: Energiespeicher. Tierische Fette (Triglyceride) sind gesättigt, pflanzliche Fette oft ungesättigt. Cholesterin kann gesundheitsschädlich sein.
• Proteine: Sie haben viele Funktionen: Aufbau von Strukturen, Bildung von Enzymen, Antikörpern und Hormonen wie Insulin.
• Wasser: Funktion: Es kühlt den Körper und transportiert Nährstoffe.
• Mineralstoffe: Sie erfüllen mehrere Funktionen: Sie bilden das Skelett und erhalten die Gesundheit.
• Vitamine: Sie sind für den Stoffwechsel wichtig.

Diät: Eine ausgewogene Ernährung deckt den Bedarf des Körpers normalerweise ab.

Verdauung

Ernährung bedeutet die Aufnahme und Verwertung von Nährstoffen und Energie.

Das Verdauungssystem ist dafür zuständig, Nahrung aufzunehmen, zu zerkleinern und Nährstoffe aus dem Verdauungstrakt in den Körper zu überführen.

Organe der Verdauung

• Mundhöhle: Die Nahrung wird zerkaut und mit Speichel vermischt. Die Zunge hilft beim Schlucken und Schmecken.
• Rachen (Pharynx): Er verbindet Mundhöhle und Speiseröhre.
• Speiseröhre (Ösophagus): Sie transportiert die Nahrung zum Magen.
• Magen: Er speichert die Nahrung und vermischt sie mit Magensaft. Der Pylorus ist der Magenausgang.
• Dünndarm: Er wird in drei Abschnitte unterteilt: Duodenum, Jejunum und Ileum. Hier erfolgt die Verdauung mit Galle, Pankreassaft und Darmsaft.
• Dickdarm: Er wird in drei Abschnitte unterteilt: Zäkum, Kolon und Rektum.
• Speicheldrüsen: Drei Paare von Drüsen produzieren Speichel.
• Leber: Sie liegt im rechten Oberbauch, produziert Galle und speichert Stoffe.
• Bauchspeicheldrüse (Pankreas): Sie produziert Verdauungsenzyme und gibt sie in den Zwölffingerdarm ab.

Blutkreislauf

Das Blutkreislaufsystem (Herz-Kreislauf-System) verteilt Nährstoffe im Körper und sammelt Abfallprodukte.

Bestandteile des Blutes

• Plasma: Es besteht hauptsächlich aus Wasser und gelösten Substanzen wie Nährstoffen.
• Erythrozyten (rote Blutkörperchen): Sie transportieren Sauerstoff.
• Leukozyten (weiße Blutkörperchen): Sie bekämpfen Krankheitserreger.
• Thrombozyten (Blutplättchen): Sie sind für die Blutgerinnung zuständig.

Herz und Gefäße

Das Herz besteht aus vier Kammern: linker und rechter Vorhof sowie linke und rechte Kammer. Es pumpt das Blut durch Kontraktion (Systole) und Entspannung (Diastole).

Lymphsystem: Es transportiert die Gewebeflüssigkeit (Lymphe) zurück ins Blut. Lymphknoten filtern die Lymphe und bilden Lymphozyten.

Atmung

Die Zellatmung ist der Prozess, bei dem Sauerstoff genutzt wird, um aus Nährstoffen Energie zu gewinnen. Sie findet in den Mitochondrien statt.

Lungenatmung: Sie nimmt Sauerstoff aus der Luft auf und gibt Kohlendioxid ab.

Atemwege

• Nasenhöhle: Sie reinigt, erwärmt und befeuchtet die Luft.
• Rachen: Die Tonsillen produzieren Antikörper.
• Kehlkopf: Er enthält die Stimmbänder.
• Luftröhre (Trachea): Sie besteht aus Knorpelspangen und leitet die Luft.
• Bronchien: Sie verzweigen sich in Bronchiolen.
• Lunge: Sie besteht aus Millionen von Alveolen, in denen der Gasaustausch stattfindet.

Atemmuskulatur: Die Zwischenrippenmuskeln und das Zwerchfell erweitern und verengen den Brustraum.

Ausscheidung

Die Ausscheidung entfernt schädliche oder unnötige Substanzen aus dem Körper.

Ausscheidungsorgane

• Lunge: Sie scheidet Kohlendioxid aus.
• Haut: Sie scheidet Wasser, Harnstoff und Mineralstoffe über den Schweiß aus.
• Niere: Sie filtert das Blut und bildet Urin. Die Nierenrinde (Kortex) besteht aus Nierenkörperchen. Das Nierenmark (Medulla) besteht aus Harnkanälchen und Sammelrohren.
• Harnleiter: Er transportiert den Urin von der Niere zur Harnblase.
• Harnblase: Sie speichert den Urin.
• Harnröhre (Urethra): Sie leitet den Urin nach außen.