Zellbestandteile und Zellaufbau

Jedes Organ des menschlichen Körpers besteht aus einer Vielzahl einzelner Zellen. Diese lassen sich in einzelne Zellbestandteile – den Organellen – zerlegen. Genau wie der Körper als Ganzes, ist jede einzelne Zelle mit funktionsbezogenen Strukturen ausgestattet. Diese übernehmen die Aufnahme von Sauerstoff und anderen Nahrungsmitteln und deren Umwandlung oder sind für den Energietransport zwischen den einzelnen Zellen verantwortlich.

Zellaufbau 2 tierisch

Die Zelle – Grundbaustein des menschlichen Körpers

Im Gegensatz zu pflanzlichen Zellen sind Zellen des menschlichen Körpers wesentlich komplexer in ihrem Aufbau und enthalten mehr Zellbestandteile. Bei den menschlichen Zellen ist zwischen Ei-, Nerven- und Gewebezellen zu unterscheiden.

Die einzelnen Zellbestandteile im Überblick

Der Zellkern ist einer der wichtigsten Zellbestandteile und unter dem Namen Nukleolus bekannt. Er trägt in Form der Desoxyribonukleinsäuren (DNA) die Erbinformationen, das sind sozusagen die “Baupläne” für die Zelle. Darüber hinaus bildet der Zellkern Ribosomen und ist wesentlich am Stoffaustausch innerhalb der Zelle beteiligt. Neben dem Zellkern besitzt jede menschliche Zelle weitere Organellen, die das Umwandeln der Energie sowie die Synthese von Proteinen und Enzymen übernehmen.

Die kugelförmigen Ribosomen sind die Zellbestandteile, in denen die Proteinsynthese erfolgt, also die Produktion von Eiweiß. Den Transport des Eiweißes aus den Ribosomen zum Zytoplasma erledigt das endoplasmatische Retikulum. An diesem sind die Lysosomen in Form kleiner Bläschen angelagert. Die als Vesikel bekannten Lysosomen sammeln die Verdauungsenzyme. Zusammenfließende Membranen von Vesikeln bilden die Vakuolen. Diese Zellbestandteile speichern Farbstoffe und Eiweiß. Darüber hinaus sorgen sie für einen gewissen Innendruck in der Zelle.

Einen wichtigen Platz nehmen die Mitochondrien als Zellbestandteile ein. Es sind die “Kraftwerke” einer Zelle, da in ihnen die Oxidation von organischen Substanzen mit Sauerstoff stattfindet. Die dabei freigesetzte chemische Energie speichern sie als Adenosintriphosphat (ATP). Die Mitochondrien sind in ihrer Gestalt kugelig oder länglich und bilden mitunter komplexe Netzwerke. Der Durchmesser eines Mitochondriums beträgt 0,5 bis 1,5 Mikrometer, deren Länge liegt zwischen 0,8 und 4,0 Mikrometer. Mitochondrien kommen in Zellen mit hohem Energiebedarf vor. Vor allem Muskel-, Nerven-, Sinnes- und Eizellen sind reich an Mitochondrien. Der Massenanteil einer Herzmuskelzelle liegt bei 36 Prozent. In den Mitochondrien ist außerdem ein Teil des Erbgutes gespeichert.

Die einzelnen Zellbestandteile sind von einer äußeren Zellmembran umschlossen. Diese trennt die Organellen von der Außenwelt und verhindert das Eindringen von Fremdkörpern. Dagegen ermöglicht die Zellmembran den Austausch von Eiweißen, Enzymen und Proteinen. Die vier bis fünf Nanometer dicke Zellmembran besteht aus einer Doppellipidschicht, die den Übergang von Molekülen und Ionen von außen nach innen und umgekehrt erlaubt. Das Zytoskelett stellt das Gerüst einer Zelle dar. Dies ist kein steifes Skelett wie das Knochengerüst des Menschen. Es besteht vielmehr aus dynamischen Strukturen, welche die Zelle mechanisch stabilisieren und ihre äußere Form aufrechterhalten. Mehrere gleichartige Zellen ergeben das Gewebe. Dabei ist zwischen Haut-, Binde-, Knochen- und Nervengewebe zu unterscheiden.

Die Eigenschaften einer menschlichen Zelle

Der menschliche Körper besteht aus fünfzigtausend Milliarden Zellen. Von ihrer Größe her sind sie nur mit dem Mikroskop zu erkennen. Die Zellen unterscheiden sich in Bezug auf Zellbestandteile, Größe und Lebensdauer. Beispielsweise haben die Darmzellen eine Lebensdauer von wenigen Tagen, die Zellen des Knochengewebes dagegen fünfzehn bis zwanzig Jahre.

Mit Ausnahme der Nervenzellen ersetzt der menschliche Körper abgestorbene Zellen durch neue. Zellen sind in der Lage, sich durch kontrollierte Teilung zu vermehren, woraus das Wachstum des Menschen resultiert. Dagegen stellt eine durch Krebszellen verursachte Zellteilung ein außer Kontrolle geratenes Zellwachstum dar.

Menschliche Zellen nehmen unterschiedliche Formen und Größen an. Blutzellen haben einen Durchmesser von 0,01 Millimetern und sind tellerförmig ausgebildet. Daraus ergibt sich eine für den Sauerstoffaustausch erforderliche große Oberfläche. Nervenzellen erreichen eine Länge von bis zu einem Meter und dienen dem Übertragen von Nachrichten zwischen dem Knochenmark und den einzelnen Organen und Extremitäten. Die Eizelle der Frau ist mit 0,2 Millimeter Durchmesser die größte menschliche Zelle.

Die Zelle ist der Grundbaustein eines jeden Lebewesens und somit die kleinste lebende Einheit. Lebewesen bestehen aus einer einzigen Zelle oder aus einer Vielzahl von Zellen. Im ersten Fall handelt es sich um sogenannte Einzeller, zu denen verschiedene Bakterien und Algen gehören. Mehrzellige Lebewesen bestehen aus bis zu mehreren Milliarden Zellen, die das Gewebe bilden. Im Vergleich zu den Einzellern können die Gewebezellen in der Regel nicht für sich alleine leben.

Der Zellaufbau im menschlichen Organismus

Umfangreiche Strukturen wie der menschliche Körper verfügen deshalb über eine Vielzahl von Zell- und Gewebetypen, die eine ganz bestimmte Aufgabe übernehmen. Beispielsweise dienen die Knochenzellen als Stütze, die Nervenzellen übertragen Informationen zwischen den Organen und dem Knochenmark. Die Hautzellen bilden die äußere Hülle des menschlichen Körpers.

Aufbau einer Nervenzelle

Die Eizelle der Frau ermöglicht zusammen mit der Samenzelle des Mannes die Fortpflanzung. Vom Zellaufbau her gibt es zwischen den einzelnen Arten erhebliche Unterschiede.

Zellen haben eine Größe zwischen wenigen Mikrometern und einigen zehntel Millimetern. Der genaue Zellaufbau ist nur unter dem Mikroskop zu erkennen. Pflanzliche und tierische Zellen unterscheiden sich in ihrem Aufbau und den einzelnen Organellen. Ihre Hauptbestandteile sind neben Wasser verschiedene Eiweiße und Enzyme. In den Zellen findet die Umwandlung der Nahrung zu chemischer Energie in Form von Adenosintriphosphat (ATP) oder der Abbau von Giftstoffen statt. Darüber hinaus trägt die Zelle die „Baupläne“ für den Organismus.

Die Arten von menschlichen Zellen und ihr Zellaufbau

Der menschliche Körper besitzt fünfzigtausend Milliarden Zellen, die sich in puncto Lebensdauer, Zellaufbau und Größe voneinander unterscheiden. Zu den wichtigsten Zellarten gehören die:

  •         Knochenzellen,
  •         Muskelzellen,
  •         Haut- und Bindegewebszellen,
  •         Nervenzellen,
  •         Sinneszellen sowie
  •         Ei- und Samenzellen.

Zellen sind in der Lage, sich durch Teilung zu vermehren. In jeder Sekunde bildet der menschliche Körper neue Zellen, während andere absterben. Die Lebensdauer der einzelnen Zelltypen ist verschieden. Darmzellen erreichen eine Lebensdauer von wenigen Tagen, eine Knochenzelle bis zu zwanzig Jahre. Bis auf die Nervenzellen ersetzt der Körper abgestorbene Zellen durch neue.

Grundlegender Zellaufbau beim Menschen

Vom Zellaufbau her besitzen die menschlichen Zellen viele Gemeinsamkeiten und Unterschiede. Jede einzelne Zelle besteht aus dem Zellkern, dem Zytoplasma und einer äußeren Hülle – der Zellmembran. Darüber hinaus sind in jeder Zelle weitere Organellen und Bestandteile enthalten, die das Umwandeln und den Transport von Stoffen oder das Übertragen von Informationen übernehmen.

Wichtigster Bestandteil im Zellaufbau ist der Zellkern, auch Nukleus genannt. Er ist die „Steuerzentrale“ einer Zelle und enthält in Form der Desoxyribonukleinsäure (DNA) die Mehrzahl der Gene. Diese sind beim Menschen in 46 Chromosomen organisiert. Sie tragen alle wichtigen Erbinformationen und sind für die Weitergabe von Erbkrankheiten verantwortlich. Außerdem erfolgt im Zellkern die Bildung von Proteinen. Der Kern einer menschlichen Zelle hat einen Durchmesser von sechs Mikrometern und ist daher unter dem Mikroskop gut zu erkennen.

Zum Zellaufbau gehören die Mitochondrien, in denen die Oxidation organischer Stoffe mit Sauerstoff stattfindet. Die dabei freigesetzte Energie speichern sie in Form von ATP. Die meist kugeligen oder länglichen Mitochondrien sind bis zu vier Mikrometer lang und insbesondere in Zellen mit einem hohen Energiebedarf enthalten.

Der Massenanteil liegt bei den Zellen des Herzmuskels um die 36 Prozent, in den Knochenzellen ist er deutlich niedriger. Daher sind die Mitochondrien als „Kraftwerke der Zellen“ bekannt. Sie verfügen außerdem über ein eigenes Genom, das einen Teil der Erbanlagen enthält. Auch in Sinnes- und Nervenzellen bilden die Mitochondrien ein bedeutendes Organell im Zellaufbau.

Das Zytoplasma oder Zellplasma ist im Zellaufbau als wässrige Lösung mit einem hohen Anteil an Proteinen und Lipiden erkennbar. In diesem sind die Organellen wie Zellkern, Mitochondrien, Ribosomen oder Lysosomen eingelagert und durch Membranen voneinander getrennt. Der Stoffaustausch erfolgt molekular über die Membranen, die eine Dicke von wenigen Nanometern aufweisen. Die äußere Zellmembran bildet den Abschluss einer Zelle und schützt die Organellen vor Fremdkörper. Organische Stoffe, welche die Zelle als Nahrung benötigt, vermögen in das Innere vorzudringen. In gleicher Weise erfolgt das Ausscheiden von Abbauprodukten und Giftstoffen nach außen.

 Zellaufbau und der Größe

Die menschlichen Zellen sind in ihrem Zellaufbau und der Größe unterschiedlich gestaltet. Knochenzellen sind fest und besitzen eine harte Außenhülle, sie sind in die sogenannte Knochenmatrix eingebettet. Diese setzt sich aus Wasser sowie organischen und anorganischen Stoffen zusammen. Im Gegensatz zur Knochenzelle unterscheidet sich beispielsweise eine Muskelzelle in ihrem Zellaufbau durch das Vorhandensein von Aktin- und Myosinfibrillen. Nervenzellen dienen der Weitergabe von Informationen und stellen einen wichtigen Zelltyp im menschlichen Körper dar.

Sie unterscheiden sich in puncto Größe und Zellaufbau deutlich von den anderen Zellen. Die dünnen Nervenfasern erreichen eine Länge von bis zu einem Meter und verbinden die Extremitäten und Organe mit dem Gehirn.

Artikel erstellt durch: Anna Nilsson

Artikel erstellt durch: Anna Nilsson

Letzte Aktualisierung am

Literatur:

  • Wolfgang Piper: Innere Medizin. 2. Auflage. Stuttgart 2012: Springer-Verlag.
  • Gerd Herold: Innere Medizin. Köln 2016: G. Herold Verlag
  • Duale Reihe Medizinische Mikrobiologie, Georg Thieme Verlag, 4. Auflage, 2009
  • Robert Koch-Institut: RKI-Ratgeber für Ärzte
  • Deutsches Ärzteblatt, Studien und aktuelle Nachrichten
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