1.3.1. Pflegesituationen bei Menschen mit Erkrankungen der ... · Membran ist durchlässig für das...

1.3.1. Pflegesituationen bei Menschen

mit Erkrankungen der Haut und der

Hautanhangsgebilde erkennen,

erfassen und bewerten

1. Anatomische

Grundlagen

1.1 Die Zelle

Gliederung

1.1 Die Zelle

a) Definition und allg. Funktion

b) Allgemeiner Bau und Funktion der Zelle

c) Stofftransport

d) Pathologie der Zelle

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a) Definition und allgemeine Funktion

3

a) Definition und allgemeine Funktion

I Definition

Zellen sind die kleinsten Bau- und Funktionseinheiten des

Organismus

II Funktionen

Stoffaufnahme, -abgabe und -umbau

Wachstum, Teilung

z. T. Reaktion auf Reize aus der Umgebung

© Gerda Raichle, Ulm

Beispiele für die

Differenzierung

menschlicher Zellen

(Größenverhältnisse

zwischen den Zelltypen

nicht maßstabsgetreu,

insbesondere ist

die Eizelle stark

verkleinert).

a) Definition und allgemeine Funktion

b) Allgemeiner Bau und Funktion der Zelle

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b) Allgemeiner Bau und Funktion der Zelle

I Die Zellmembran

II Die Zellorganellen

III Die Wasserbasis des Organismus

IV Der Stofftransport

V Die Proteinsynthese

VI Die Teilung von Zellen

b) Allgemeiner Bau und Funktion der Zelle

I Die Zellmembran

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© G. Raichle, Ulm

Die Zellmembran unter

verschiedenen Vergrößerungen.

Die mit dem Lichtmikroskop nur als

dünne Linie zu sehende Zellmembran

erscheint unter dem Elektronen-

mikroskop dreischichtig.

I Die Zellmembran

Chemischer Aufbau

Phospholipid-Doppelschicht

– jede der bd. Phospholipidschichten bestehen aus einem

hydrophilen (wasseranziehenden) Kopf und einem

hydrophoben (wasserabweisenden) Schwanz

– in der Zellmembran sind die Schwänze nach innen und die

Köpfe nach außen gerichtet

I Die Zellmembran

Chemischer Aufbau

– Glykokalix

– = Zuckerreste

– angeknüpft an der Außenseite der Membran (Zell-Zell-

Kontakte, Schutz) an der Außenseite,

I Die Zellmembran

-

• selektiver Stoffaustausch

I Die Zellmembran

Chemischer Aufbau

Durchlässigkeit/ Semipermeabilität

Semipermeabilität ist abhängig von

Molekülgröße:

• Kleine Moleküle (Sauerstoff = O2; Kohlendioxid = CO2) passieren

die Membran ungehindert

• Große Moleküle (z.B. Proteine, Zuckermoleküle) werden

zurückgehalten

Fettlöslichkeit:

• Je fettlöslicher (lipophiler) eine Substanz ist, desto besser kann

sie die Membran passieren

Elektrischer Ladung:

• Elektrisch geladene Teilchen (Ionen) können die Membran nicht

passieren

I Die Zellmembran

Chemischer Aufbau

Membrantransportproteine:

→ werden von hydrophilen oder elektrisch geladenen Teilchen zur

Passage der Zellmembran benötigt

z.B.:

• Carrierproteine (Carrier = Träger) schleusen Substanzen durch

die Membran

• Kanalproteine: Transport von z.B. Ionen (»Ionenkanäle) oder

Wasser

I Die Zellmembran

I Die Zellmembran

Funktionen

→ Hauptfunktion: Schlüssel – Schloss Prinzip

I Die Zellmembran

4. Funktionen

- erkennen von Zellen

- körpereigen oder –fremd

- entartete Zellen

- Bildung Zellkontakte

- erkennen von krankheitserregenden Bakterien, Viren

- erkennen von Botenstoffen durch molekulare Rezeptoren

b) Allgemeiner Bau und Funktion der Zelle

II Die Zellorganellen

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Der Zellkern

Der Zellkern

© G. Raichle, Ulm

Synonym: Nukleus

größtes Zellorganell

Aufbau

- kugelförmig (die meisten)

- Ø 3 – 10 μm

• ein Zellkern

Ausnahmen z.B.:

Erythrozyten besitzen keinen Zellkern (mehr)

Skelettmuskelfasern besitzen viele Zellkerne

Leberzellen besitzen öfter zwei Kerne

Der Zellkern

Aufbau

• Doppelmembran „Kernlamina“ und „äußere Kernmembran“

- Membran umhüllt Zellkern

- trennt die Flüssigkeit im Zellkern vom Zytoplasma

- „äußere Kernmembran“ trägt die Ribosomen

- Kernlamina = innere Hülle → Anheftungsstelle für Chromosomen

Der Zellkern

Aufbau

• Bestandteile des Kerninnenraums (»„Karyoplasma“):

- Erbsubstanz (DNA) in Form von 46 Chromosomen

- ein oder mehrere Kernkörperchen (Nukleoli) Bildungsstätte der

Ribosomen

- »„ Nuklear-Sol “ als löslicher Anteil (besteht aus einem

Proteingemisch)

Der Zellkern

Aufgaben:

beherbergt die genetische Information

Weitergabe der genet. Info. an den Ort der Eiweißsynthese während

der Zellentwicklung

Übertragung der Erbinformation von der Mutterzelle auf die

Tochterzelle

Steuerungszentrum des Zellstoffwechsels

Der Zellkern „ Kommandozentrale der Zelle“

b) Allgemeiner Bau und Funktion der Zelle

II Die Zellorganellen

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Die Chromosomen

Die Chromosomen

Feinbau eines Chromosoms.

© G. Raichle, Ulm

Aufbau

• Chromatiden

– bestehen aus DNA - (Desoxyribonukleinsäure) Abschnitten

– DNA an Proteine (Histone) in einer kompakten Struktur gebunden

– Verband zwischen DNA und Histonen heißt „Chromatin“

– Anordnung: mehrfach spiralisiert → DNA – Doppelhelix

• Zentromer

– Chromosomen bestehen aus einer Doppelstruktur mit zwei Chromatiden

– werden punktförmig am Zentromer zusammengehalten

Die Chromosomen

Die Chromosomen

Chromosom. Im Bereich des Zentromers setzen an Proteinauflagerungen bei der

Teilung die Spindelfasern an. Die Telomere an den Chromosomenenden spielen

bei der Replikation der DNA eine Rolle, an ihnen wie auch an den Zentromeren

wird keine genetische Information abgelesen.

© G. Raichle, Ulm

Der Chromosomensatz des Menschen:

• jede menschliche Zelle besteht aus 46 Chromosomen (diploider

Chromosomensatz) bzw. 23 (haploider Chromosomensatz)

Chromosomenpaaren

• jeweils 23 Chromosomen stammen von der Mutter, 23 Chromosomen

vom Vater

Die Chromosomen

Der Chromosomensatz des Menschen:

• 22 Chromosomenpaare sind völlig identisch

• ein Chromosomenpaar , das 23. Chromosom unterscheidet sich bei

Mann und Frau

→ Gonosomen

Männer: XY

Frauen: XX

Die Chromosomen

Die Chromosomen

b) Allgemeiner Bau und Funktion der Zelle

II Die Zellorganellen

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Die Ribosomen

Die Ribosomen

Aufbau

• zahlreich (Millionen) im Zytoplasma jeder Zelle

• in enger räumlicher Beziehung zum endoplasmatischen Retikulum

(ER)

• bestehen überwiegend aus Proteinen und ribosomaler RNA (rRNA)

• häufig kettenförmig zusammengelagert → Polysome

Aufgaben

• Ort der Proteinbiosynthese (»Herstellung von Eiweißen)

Die Ribosomen

b) Allgemeiner Bau und Funktion der Zelle

II Die Zellorganellen

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Das Endoplasmatische Retikulum

Das endoplasmatische Retikulum (ER)

Aufbau

• entspricht einem verzweigten membranumschlossenen Röhrensystem

im Zytoplasma

• umhüllt und verbindet die anderen Zellorganellen

• Einteilung:

raues endoplasmatisches Retikulum (»raues ER):

• auf den Membranen sitzen Ribosomen

glattes endoplasmatisches Retikulum (»glattes ER):

Das endoplasmatische Retikulum

© G. Raichle, Ulm

Ausschnitt des Zellinneren. Das raue endoplasmatische Retikulum liegt

vielfach gefältelt auf dem Zellkern.

Das endoplasmatische Retikulum (ER)

Aufgaben

• Calcium - Speicherung

• rER: Proteinsynthese

• gER:

– Synthese von Lipiden, Cholesterol, Steroidhormonen, Entgiftung

Proteine & Lipide werden in Transportvesikel verpackt

• Abschnürung vom ER

• Zuführung zum Golgi-Apparat

b) Allgemeiner Bau und Funktion der Zelle

II Die Zellorganellen

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Der Golgi-Apparat

Der Golgi-Apparat

Aufbau

• liegt in Kernnähe

• entspricht einem System aufeinandergestapelter Membransäckchen

• enthält Substanzen vom endoplasmatischen Retikulum

• Substanzen werden als »Golgi-Vesikel von den Membransäckchen

abgeschnürt

Der Golgi-Apparat

© G. Raichle, Ulm

Der Golgi-Apparat

Aufgaben

Abschließen der im ER begonnen Synthese von Lipiden und Proteinen

Endprodukte per Exozytose aus Zelle geschleust oder in Lysosomen

verbracht

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b) Allgemeiner Bau und Funktion der Zelle

II Die Zellorganellen

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Die Lysosomen

Die Lysosomen

→ werden vom Golgi-Apparat gebildet

Aufbau

• entsprechen winzigen membranumschlossenen Bläschen

• beinhalten Enzyme:

– Verdauen Stoffe, die von der Zelle durch Phagozytose

aufgenommen wurden

– Verdauen funktionsunfähige Zellorganellen

Die Lysosomen

Aufgaben

• Recycling abgebauter Stoffe

– nicht weiter abbaubare Substanzen bleiben in Lysosomen liegen

werden bei Anhäufung im Mikroskop als »Lipofuszin-Pigment

sichtbar

• Abbau veralteter , geschädigter Zellorganellen

• Abbau, Inaktivierung von phagozytierten Bakterien (Aufbereitung von

Antigenen)

b) Allgemeiner Bau und Funktion der Zelle

II Die Zellorganellen

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Die Mitochondrien

Mitochondrium in der Schemazeichnung.

Die Auffaltungen der inneren Membran sind unterschiedlich geformt, z.B.

leistenförmig (Cristae) oder röhrenförmig (Tubuli)

© G. Raichle, Ulm

Die Mitochondrien

Die Mitochondrien „Kraftwerke der Zelle“

Aufbau

• eiförmig

• besitzen innere und äußere Membran

innere Membran :

röhrenförmig angeordnet

enthält Enzyme, geringe Menge DNA und Ribosomen

äußere Membran :

glatt, besitzt Poren

Die Mitochondrien „Kraftwerke der Zelle“

Aufgaben

• Energiegewinnung:

durch Abbau der Enzyme mit Glukose oder Fettsäuren

• Bereitstellung von Energie für den Zellstoffwechsel

Energie wird in den Zellen mit Hilfe von ATP Adenosintriphosphat

bereitgestellt

ATP = energiereiche chemische Verbindung

→ Anzahl der Mitochondrien gibt Hinweise auf den Energiebedarf einer

Zelle

→ besonders mitochondrienreich: Leber-, Nieren-, Darmepithelzellen

Die Mitochondrien „Kraftwerke der Zelle“

Aufgaben

• Fettstoffwechsel ẞ - Oxidation von Fettsäuren

• Umbau von Eiweißen

b) Allgemeiner Bau und Funktion der Zelle

II Die Zellorganellen

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Peroxisomen

Peroxisomen

Aufbau

• Bläschen mit einfacher Membranumhüllung

• enthalten je nach Zelltyp oxidative Enzyme

Funktion

• Entgiftungsfunktion

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b) Allgemeiner Bau und Funktion der Zelle

II Die Zellorganellen

51

Zytoskelett

Zytoskelett

Aufbau

– Filamente

(fadenförmige

Strukturen) wie

Mikrotubuli oder

Zentriolen

Zytoskelett und Zentriolen

Aufgaben

• Kontraktion Muskelzellen – und fasern , ganzer Zellen oder –

bereiche

• Formgebung

• Gleitschienen = bewegen der Transportvesikel durch die Zelle

• Zentriolen: Bestandteil der Zellteilung Spindelapparat

b) Allgemeiner Bau und Funktion der Zelle

III Das Zellplasma

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III Das Zellplasma

Aufbau

- Flüssigkeitsraum zwischen Zellkern und Zellorganellen

- Getrennt durch die Zellmembran zum Extrazellulärraum

- gallertartige Struktur, besitzt viel Eiweiß

- im Inneren flüssiger

- zum äußeren zäher

III Das Zellplasma

Aufgaben

- Stofftransport

- Stoffwechsel von Kohlenhydraten, Eiweißen und Fetten

- produziert Ribosomen

c) Der Stofftransport

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c) Der Stofftransport

Unterscheidung in

– Passive Transportprozesse

– Aktive Transportprozesse

Passive Transportprozesse

• Diffusion

In Wasser gelöste Teilchen wandern von Orten höherer Konzentration zu

Orten niedriger Konzentration

Entspricht einem Teilchentransport entlang eines Konzentrationsgefälles

• Osmose

Lösungsmitteltransport durch eine semipermeable Membran hindurch

Membran ist durchlässig für das Lösungsmittel und ggf. für kleine

Moleküle, große Moleküle werden zurückgehalten

Lösungsmittel und ggf. kleine Moleküle wandern so lange vom Ort hoher

Teilchenkonzentration zum Ort niedriger Teilchenkonzentration, bis ein

Konzentrationsausgleich erfolgt ist

• Filtration

Flüssigkeitstransport durch eine semipermeable Membran hindurch

Treibende Kraft ist eine hydrostatische Druckdifferenz

© G. Raichle, Ulm

Bei der Diffusion treten die

Teilchen bis zum

Konzentrationsausgleich durch die

Membran.

Bei der Osmose fließt hingegen

das Lösungsmittel (beim Menschen

Wasser) von der Seite niedriger zur

Seite hoher Teilchenkonzentration.

Nach dem Konzentrationsausgleich

entspricht die hydrostatische

Druckdifferenz (Höhenunterschied

der Flüssigkeitssäulen) dem

osmotischen Druck.

Passive Transportprozesse

61

Aktive Transportprozesse

Beförderung einer Substanz durch die Zellmembran unter

Verbrauch von Energie (ATP)

Erfordern immer Carrierproteine

Kann auch entgegen eines Konzentrationsgefälles erfolgen

Beispiele:

Aufrechterhaltung verschiedener Ionenkonzentrationen zwischen

Zellinnerem und Zelläußerem »„Natrium-Kalium-Pumpe“:

Kaliumionen werden in die Zelle hinein gepumpt und Natriumionen

aus der Zelle heraus gepumpt

d) Pathologie der Zelle

I Störungen der Zellteilung

II Störungen des Zellstoffwechsels

III Apoptose und Nekrose

IV Wachstum und seine Störungen

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I Störungen der Zellteilung

• Dreiteilung des Zentromers

• Zellen mit vergrößertem Kern

• Chromosomenveränderungen

• Ausbleiben der Plasmaeinschnürrung während der Telophase

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II Störungen des Zellstoffwechsels

• Störungen in der Zufuhr und in der Verarbeitung

– Stoffe können bspw. von der Zelle nicht aufgenommen werden

– Zellorganellen arbeiten nicht richtig, gestört

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III Apoptose und Nekrose

Apoptose

- programmierter Zelltod

- Ausgelöst durch die Zelle selbst oder hormonell bedingt

- Der Zellkern schrumpft, weiterer Abbau durch Phagozytose

Wissenswertes?! Störung der Apoptose

Apoptoseresistenz bei Tumoren oder AIDS

III Apoptose und Nekrose

Nekrose

- Provozierter Zelltod

- Entsteht durch äußere Einflüsse

Welche äußeren Einflüsse können zu einer Nekrose führen?

- Reibung, Hitze, Kälte, Bakterien, Fremdkörper etc.

- Verbrennungen, Erfrierungen

- Entzündungen

- Diabetisches Fußsyndrom

- Dekubiti

III Apoptose und Nekrose

Nekrose

III Apoptose und Nekrose

Nekrose

III Apoptose und Nekrose

Nekrose

Wachstum und seine Störungen

Siehe Arbeitsblatt!

71

Von welchen Faktoren hängt die Semipermeabilität ab?

Nennen Sie ein Beispiel für die Wirkweise osmotischen Drucks im

menschlichen Körper.

Nennen Sie eine der Hauptursachen für die genetische

Einzigartigkeit jedes Individuums. Begründen Sie Ihre Aussage.

Was versteht man unter einem haploiden Chromosomensatz?

Worin liegt der grundlegende Unterschied zwischen Mitose und

Meiose?

Wiederholungsfragen