Die Zelle ist die kleinste Bau- und Funktionseinheit des Organismus. Alle Lebewesen sind „Vielzeller“, d.h. sie bestehen aus einer unglaublichen Vielzahl einzelner Zellen. Deren Aufgabe besteht darin, Stoffe aufzunehmen, zu verwerten und in veränderter Form wieder freizusetzen. Um diese teilweise sehr unterschiedlichen Aufgaben innerhalb des Organismus erfüllen zu können, haben sich alle Zellen spezialisiert. Sie können fest miteinander verbunden sein (z.B. in Organen), aber auch frei in einer Flüssigkeit schwimmen (z.B. Blutzellen). Form und Größe der einzelnen Zellen sind wegen ihrer unterschiedlichen Aufgaben sehr verschieden. Ihre Grundstruktur ist aber außer bei den roten Blutkörperchen immer gleich: Sie bestehen aus einem Zell leib mit Grundsubstanz (Zellflüssigkeit oder Zytoplasma) und unterschiedlichen kleinen Zellorganen (sogenannten Ze
llorganellen wie z.B. Mitochondrien, endoplasmatisches Retikulum), einem Zellkern und der Zellwand (Zellmembran), die die Zelle umhüllt.
Aufgrund der zahlreichen Aufgaben, die jede Zelle erfüllen muss, ist sie gut „durchorganisiert“ ;
jeder Bestandteil erfüllt eine besondere Aufgabe:
- Mikrozotten, winzige Zellausstülpungen, sorgen für die Aufnahme von Nährstoffen aus der Umgebung.
- Das endoplasmatische Retikulum, ein verzweigtes, von einer Membran begrenztes Holraumsystem, ist für den Stoff und Flüssigkeitstransport in die Zelle zuständig.
- Haftplatten verbinden die Zellen in Geweben miteinander.
- Der Golgi-Apparat schleust Abfallstoffe aus der Zelle aus (sog. Zellexport).
- Lysosomen haben die Aufgabe, aufgenommene Fremdstoffe zu verdauen.
- Mikrotubuli sind die Boten der Zelle: Sie leiten Informationen von der Zelloberfläche zum Zellkern weiter.
- Mitochondrien erzeugen die für den Zellstoffwechsel erforderliche Energie und werden deshalb auch als „ Kraftwerk“ der Zelle bezeichnet.
- Kern und Zentralkörperchen spielen bei der Zellteilung sehr wichtige Rolle.
- Der Zellkern beherbergt die genetische Information der Zelle und ist außerdem maßgeblich an der Steuerung des Zellstoffwechsels beteilig.
AUFBAU UND FUNKTION EINER ZELLE
Zellen sind die kleinsten selbständigen Bau- und Funktionseinheiten des Körpers mit den Kennzeichen des Lebens:
- Vermehrungsfähigkeit / Fortpflanzung
- Wachstum und Entwicklung
- Informationsaustausch: Aufnahme, Weiterleitung, Verarbeitung, Speicherung und Abgabe von Informationen
- Stoff- und Energiewechsel
Die Millionen von Körperzellen sind nicht alle gleich: Sie unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Form, Größe, des Aufbaus und ihrer Funktion für den Körper.
INHALT DER ZELLE (ZYTOPLASMA)
Als Zytoplasma wird der Raum innerhalb der Zelle bezeichnet. Der Inhalt der Zelle besteht zur Hälfte aus Zellflüssigkeit, in die die Funktionseinheiten (Zellorganellen) eingebettet sind. Die zähe Flüssigkeit ist eine gelatineartige Mischung aus Wasser mit Eiweiß und Darin enthalten sind die Zellorganellen wie Zellkern, Mitochondrien, Endoplasmatisches Reticulum, Golgi-Apparat. Jedes davon ist umschlossen von einer Membran. Der Sinn dieser Membran -Systeme ist, den Zellinnenraum in eine Vielzahl von Reaktionsräumen aufzuteilen, damit möglichst viele Stoffwechselreaktionen gleichzeitig ablaufen können, dann enthalten sie noch Eiweißfäden, Enzyme, lösliche Kohlenhydrate und Nukleinsäuren hohe Mengen an Kalium, Natrium, Calzium, Chlorid, Phosphate und Sulfate.
Hier findet zum Beispiel die Aufspaltung von Kohlenhydraten (Glucose) und Aminosäuren statt.
Bei der Aufspaltung der Nährstoffe sind Enzyme (B-Vitamine als Coenzyme) beteiligt.
MITOCHONDRIUM
Sie besitzen zwei Membranen, eine glatte, äußere und eine stark gefaltete, innere, dadurch im Inneren mehrfache „Kammerbildung" (Kompartimierung) und Oberflächenvergrößerung. Je mehr Fältelung desto mehr Energiebildung.
Zellen enthalten zwischen 200 bis etwa 2.000 Mitochondrien.
In den Kraftwerken kommt es zum Endabbau des Nährstoffs im Citratzyklus, wobei Wasserstoff durch Vitamin C auf spezielle Transporter übertragen wird. Der Wasserstoff geht in die Endoxidation (Atmungskette) ein. Hier verbinden sich Wasserstoff und Sauerstoff über ein Multienzymsystem zu Wasser, wobei viel Energie entsteht (Knallgasreaktion).
Die freiwerdende Energie wird im „Batteriemolekür ATP" gespeichert. Als Nebenprodukte entstehen Wärme und Kohlendioxid.
ATP gelangt aus den Mitochondrien zu den anderen Bereichen der Zelle, in denen die verschiedenen energieverbrauchenden Prozesse (Eiweißherstellung) stattfinden.
Die Wasserstofftransporter enthalten Vitamin B2 und Vitamin B3. An der Atmungskette sind Coenzym Q 10, Liponsäure, Vitamin B2, Eisen und Kupfer beteiligt.
Energieproduktion in jeder Zelle - Wichtige Bioenergieträger
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BIOENERGIE - NATÜRLICH AUS NATURSTOFFEN
Acetyl-Coenzym A ist die Zentralstelle des Stoffwechsels jeder Zelle. Dieses Molekül ist für den Abbau aller Nahrungsbestandteile (Kohlehydrate, Eiweiße, Fette) und für deren Umwandlung in Bioenergie unerläßlich. Dieses Schlüsselmolekül unseres Stoffwechsels benötigt für seinen Aufbau Vitamin B5 die Pantothensäure. Ein Mangel an Vitamin B5 führt zum Mangel an Vitamin Azetyl-Coenzym A und damit zu einem Stoffwechselrückstau, was unter anderen zu erhöhten Blutfetten führen kann. Optimale Zufuhr von Vitamin B5 behebt diesen Engpass und trägt zur reibungslosen Produktion von Zellenergie bei.
Vitamin B3 die Nikotinsäure ist das Energie-Transportmolekül für einen der wichtigsten Zellenergieträger, das Nikotinamit- Adenosin-Dinukleorid oder kurz NAD (sehe obenstehendes Schema). Vitamin C belädt die energiearmen NAD Transportmoleküle mit Wasserstoff-Atomen (-H) und damit mit biologischer Energie. Das energische Shutllemolekül NAD-H stellt die Energie für Tausende von Zellstoffwechselreaktionen zur Verfügung. Eine ausreichende Zufuhr von Vitamin B3 und Vitamin C ist also unerlässlich für den optimalen Zellenergietransport.
Vitamin B2 (Riboflavin) und Vitamin C arbeiten in ähnlicher Weise zusammen. Vitamin B2 ist Bestandteil des Energietransportes Flavin- Adenin-Dinucleotid (FAD) und Vitamin C spendet die Bioenergie zur Aktivierung von Millionen bioenergiereicher FADH2-Moleküle.
GOLGIE APPARAT (PRODUKTIONSANLAGE)
Das endoplasmatische Reticulum ist eine labyrinthartige Struktur, die von Membranen gebildet wird.
Das glatte endoplasmatische Retikulum ist die
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Produktionsanlage für Fette und Steroidhormone (Glukokortikoide, Mineralokortikoide, männliche und weibliche Geschlechtshormone)
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Entgiftungsfunktion von Medikamenten in der Leber. Das raue endoplasmatische Retikulum hat die Aufgabe
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der Bildung der verschiedenen Proteine z.B. Membran-, Glykoproteine
Am ER anhängig befindet sich der Golgi-Apparat als eine Art Veredlungsstation. Er ist ein Stapel aus flachen und funktionell verschiedenen Membran säcken. Hier werden die gebildeten Eiweiße weiterverarbeitet, schrittweise verändert, sortiert und an ihre endgültigen Bestimmungsorte versendet (Verschiebebahnhof der Zelle).
Er stellt das zentrale Membrandepot der Zelle dar.
Der Aufbau von Eiweißen findet an den Ribosomen statt. Ribosomen kommen in der Zelle frei vor oder sind an die Membran des endoplasmatischen Retikulum (ER) gebunden. Beide Ribosomentypen nutzen RNS (kopierte DNA) als Bauplan für die Synthese von Proteinen.
STEUERZENTRALE - ZELLKERN
Der Zellkern enthält die Chromosomen, die aus DNS, dem Träger der genetischen Information, besteht. Die in der DNS enthaltenen Daten dienen als Bauplan für die Herstellung körpereigener Stoffe wie Enzyme.
Innerhalb des Zellkerns wird der Bauplan auf ein Trägermolekül übertragen. Es wird aus dem Kern zu den Produktionsanlagen transportiert, wo sie als Vorlage für die richtige Herstellung des Enzyms dient.
An allen Stoffwechselvorgängen in der Zelle sind ATP, Enzyme und spezielle Transporter beteiligt
Ein Großteil der Enzyme funktionieren nur in Anwesenheit von Zell-Vitalstoffen wie die Vitamine der B-Gruppe und Mineralien wie Zink oder Kupfer
Andere Zell-Vitalstoffe wie Vitamin B12 oder Folsäure sind im Zellkern unabkömmlich, da sie für das Zellwachstum und die -teilung verantwortlich sind
