Leben ist Zellteilung - Zellteilung ist Leben
Ein erwachsener Mensch besteht aus schätzungsweise 100 Billionen Zellen.
Jeden Tag muss der Organismus durch Zellteilung viele Milliarden Zellen neu bilden. Denn Zellen sterben nach einer genetisch vorbestimmten Zeit, die je nach Zelltyp unterschiedlich ist, ab und müssen ersetzt werden. Dabei muss der Organismus die neuen Zellen genauso schnell erschaffen, wie die alternde Zelle zugrunde geht. Auch nach Verletzungen oder Vergiftungen bildet ein gesunder Organismus schnell neue Zellen.
Diese Zellteilung beginnt mit der Verdoppelung des Zellkerns, in dem die Zellinformation in Form der DNA gespeichert ist. Hierauf bildet sich um die DNA ein neuer Zellkern und die Zelle teilt sich in zwei Zellen. Die Verdoppelung der DNA setzt die Verfügbarkeit ausreichender Mengen an Bausteinen in Form von Nukleotiden und die Verfügbarkeit von ATP (=Energie) voraus. Der Energiestoffwechsel kann jedoch ebenfalls nur dann reibungslos funktionieren, wenn ausreichend Nukleotide zur Verfügung stehen.
In Situationen, in denen zusätzlich das Immunsystem oder die Regenerationsfähigkeit des Organismus stark gefordert sind, nimmt die Zellteilungsaktivität und damit der Bedarf an Nukleotiden zwangsläufig stark zu. Dabei ist zu beachten, dass das Immunsystem auf die Zufuhr von Nukleotiden aus der Nahrung oder dem Salvage Pathway(Recycling abgestorbener Zellen) angewiesen ist, da nicht alle Organe im Organismus in der Lage sind selbst Nukleotide zu synthetisieren. Noch genauer
Das menschliche Immunsystem ist ein komplexes Netzwerk aus verschiedenen Organe (Knochenmark, Thymus, Milz, Mandeln und Lymphknoten) sowie Zellen und Molekülen, das den Körper vor Krankheitserregern schützt. Die wichtigsten Komponenten des Immunsystems sind dessen Zellen.
Für ein gut funktionierendes Immunsystem müssen ständig Zellen gebildet werden: Granulozyten, Makrophagen, Dendritische Zellen, Killerzellen (NK-Zellen), T-Lymphozyten (hier gibt es die T-Gedächtniszellen, Zytotoxische T-Zelllen, T-Helferzellen und regulatorische T-Zellen), und B-Lymphozyten, aus denen sich schließlich Antikörper bilden, werden in großer Zahl benötigt . Dazu kommt, dass die Zellen, aus denen die Organe des Immunsystems bestehen ebenfalls in Unterschiedlichen Zyklen erneuert, also neu gebildet, werden müssen.
Wesentlich für ein gut funktionierendes Immunsystem ist auch ein gesunder Darm. Etwa 80% aller Immunzellen befinden sich im Darm.
Es gibt verschiedene Arten von Immunzellen, die jeweils spezifische Aufgaben haben. Eine wichtige Gruppe sind die sogenannten Leukozyten oder weißen Blutkörperchen, die sich selbständig im Organismus fortbewegen können und die - im Gegensatz zu den roten Blutkörperchen - einen Zellkern besitzen, sich also teilen können. Jeder Mensch hat ungefähr eine Billion Lymphozyten im Körper die ständig auf der Suche nach Krankheitserregern sind. Diese Zellen sind in der Lage, Krankheitserreger zu erkennen und zu bekämpfen und sie leisten den größten Anteil an der Immunabwehr. Dabei können sie aktiv aus dem Blut in die verschiedenen Zellgewebe einwandern.
Zu den Leukozyten gehören zum Beispiel die neutrophilen Granulozyten, die Makrophagen und die natürlichen Killerzellen.
Die neutrophilen Granulozyten sind die häufigsten Immunzellen im Körper und sie spielen eine wichtige Rolle bei der Abwehr von Bakterien. Sie können Krankheitserreger phagozytieren, das heißt, sie nehmen sie in sich auf und zerstören sie. Die Makrophagen sind ebenfalls phagozytische Zellen, die Krankheitserreger und abgestorbene Zellen beseitigen. Sie spielen auch eine wichtige Rolle bei der Aktivierung anderer Immunzellen.
Die natürlichen Killerzellen (NK-Zellen) sind eine Art von Lymphozyten, die in der Lage sind, infizierte oder veränderte Zellen zu erkennen und abzutöten. Sie spielen eine wichtige Rolle bei der Bekämpfung von Viren und Tumorzellen.
Eine weitere wichtige Untergruppe der Leukozyten sind die Lymphozyten, die man in zwei Haupttypen unterscheidet: B-Zellen und T-Zellen. B-Zellen produzieren Antikörper, die spezifisch an Krankheitserreger binden und sie unschädlich machen können. T-Zellen sind in der Lage, infizierte Zellen direkt zu erkennen und abzutöten. Sie spielen auch eine wichtige Rolle bei der Regulation der Immunantwort. Noch genauer
Die menschliche Mucosa, besser bekannt als Schleimhaut, erfüllt eine wichtige Funktion im Körper. Sie bedeckt die inneren Oberflächen des Körpers, wie beispielsweise die Atemwege, den Verdauungstrakt und die Harnwege. Die Schleimhaut besteht aus einer Schicht von Zellen, die Schleim produzieren, um die Oberfläche feucht zu halten und vor äußeren Einflüssen zu schützen. Sie gleicht einer gut geschützten Grenze, die, streng bewacht von den Immunzellen, nur für erwünschte Stoffe durchlässig sein soll.
Im Verdauungstrakt spielt die Darmschleimhaut eine entscheidende Rolle bei der Nährstoffaufnahme. Die Schleimhaut des Dünndarms ist mit zahlreichen kleinen Ausstülpungen, den sogenannten Darmzotten, bedeckt. Diese erhöhen die Oberfläche des Dünndarms erheblich und ermöglichen eine effiziente Aufnahme von Nährstoffen.
Die Darmschleimhaut besteht aus verschiedenen Zellschichten, darunter auch spezialisierte Zellen, die für die Nährstoffaufnahme verantwortlich sind. Diese Zellen haben winzige Fingerähnliche Ausstülpungen, die Mikrovilli genannt werden. Diese Mikrovilli vergrößern die Oberfläche der Zellen weiter und ermöglichen eine verstärkte Aufnahme von Nährstoffen.
Die Nährstoffaufnahme erfolgt durch verschiedene Mechanismen. Zum einen werden Nährstoffe durch Diffusion über die Darmschleimhaut aufgenommen. Dies betrifft vor allem fettlösliche Vitamine und einige Mineralstoffe. Zum anderen erfolgt die Aufnahme von Nährstoffen durch aktiven Transport. Dabei werden spezifische Transportproteine in der Darmschleimhaut verwendet, um Nährstoffe wie Glukose, Aminosäuren und Mineralstoffe in die Blutbahn zu transportieren.
Die Darmschleimhaut spielt also eine entscheidende Rolle bei der Nährstoffaufnahme im Körper. Durch ihre spezialisierten Zellen und Ausstülpungen ermöglicht sie eine effiziente Aufnahme von Nährstoffen aus der Nahrung. Eine gesunde Darmschleimhaut ist daher essenziell für eine ausgewogene Ernährung und eine optimale Versorgung des Körpers mit Nährstoffen.
Die Zellen der Schleimhaut im Darm erneuern sich innerhalb von ein bis drei Tagen. CellSan Entern unterstützt Ihre allgemeine gesunde Zellteilung mit hierfür notwendigen Nährstoffen und stellt zugleich Nährstoffe zur Verfügung, die für den Aufbau einer gesunden Schleimhaut notwendig sind.
Energiestoffwechsel
Atmung (Sauerstoffgewinnung)
Der menschliche Organismus benötigt Sauerstoff, um Energie zu erzeugen und lebenswichtige Funktionen aufrechtzuerhalten. Sauerstoff ist für die Zellatmung, den Prozess, bei dem Nährstoffe in den Zellen abgebaut werden, um Energie zu gewinnen, unerlässlich.
In den Zellen findet der Stoffwechsel statt, bei dem Nährstoffe wie Kohlenhydrate, Fette und Proteine in Anwesenheit von Sauerstoff abgebaut werden. Dieser Prozess wird als aerobe Atmung bezeichnet und ist weitaus effizienter als die anaerobe Atmung, bei der keine Sauerstoffzufuhr erfolgt.
Über die Lunge gelangt der Sauerstoff im Austausch mit Kohlendioxid in die Blutbahn, wo er von den roten Blutkörperchen zu den Zellen transportiert wird. Während der aeroben Atmung wird Sauerstoff in den Mitochondrien, den Kraftwerken der Zellen, verwendet, um Adenosintriphosphat (ATP) zu produzieren. ATP ist die Hauptenergiequelle für alle zellulären Prozesse im Körper. Ohne ausreichende Sauerstoffversorgung können die Zellen nicht genügend ATP produzieren, was zu einer Beeinträchtigung der zellulären Funktionen führt. Wichtig ist, dass in der Regel nur gesunde Zellen über gesunde Mitochondrien verfügen. Deshalb ist es wichtig, dass bestehende Zellen z.B. von freien Radikalen geschützt werden und sich durch Zellteilung reibungslos erneuern können, wenn die Zeit dafür gekommen ist.
Darüber hinaus spielt Sauerstoff eine wichtige Rolle bei der Entgiftung des Körpers. Bei der aeroben Atmung werden auch Abfallprodukte wie Kohlendioxid produziert, die über das Atmungssystem ausgeschieden werden. Sauerstoff ermöglicht die Oxidation dieser Abfallprodukte zu Kohlendioxid, das dann über die Lunge abgeatmet wird.
Ein ausreichender Sauerstoffgehalt im Körper ist daher entscheidend für die Aufrechterhaltung der Gesundheit und des Wohlbefindens. Eine unzureichende Sauerstoffversorgung kann zu Symptomen wie Müdigkeit, Kurzatmigkeit, Schwindel und einer Beeinträchtigung der kognitiven Funktionen führen. In schweren Fällen kann ein Sauerstoffmangel zu lebensbedrohlichen Zuständen wie einem Sauerstoffmangel im Gewebe oder Organversagen führen.
Daher ist es wichtig, dass wir eine ausreichende Sauerstoffzufuhr sicherstellen, indem wir regelmäßig frische Luft atmen, körperliche Aktivität ausüben und eine gesunde Atemtechnik praktizieren. Nebenbei sei bemerkt, dass der Sauerstoff-Transport von den roten Blutkörperchen (Erythrozyten), die bei Säugetieren allerdings weder Zellkern, noch Mitochondrien oder Ribosomen besitzen. In einem gesunden, erwachsenen Menschen befinden sich etwa 25 Billionen Erythrozyten, mit einer Gesamtoberfläche von unglaublichen 4000 m². Der Organismus erneuert davon täglich ca. ein Prozent (200 Milliarden), was einer Menge von fast über 2.000.000 neuen roten Blutkörperchen in jeder Sekunde entspricht.
Zellatmung
Die Zellatmung ist ein lebenswichtiger Prozess im menschlichen Organismus, der die Energieversorgung der Zellen sicherstellt. Sie findet in den Mitochondrien statt, den sogenannten "Kraftwerken" der Zelle. Jede Zelle hat übrigens, je nachdem zu welchem Gewebe sie gehört, 100 bis 10.000 Mitochondrien, wobei die Anzahl der Mitochondrien dem Energiebedarf der Zelle angepasst.
Der Prozess der Zellatmung besteht aus drei Hauptphasen: der Glykolyse, dem Citratzyklus und der Atmungskette. In der Glykolyse wird Glukose, ein einfacher Zucker, in Pyruvat umgewandelt. Dabei entsteht bereits eine geringe Menge an Energie in Form von Adenosintriphosphat (ATP).
Das Pyruvat wird dann in den Mitochondrien in den Citratzyklus eingeschleust.
Hier wird es weiter abgebaut und es entstehen energiereiche Moleküle wie NADH und FADH2. Diese Moleküle dienen als "Energieträger" und werden in der sich anschließenden Atmungskette verwendet.
In der so genannten Atmungskette findet dann die eigentliche Energiegewinnung statt. Die energiereichen Moleküle NADH und FADH2 werden durch eine Reihe von Enzymen und Proteinen transportiert. Dabei wird Energie freigesetzt, die zur Produktion von ATP genutzt wird. ATP ist der Hauptenergieträger in den Zellen und wird für alle lebenswichtigen Prozesse benötigt.
Kurz gesagt, wird Glukose unter Verwendung des Sauerstoffs, der von den roten Blutkörperchen aus der Lunge heran transportiert wurde, in vielen Einzelschritten zu Kohlendioxid oxidiert wobei der Sauerstoff zu Wasser wird. Das Kohlendioxid wird von den roten Blutkörperchen auf ihrem Rückweg zur Lunge wieder mitgenommen und dort abgegeben.
Die Zellatmung ist ein kontinuierlicher Prozess, der rund um die Uhr in unseren Zellen abläuft. Sie ermöglicht es uns, Energie aus der Nahrung zu gewinnen und sie für lebenswichtige Funktionen wie Muskelkontraktion, Stoffwechselprozesse und Zellteilung zu nutzen.
Ohne Zellatmung wäre unser Organismus nicht in der Lage, ausreichend Energie zu produzieren und würde nicht richtig funktionieren. Daher ist die Zellatmung ein essentieller Prozess für unser Überleben.
Die menschliche Zellteilung, auch bekannt als Mitose, ist ein faszinierender Prozess, bei dem eine Zelle in zwei identische Tochterzellen aufgeteilt wird. Dieser Vorgang ist entscheidend für das Wachstum, die Reparatur und die Erneuerung von Geweben im menschlichen Körper.
Die Mitose besteht aus mehreren Phasen, darunter die Interphase, die Prophase, die Metaphase, die Anaphase und die Telophase. Während der Interphase bereitet sich die Zelle auf die Teilung vor, indem sie ihre DNA repliziert und ihre Organellen dupliziert. In der Prophase verdichten sich die Chromosomen und werden sichtbar. Die Kernhülle löst sich auf und die Spindelfasern bilden sich. In der Metaphase ordnen sich die Chromosomen in der Mitte der Zelle an und die Spindelfasern heften sich an die Zentromere der Chromosomen. In der Anaphase trennen sich die Schwesterchromatiden und werden zu entgegengesetzten Polen der Zelle gezogen. Schließlich tritt in der Telophase eine neue Kernhülle auf und die Chromosomen und die Chromosomen dekondensieren. Die Zelle teilt sich dann durch Zytokinese in zwei Tochterzellen.
Die menschliche Zellteilung ist ein hochregulierter Prozess, der von verschiedenen Proteinen und Signalen gesteuert wird. Die Zellteilung ist ein faszinierender und komplexer Vorgang, der es unserem Körper ermöglicht, sich zu entwickeln und sich zu regenerieren.
Immunsystem noch genauer:
Die Funktionsweise der einzelnen Zellarten und ihre Aufgaben:
Aufgabe der Leukozyten ist es, Erreger (oder Antigene) zu erkennen und zu bekämpfen. Um einen Erreger erkennen zu können, besitzt die Zelloberfläche bestimmte Eigenschaften, die so genannten Rezeptoren. Dabei hat jeder Lymphozyt hat nur einen spezifischen Rezeptor auf seiner Zelloberfläche, diesen aber in vielfacher Kopie. Somit kann jede Zelle nur ein spezifisches Antigen erkennen. Um trotzdem möglichst schnell und effektiv Krankheitserreger zu bekämpfen, speichert der Organismus des Menschen von allen Antigenen, mit denen er bereits in Kontakt gekommen ist, ein paar Exemplare. Wenn ein bekanntes Antigen nun erneut angreift, werden die passenden Immunzellen millionenfach hergestellt und können somit den Erreger vernichten.
Zu den Lymphozyten gehören Natürliche Killerzellen (NK-Zellen), T-Lymphozyten und B-Lymphozyten und ihre weiter spezialisierten Nachfolgerzellen.
NK-Zellen können Tumorzellen oder von Viren befallene Zellen erkennen und abzutöten. Sie gehören zum angeborenen Immunsystem.
B-Lymphozyten entwickeln sich im Knochenmark und wandern zur Suche nach ihrem Antigen anschließend aus. Sie vermitteln die sogenannte humorale Immunantwort indem Sie als Plasmazellen Antikörper in Großen Mengen produzieren.
T-Lymphozyten nehmen ihren Ursprung ebenfalls im Knochenmark und entwickeln sich im Thymus. Sie sind für die zelluläre Immunantwort verantwortlich. Sie greifen Antigene direkt an und vernichten auch eigene Körperzellen die von Viren oder Mutationen betroffen sind. T-Zellen machen ungefähr 70% der Immunzellen aller Lymphozyten aus.
Monozyten und Makrophagen gehören zur Gruppe der Fresszellen. Sie sind unersetzlich für die Regulation der Immunantwort und scheiden eine Vielfalt von chemischen Botenstoffen aus um die Stärke der Immunantwort zu regulieren. Monozyten patrouillieren im Blutstrom. Sobald sie in Gewebe auswandern entwickeln sie sich zu Makrophagen.
Dendritische Zellen können sich sowohl aus Monozyten als auch von Vorläuferzellen von T-Zellen bilden. Sie haben eine ganz spezifische Struktur und Form die es ihnen ermöglichst Erreger zu fangen, zu verdauen und Bruchstücke davon wieder auf ihrer Oberfläche für andere Immunzellen zu präsentieren. Sie sind vor allem in Großer Zahl auf Oberflächengewebe, wie z.B. der Haut, oder im Rachen aber auch in den inneren Schleimhäuten zu finden.
Granulozyten machen die größte Gruppe der Leukozyten aus. Sie werden in verschiedene Untergruppen unterteilt, die alle unterschiedliche Aufgaben wahrnehmen. Die Gemeinsamkeit besteht darin, dass alle Granulozyten unterschiedliche Enzymen und bakterien-abtötenden Stoffen in ihren Zellen verwahren, die sie bei Bedarf an ihre Umgebung abgeben und so eingedrungene Krankheitserreger bekämpfen.