Epithelgewebe

Polarität

Die einzelnen Abschnitte der Zellmembran können sich immens in Struktur und Funktion voneinander unterscheiden. Das liegt zum Teil an bestimmten Spezialisierungen der Zellmembran oder an unterschiedlichen Rezeptoren, Ionen-Kanälen oder Transportern. Durch derartige membranständige Proteine kann die Epithelzelle Substanzen aufnehmen oder in ihre Umgebung abgeben.

Der apikale Zellpol von Epithelzellen zeigt entweder nach außen oder zum Lumen eines Hohlorgans hin. Häufig findet man an dieser Seite der Zellmembran bestimmte Membranspezialisierungen. Dadurch unterscheidet sich die Struktur der Zelloberfläche an dieser Stelle meist maßgeblich von den anderen Seiten der Zellmembran.

Die laterale Zellmembran von Epithelzellen bildet Kontaktstellen mit benachbarten Zellen. Dadurch können erst eng aneinander liegende Zellverbände entstehen. Die basale Zellmembran ist an der darunter liegenden Basalmembran verankert. Da sowohl die laterale als auch die basale Zellmembran mit umliegenden Strukturen in Kontakt steht, werden sie häufig als basolaterale Zellmembran zusammengefasst.

Apikale Spezialisierungen

Zu den apikalen Spezialisierungen der Zellmembran zählen verschiedene Formen fingerähnlicher Fortsätze des Zytoplasmas. Sie unterscheiden sich in ihrer Länge, Beweglichkeit und Funktion. Es gibt drei Arten von apikalen Membranfortsätzen:

• Mikrovilli - bewegliche Fortsätze. Sie befinden sich überall dort, wo eine große Absorptionsfläche gebraucht wird und eine kontinuierliche Weiterleitung von Material stattfindet (z.B. unterer Gastrointestinaltrakt und die Nieren).
• Stereozilien - eine Art Mikrovilli, die allerdings etwas länger und unbeweglich sind. Zu ihren Funktionen gehören Absorption (Nebenhoden und Ductus deferens) und Mechanosensibilität (Innenohr).
• Zilien - fingerähnliche Ausstülpungen, die man bei fast jeder Epithelzelle findet. Es gibt drei Formen von Zilien: bewegliche, primäre und nodale Zilien. Ihre Funktionen sind jeweils etwas anders. Bewegliche Zilien können fremde Partikel von der Epitheloberfläche abtransportieren. Primäre und nodale Zilien sind bei der Weiterleitung von extrazellulären Signalen in den Intrazellulärraum und in der Embryonalentwicklung von Bedeutung.

Zellkontakte

Zell-Zell-Kontakte sind Proteinkomplexe, die sich an der basolateralen Zellmembran von Epithelzellen befinden. Sie ermöglichen eine gewisse Zellpolarität, da sie die Epithelzelle mit ihrem Umfeld verankern und auf diese Art und Weise ausrichten.

Nach lateral verbinden solche Zellkontakte Epithelzellen untereinander, um einen durchgehenden Zellverband zu schaffen. Nach basal verankern Zellkontakte die jeweilige Epithelzelle mit dem subepithelialen Bindegewebe. Es gibt insgesamt fünf Arten von Zell-Zell-Kontakten:

• Tight junctions (Verschlusskontakte) – komplexe Zellkontakte, die den Interzellularraum zwischen zwei Zellen abdichten und folglich undurchlässig machen.  
• Adhäsionskontakte und Desmosomen – verbinden die Zytoskelette benachbarter Zellen.
• Kommunikationskontakte (Gap junctions) – Verbindungen zwischen benachbarten Zellen, die den Austausch von kleinen Molekülen zwischen den Zellen erlauben.
• Hemidesmosomen – Zell-Matrix-Kontakte, die die Zelle an einer Basalmembran verankern.

Extrazelluläre Matrix

Epithelzellen bilden meist eine oder mehrere Schichten von dichten Zellverbänden. Diese Schichten sind durch ein wenig extrazelluläre Matrix voneinander getrennt. Die unterste Epithelzellschicht bildet eine spezialisierte extrazelluläre Matrix: die Basalmemban.

Diese Basalmembran trennt das Epithel von dem darunter liegenden Bindegewebe. Erinnerst du dich noch an die Hemidesmosomen aus dem letzten Abschnitt? Hemidesmosomen und einige andere Zell-Matrix-Kontakte verankern die Epithelzellen an der darunter liegenden Basalmembran.

Das subepitheliale Bindegewebe, mitsamt der Basalmembran, stabilisiert also das Epithel. Außerdem enthält es die Blutgefäße für das darüber liegende Epithelgewebe. Unter der Mukosa (Schleimhaut) von inneren Organen nennt man das subepitheliale Bindegewebe Lamina propria.

Gewebe

Zum Schluss zoomen wir noch einmal raus und schauen uns das Epithelgewebe als eines der vier großen menschlichen Gewebearten an. Epithelgewebe wird von den Epithelzellen gebildet. Solch enge Epithelzellverbände, die teilweise in mehreren Schichten organisiert sind, können nur mithilfe starker Zell-Zell-Kontakte bestehen bleiben.

Die unterste Epithelzellschicht liegt der Basalmembran auf. Die oberste Epithelzellschicht bildet immer eine Oberfläche und ist folglich zu ihrer apikalen Seite hin frei; das heißt, ohne festen Kontakt zur Umgebung. Epithelgewebe ist avaskulär, aber innerviert. Nährstoffe erhält das Epithel über Diffusion aus den Blutgefäßen des subepithelialen Bindegewebes.

Desweiteren enthält Epithelgewebe Stammzellen, die eine kontinuierliche Erneuerung des jeweiligen Epithels garantieren. Sie befinden sich meistens in den untersten Epithelzellschichten nahe der Basalmembran. Einige Epithelien erneuern sich sogar sehr schnell (Haut) und haben deshalb einen hohen Zellumsatz.

Schau dir an dieser Stelle doch mal die Histologie der verschiedenen Gewebearten des Körpers an.

Plattenepithel

Plattenepithel besteht aus flachen Epithelzellen, die zusammengedrückt und abgeflacht (wie Haferflocken oder Fischschuppen) erscheinen. Sie sind breiter als sie hoch sind und haben einen ovalen Zellkern.

Isoprismatisches (kubisches) Epithel

Isoprismatische Epithelzellen haben ein würfelförmiges Aussehen. Sie sind genauso breit wie hoch. Aus diesem Grund werden sie auch als kubisch bezeichnet. Der Zellkern in isoprismatischen Epithelzellen ist groß, rund und befindet sich zentral in der Zelle. Das Zytoplasma der Zellen ist reich an Organellen.

Hochprismatisches (zylindrisches Epithel)

Hochprismatische Epithelzellen haben eine rechteckige (oder zylindrische) Form. Sie sind höher als sie breit sind. Der Zellkern ist etwas in die Länge gezogen und hat deshalb eine ovale Form. Auch die hochprismatischen Epithelzellen sind reich an Organellen.

Häufig besitzen sie apikale Ausstülpungen wie Mikrovilli oder Zilien. Gelegentlich sind sie modifizierte Epithelzellen, die Mukus oder anderes Sekret produzieren und sezernieren. In manchen Stellen des Körpers bilden sie sogar spezialisierte sensible Rezeptoren.

Einschichtiges Epithel

Einschichtiges Epithel besteht aus einer Schicht von Epithelzellen, die auf einer Basalmembran liegen. Diese Zellen können entweder flach, iso- oder hochprismatisch sein.

Einschichtiges Plattenepithel - eine Schicht von Plattenepithelzellen. Diese Epithelart bildet dünne Zellverbände, durch die Moleküle relativ leicht passieren können (Diffusion, Filtration). Solche durchgehenden Zellverbände aus Plattenepithelzellen stellen eine glatte, flache Oberfläche dar, über die Flüssigkeiten und andere Gewebe ohne große Reibungseffekte fließen oder vorbeigleiten können.

Einschichtige Plattenepithelien bieten keinen großen Schutz. Unter gewissen Umständen können solche Epithelien ihre Zellen sogar abwerfen (Desquamation). Einschichtiges Plattenepithel kleidet Kapillaren und Blutgefäße (Endothel), die Alveolen der Lunge und das Herz (Endokard) von innen aus. Außerdem findet man einschichtiges Plattenepithel in den Glomeruli der Niere und in serösen Membranen (Mesothel).

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Einschichtiges isoprismatisches Epithel – eine Schicht von isoprismatischen Epithelzellen. Diese Art von Epithel bietet schon mehr Schutz als das einschichtige Plattenepithel; allein schon aufgrund seiner größeren Dicke. Einschichtiges isoprismatisches Epithel hat außerdem sekretorische, absorptive und exkretorische Funktionen. Aus diesen Gründen ist sein Zytoplasma reich an Organellen.

Einschichtiges isoprismatisches Epithel findet man deshalb gerade in den Organen, die ebenfalls diese Funktionen erfüllen: Ausführungsgänge von Speicheldrüsen, Leber, Pankreas und andere exokrine Drüsen. Außerdem bildet einschichtiges isoprismatisches Epithel Schilddrüsenfollikel, Nierentubuli und die Tubuli seminiferi der Hoden. Es bedeckt überdies auch noch die Oberfläche der Ovarien (Keimepithel)

Einschichtiges hochprismatisches Epithel – eine Schicht von hochprismatischen Epithelzellen. Funktionell ähnelt das einschichtige hochprismatische Epithel dem einschichtigen isoprismatischen Epithel: Schutz, Sekretion, Absorption und Exkretion. Auch das einschichtige hochprismatische Epithel ist dick und reich an Organellen im Zytoplasma.

Häufig findet man beim einschichtigen hochprismatischen Epithel apikale Oberflächenspezialisierungen (z.B. Mikrovilli, Zilien). Diese apikalen Oberflächenstrukturen tragen beispielsweise zu einer besseren Absorption bei oder ermöglichen einen gerichteten Transport entlang der apikalen Epitheloberfläche. Einschichtiges hochprismatisches Epithel befindet sich in der Magen-, Darm- und Gallenblasenwand.

Mehr über einschichtiges Epithel findest du unter den folgenden Links.

Mehrreihiges Epithel

Mehrreihiges Epithel ist eine Form von einschichtigem hochprismatischen Epithel. Wie der Name schon sagt, besteht es aus mehreren Reihen von Epithelzellen innerhalb einer Schicht. Das Besondere ist hierbei, dass zwar jede Epithelzelle in mehrreihigem Epithel mit der Basalmembran verbunden ist (wie beim einschichtigen Epithel), aber nicht jede Epithelzelle bis zur Epitheloberfläche (beziehungsweise bis zum Lumen) reicht.

Auf diese Art und Weise entsteht das histologische Bild einer Epithelzellschicht mit unterschiedlich großen Zellen, deren Zellkerne auf unterschiedlichen Höhen lokalisiert sind. Es gibt mehrreihige hochprismatische Epithelien mit Zilien (obere Atemwege), mit Stereozilien (Epididymis) oder ohne jegliche apikale Oberflächenspezialisierung.

Mehrschichtiges Epithel

Mehrschichtiges Epithel besteht aus mindestens zwei Epithelzellschichten. Abhängig von der Form der apikalen Epithelzellschicht kann man es weiter in mehrschichtiges Plattenepithel, mehrschichtiges isoprismatisches oder in mehrschichtiges hochprismatisches Epithel einteilen. Desweiteren gibt es zwei Formen von spezialisiertem mehrschichtigem Epithel: verhorntes Epithel und Übergangsepithel.

Mehrschichtiges Plattenepithel – mehrere Schichten von Plattenepithelzellen. Mehrschichtiges Plattenepithel bietet Schutz vor Abrieb und Wasserverlust. Es gibt verhorntes und unverhorntes mehrschichtiges Plattenepithel. Die Epithelzellen des unverhornten mehrschichtigen Plattenepithels schilfern in der Regel nicht ab.

Unverhorntes mehrschichtiges Plattenepithel kleidet die Mundhöhle, den Ösophagus, den Larynx, die Vagina und den Analkanal aus. Außerdem findet man es an der äußersten Schicht der Cornea.
 
Mehrschichtiges isoprismatisches Epithel - erfüllt ebenfalls eine wichtige Schutzfunktion. Außerdem bildet es die Ausführungsgänge von Schweißdrüsen und größeren exokrinen Drüsen, kleidet die Junctio anorectalis aus und umgibt die Ovarialfollikel.
 
Mehrschichtiges hochprismatisches Epithel - seltener als die anderen Formen mehrschichtiger Epithelien. Auch das mehrschichtige hochprismatische Epithel hat eine Schutz- und eine sekretorische Funktion. Man findet es in den Konjunktiven der Augen und auch in Ausführungsgängen größerer exokriner Drüsen.

Eine spezialisierte Form von mehrschichtigem hochprismatischen Epithel ist das Sinnesepithel. Die Epithelzellen im Sinnesepithel haben verschiedene apikale Oberflächenspezialisierungen, die bestimmte äußere Reize aufnehmen können. Sinnesepithel befindet sich zum Beispiel in der Retina des Auges (Mikrovilli), in den Geschmacksknospen der Zunge (Mikrovilli), im Corti-Organ (Stereozilien) und in den Bogengängen des Innenohrs (Mikrovilli, Stereozilien und Zilien).

Mehrschichtiges verhorntes Plattenepithel - ein spezialisiertes Epithel, bei dem die oberflächlichste Zellschicht aus toten Zellen besteht, die abschilfern. Bei dieser Form des Epithelgewebes reifen die Epithelzellen zunächst aus, verlieren dann aber ihren Nucleus und später auch ihr Zytoplasma. Stattdessen produzieren sie viel Keratin, ein wasserabweisendes Protein. Während dieser Epithelzellreifung wandern die Zellen von der Basalmembran bis hoch zur oberflächlichsten Schicht, wo sie dann durch Abnutzung abschilfern.

Mehr zu mehrschichtigen Epithelien findest du hier:

Übergangsepithel

Übergangsepithel ist eine Form von mehrschichtigem Epithel. Es befindet sich in einigen Organen, die sich dehnen können. Man nennt es Übergangsepithel, weil die Form der oberflächlich liegenden Epithelzellen stets nur eine Übergangsform ist. Sie können ihre Form nämlich verändern (zum Beispiel von kubisch zu flach), wenn das Organ aufgedehnt wird.

Das Übergangsepithel findet man in einigen Abschnitten der ableitenden Harnwege: Nierentrichter, Ureteren und Harnblase. Aus diesem Grund wird das Übergangsepithel meist auch einfach als Urothel bezeichnet.

Exokrine Drüsen

Exokrine Drüsen sezernieren ihre Sekrete stets aus dem Körper heraus auf die äußere Oberfläche oder in Körperhöhlen, beziehungsweise Hohlorgane hinein. Sie können intraepithelial oder extraepithelial sein.

Intraepitheliale exokrine Drüsen sind einzelne oder kleine Gruppen von Zellen, die ins Epithel eingebettet sind. Ein Beispiel dafür sind die Becherzellen im Gastrointestinaltrakt oder in den Atemwegen.

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Extraepitheliale exokrine Drüsen bestehen aus zwei Teilen: einer sekretorischen Einheit, die das Sekret in ein Lumen sezerniert, und einem Ausführungsgang, der das Sekret aus der Drüse herausbefördert. Extraepitheliale exokrine Drüsen kann man dann auch noch abhängig von der Form ihrer Ausführungsgänge weiter differenzieren:

• Einfache Drüsen haben einen unverzweigten Ausführungsgang, der aber unterschiedlich geformt sein kann: tubulär, verzweigt tubulär, gewunden tubulär, alveolär oder verzweigt alveolär.
• Zusammengesetzte Drüsen haben einen verzweigten Ausführungsgang. Abhängig von ihrer sekretorischen Einheit unterteilt man sie weiter in tubuläre, azinöse oder tubuloazinöse Drüsen.

Extraepitheliale Drüsen kann man auch nach ihrem Sekretionsmodus einteilen: merokrin (Sekretion durch Exozytose), holokrin (Sekretion durch Apoptose) und apokrin (Sekretion durch Abgabe von Teilen der apikalen Zellmembran).

Merokrine Drüsen können noch weiter in drei Gruppen von Drüsen unterteilt werden:

• Muköse Drüsen: sezernieren ein visköses Sekret, das reich an Proteinen ist, die an Kohlenhydraten gebunden sind (Glandula sublingualis).
• Seröse Drüsen: sezernieren ein eher wässriges Sekret, in dem weniger Proteine vorhanden sind. Und die vorhandenen Proteine sind nicht an Kohlenhydrate gebunden (Glandula parotidea).
• Seromuköse Drüsen: sezernieren ein gemischtes, wenig visköses Sekret (Glandula submandibularis).

Endokrine Drüsen

Endokrine Drüsen haben keine Ausführungsgänge. Stattdessen werden die Stoffe, die sie sezernieren, nämlich Hormone, direkt in die Blutgefäße abgegeben. Von dort aus gelangen sie über den Blutkreislauf zu den Zielorganen, an denen sie ihre Wirkung entfalten sollen. Endokrine Epithelzellen können auf drei Arten vorliegen:

• Als Drüsenparenchym großer endokriner Drüsen (z.B. Epiphyse, Nebenniere)
• Eingebettet in das Parenchym anderer, nicht primär endokriner Organe (z.B. juxtaglomeruläre Zellen der Niere, Leydig-Zellen des Hodens)
• Vereinzelt unter anderen Epithelzellen als Teil des vegetativen Nervensystems (diffuses neuroendokrines System - DNES)

Es gibt keine uniforme Struktur der endokrinen Zellen. Sie werden eher nach der Art ihres Sekrets klassifiziert: Zellen, die Proteine (Peptidhormone) sezernieren und Zellen, die Lipide (Steroidhormone) sezernieren.

Mehr über Drüsen kannst du hier lernen:

Sekretion

Epithelzellen sind in der Lage dazu, Makromoleküle zu sezernieren. Das beste Beispiel dafür sind natürlich die Drüsenepithelien. Endokrine Drüsen sezernieren Hormone, die eine Vielzahl von Körperfunktionen regulieren. Dazu zählen beispielsweise Blutzuckerspiegel (Insulin), Zellstoffwechsel (Thyroxin) oder die Hämodynamik (Noradrenalin).

Exokrine Drüsen schützen die Körperoberflächen (Talg der Oberhaut) oder unterstützen die Funktion der jeweiligen Organe, von denen sie gebildet werden (Verdauungsenzyme des Dünndarms).

Absorption

Oberflächenepithel, das Mikrovilli an seiner apikalen Zellmembran exprimiert, ist dafür gemacht, die Absorptionsfläche zu vergrößern. Dadurch können auf kleinerem Raum mehr Stoffe vom Epithel aufgenommen werden. Das Zylinderepithel des Dünndarms ist ein gutes Beispiel dafür. Dort werden Nährstoffe aus der Nahrung aufgenommen und ins Blut abgegeben.

Stofftransport

Epithelzellen besitzen Kanäle und Transporter an der apikalen und basalen Zellmembran. Über diese können Stoffe in die Zelle hinein und wieder hinaus transportiert werden. Zylinderepithelzellen des Ileums können auf diese Art und Weise zum Beispiel Eisen aus dem Darmlumen aufnehmen und direkt wieder in die Kapillaren weitergeben.

Die kubischen Epithelzellen der Nierentubuli können Wasserstoff-Ionen aus dem Körper in den Urin abgeben. Plattenepithel in serösen und mukösen Membranen sowie in Kapillaren ist ebenfalls für einen Stofftransport in beide Richtungen gemacht.

Schutz

Epithelgewebe bildet häufig eine Schutzschicht. Darunter liegende Organe werden vor mechanischen und chemischen Einflüssen wie Intoxikationen, Abnutzung oder Infektionen geschützt. Aus diesem Grund hat Epithelgewebe auch keine Blutgefäße. Im Rahmen von Abnutzungserscheinungen könnten sonst häufiger Blutgefäße verletzt werden und es würde zu Blutungen kommen.

Epithelgewebe, das besonders widerstandsfähig gegen Abnutzung ist, ist zum Beispiel das mehrschichtige verhornende Plattenepithel der Epidermis. Es besteht aus mehreren Epithelzellschichten und die Epithelzellen haben eine sehr hohe Teilungsrate. Letzteres bedeutet, dass diese Art von Epithel nach einer Verletzung sehr schnell wieder verheilt.

Sinneswahrnehmung

Epithel kann außerdem so spezialisiert sein, dass es Reize aufnehmen und in neuronale Impulse übersetzen kann. Ein Beispiel dafür ist das mehrreihige hochprismatische Epithel der Nasenschleimhaut, das auch Riechepithel genannt wird. Die Epithelzellen des Riechepithels tragen an der apikalen Zellmembran Zilien, mit denen sie chemische Signale in bestimmten Düften wahrnehmen können. Von dort wird die Information in neuronalen Impulsen kodiert an den Nervus olfactorius (HN I) weitergegeben. Dieser leitet diese afferenten sensiblen Signale weiter ins zentrale Nervensystem. Weitere Beispiele für Sinnesepithel sind das mehrreihige hochprismatische Epithel der Retina, das Epithel der Geschmacksknospen, des Corti-Organs oder der Bogengänge des Innenohrs.