Video: Zell- und Gewebearten

Hallo, ich bin Cuco von Kenhub und ich begrüße euch zu einem neuen Tutorial.

Heute gibt es ein Histologie-Tutorial, das sich dem Thema „Zell- und Gewebearten“ widmet.

Ihr werdet heute vier wichtige Gewebearten des menschlichen Körpers kennenlernen. Außerdem zeige ich euch die Zellen, aus denen diese Gewebe bestehen. Konkret geht es dabei um Epithelgewebe, Bindegewebe, Muskelgewebe und Nervengewebe. Bevor wir damit anfangen, möchte ich euch aber erst mit mikroskopischen Bildern von Zellen und Geweben vertraut machen.

Wie ihr vielleicht schon wisst, beschäftigt sich die Histologie mir der mikroskopischen Anatomie. Im Histologiekurs werdet ihr daher Gewebeschnitte unter dem Mikroskop betrachten. Das können wir euch in diesem Tutorial leider nicht bieten. Stattdessen werde ich euch viele mikroskopische Bilder von den besprochenen Zellen und Geweben zeigen.

Hier seht ihr einen gefärbten Querschnitt des Ureters, auf Deutsch Harnleiter. Färbungen haben in der Histologie eine große Bedeutung, da so farbliche Kontraste entstehen. Sie ermöglichen erst die Visualisierung von Geweben, Zellen und sogar deren inneren Strukturen. Wenn wir eine größere Vergrößerung für dieses Präparat einstellen, könnt ihr hier mehrere rote Punkte erkennen, die auf dieser violetten Fläche verteilt sind. Habt ihr eine Idee, was diese Punkte sein könnten? Genau, jeder einzelne ist ein Zellkern. Zusammen bilden diese Zellen das Urothel, eine Unterform des Epithelgewebes.

Epithelgewebe, oder einfach nur „Epithel“, ist von großer Bedeutung, da es unsere inneren und äußeren Körperoberflächen begrenzt. Seine Hauptfunktionen sind Schutz, Absorption, Sekretion und Filtration. Die Zellen, die Epithelgewebe bilden, heißen Epithelzellen. Sie liegen eng aneinander, Zellzwischenraum ist kaum vorhanden. Epithelzellen werden nach ihrer Form eingeteilt. Es gibt flache, kubische und zylindrische Epithelzellen. Flache Zellen besitzen einen sehr dünnen Zellleib, den man erst in einer stärkeren Vergrößerung sieht. Kubische Zellen haben eine quadratische Form, weshalb sie auch „isoprismatisch“ genannt werden. Zylindrische Zellen haben die Form eines hohen Prismas und werden deshalb auch als „hochprismatisch“ bezeichnet. Zudem können Epithelien einschichtig oder mehrschichtig angeordnet sein. Die Form und Anordnung der Epithelzellen gibt dem entsprechenden Epithelgewebe meist seinen Namen. Allerdings gibt es auch einige Epithelien mit besonderen Eigenschaften, die nach ihrer Spezialisierung benannt werden.

Die wichtigsten Epithelarten sind das „einschichtige kubische Epithel”, das „einschichtige Plattenepithel” und das „einschichtige zylindrische Epithel”. Auch bei den mehrschichtigen gibt es einerseits das „mehrschichtige kubische”, das „mehrschichtige platte” und „mehrschichtige zylindrische Epithel”. Wie diese Gewebe aussehen, könnt ihr euch jetzt jeweils aus dem Namen herleiten.
Einige spezialisierte Epithelgewebe, die ihr kennen solltet, sind das „verhornte mehrschichtige Plattenepithel”, das „mehrreihige zylindrische Epithel” und das „Urothel”.

Die erste Unterform des Epithelgewebes, die ich euch zeigen möchte, ist das „einschichtige kubische Epithel”. Es kleidet kleine Tubuli, Gänge und Drüsen des Körpers aus. Seine Hauptfunktion besteht in der Sekretion und Absorption. In diesem Präparat ist ein Querschnitt der Niere dargestellt, wo ihr das einschichtige kubische Epithel hier sehen könnt. Es kleidet eines der vielen Sammelrohre aus, die der Urinkonzentrierung dienen. Mehrschichtiges kubisches Epithel hat dieselben Funktionen, ist aber seltener und kommt hauptsächlich in den Gängen von Schweißdrüsen und bei der Auskleidung größerer Drüsen vor.

Das einschichtige Plattenepithel bildet eine selektive Schranke bei der Diffusion von kleinen Molekülen. Daher findet man es überall dort, wo Diffusion stattfindet, z.B. als Auskleidung der Alveolen und der Blutgefäße. In diesem Präparat seht ihr hier, dass es die Bowman’sche Kapsel bildet, die dieses Glomerulum umgibt.

Mehrschichtiges Plattenepithel findet sich überall dort, wo Gewebeabrieb geschieht, z.B. im Ösophagus und in der Mundhöhle. Seine Funktion ist es also das darunter liegende Gewebe zu schützen. Die Epidermis, die konstant mechanischem Abrieb ausgesetzt ist, besteht aus einer speziellen Unterform dieses Epithels, dem „verhornten mehrschichtigen Plattenepithel”, das hier abgebildet ist. Abgeschilferte, in Kreatin eingebettete Zellen bilden die äußerste Schicht.

Einschichtiges hochprismatisches Epithel dient der Absorption, Sekretion, dem Schutz und der Befeuchtung. Es kleidet den Gastrointestinaltrakt aus. In diesem Präparat seht ihr einschichtiges hochprismatisches Epithel, das die intestinalen Vili bedeckt. Mehrschichtiges prismatisches Epithel kommt recht selten vor, führt aber dieselben Funktionen aus und ist in einigen großen exokrinen Drüsen zu finden.

Ein spezialisiertes Epithel wird oft fälschlicherweise als mehrschichtiges hochprismatisches Epithel bezeichnet, da seine einschichtig angeordneten Zellen oft mehrschichtig erscheinen. Korrekterweise ist es aber ein mehrreihiges hochprismatisches Epithel. Es befindet sich hauptsächlich im Respirationstrakt und hat dieselben Aufgaben wie das einschichtige hochprismatische Epithel.

Das letzte Epithelgewebe, das ich euch zeige, haben wir ganz am Anfang schon gesehen, beim Querschnitt durch den Ureter. Dieses besondere Gewebe wird Urothel oder Übergangsepithel genannt. Es besteht aus mehrschichtigen Zellen, die sowohl kubisch als auch flach sein können. Wenn Urin durch den Ureter fließt, bedingt der Druck eine Dilatation des Lumens, wodurch die äußeren kubischen Zellen flach gedrückt werden. In dieser Abbildung ist das Lumen jedoch nicht dilatiert, daher seht ihr hier kubische Zellen. Dieses Gewebe befindet sich im Ureter, in Teilen der Harnblase und in der Urethra, der Harnröhre. Seine Funktion besteht darin, die Gewebe, die Urin leiten und sammeln, zu dehnen.

Direkt eng mit dem Epithel verbunden ist die Basalmembran, die hier in grün markiert ist. Sie trennt das Epithelgewebe von den darunterliegenden Gewebeschichten. Diese spezialisierte Form der extrazellulären Matrix dient der Stabilisierung der Gewebe. Manchmal wird diese Struktur auch als „Basallamina“ bezeichnet, wobei das eigentlich falsch ist. Die Basallamina ist nur eine Schicht der Basalmembran, die Begriffe sind keine Synonyme.

Weiter geht es nun mit dem Bindegewebe, einem wichtigen Stützgewebe.

Worin unterscheidet sich Bindegewebe denn eigentlich vom Epithelgewebe? Bindegewebe ist das am häufigsten anzutreffende Gewebe des Körpers. Es besteht hauptsächlich aus Fibroblasten, die eine gewisse Reparation von Geweben durch Narbenbildung ermöglichen. Ein Unterschied zwischen Epithel- und Bindegewebe besteht darin, dass Bindegewebe sehr viel extrazelluläre Matrix und Fasern aufweist, wohingegen das Epithel eine höhere Zelldichte besitzt. Die Hauptfunktion des Bindegewebes besteht in der Strukturgebung durch die Verbindung von verschiedenen Gewebearten.

Ausgehend von der extrazellulären Matrix kann man drei Arten von Bindegewebe unterscheiden: Gewebe mit flüssigen, mit semi-festen und mit festen Matrizen. In den folgenden Abbildungen werde ich euch einige Beispiele dieser drei Gruppen zeigen.

Eines der bedeutsamsten Bindegewebe des Körpers hat eine flüssige extrazelluläre Matrix. Es ist eine sehr wichtige Flüssigkeit des kardiovaskulären Systems. Richtig, das Blut! Blut besteht im Prinzip aus den Blutzellen, die von einer flüssigen extrazellulären Matrix umgeben sind, dem Plasma. In diesem Präparat seht ihr die Erythrozyten als rot-bräunliche bikonkave Scheiben. Ein Leukozyt ist zur Veranschaulichung hervorgehoben. Er ist hier eingekreist und wurde nochmal vergrößert. Die dunkelgrün markierte Fläche ist der Zellkern. Die Erythrozyten haben diese dunkelviolette Färbung nicht. Das liegt daran, dass sie keine Zellkerne besitzen. In dieser Abbildung seht ihr kleine violette Punkte wie diesen hier, das sind Thrombozyten, die für die Blutgerinnung von großer Bedeutung sind.

Zu den semifesten Bindegewebearten zählt unter anderem das lockere Bindegewebe. Manchmal wird es auch interstitielles Bindegewebe genannt. Es ist sehr weit verbreitet im Körper und befindet sich auch unterhalb der Basalmembran. Seine hohe Flexibilität verdankt es dem dehnbaren Kollagen und Elastin. Im lockeren Bindegewebe findet unter anderem der schnelle Gas- und Flüssigkeitsaustausch zwischen Geweben statt.

Neben dem lockeren Bindegewebe weist das straffe Bindegewebe auch eine semi-feste extrazelluläre Matrix auf. Wie sein Name schon verrät, ist es straffer als das lockere Bindegewebe. Es enthält mehr Kollagen als Elastin. Zudem sind die Fasern strukturierter aufgebaut, wodurch das Gewebe kräftiger ist. Straffes Bindegewebe bildet v.a. Sehnen und ist auch in der Dermis der Haut vorhanden, wie ihr auf diesem Präparat sehen könnt.

Ein letztes Gewebe mit einer semi-festen extrazellulären Matrix, ist das Fettgewebe. Es nimmt eine Sonderstellung unter den Bindegeweben ein, da es vergleichsweise wenig extrazelluläre Matrix und viele Zellen besitzt. Fettgewebe umgibt typischerweise Organe und andere Strukturen des Körpers. Es besteht aus Fettzellen, den Adipozyten, und kann sich am ganzen Körper befinden, häufig auch subkutan. Im Rahmen der histologischen Fixierung und Färbung werden die fetthaltigen Adipozyten herausgelöst und ihre Zellkerne verschieben sich zur Seite. Dadurch entsteht eine leer wirkende Zelle, wie ihr in diesem Präparat sehen könnt.

Eine Bindegewebeart mit einer festen extrazellulären Matrix ist der hyaline Knorpel. Es handelt sich hierbei wieder um eine spezialisierte Unterform des Bindegewebes, die aus Knorpelzellen, den Chondrozyten, besteht. Hyaliner Knorpel ist der am weitesten verbreitetste Knorpel des menschlichen Körpers. Er befindet sich auf den Gelenkseiten von Knochen, im Rippenknorpel und um die Luftröhre, die Trachea, herum. In diesem Präparat seht ihr die Trachea. Der sie umgebende hyaline Knorpel ist diese violett gefärbte, U-förmige Fläche. Er ist für die Rigidität der Trachea verantwortlich und verhindert ihr Kollabieren.

Die Substantia compacta des Knochens besteht auch aus Bindegewebe mit einer festen extrazellulären Matrix. Sie stützt und schützt weiche Gewebe und ist ein wichtiger Baustein des Skelettsystems. Gebildet wird sie von Knochenzellen, den Osteozyten. Havers-Systeme, wie dieses hier abgebildete, sind die strukturellen Untereinheiten von Knochen. Sie enthalten einen Havers-Kanal, der von konzentrischen Schichten an Lamellen umgeben wird. In diesen Lamellen befinden sich die Osteozyten.

Nun möchte ich gerne das Muskelgewebe mit euch besprechen.

Muskelgewebe ist ein Oberbegriff für die Muskeln des Körpers, die natürlich für die Bewegung von großer Bedeutung sind. Die Zellen, aus denen Muskeln bestehen, sind in der Regel länglich und kontraktionsfähig. Das verdanken sie ihren Aktin- und Myosinfilamenten. Man unterscheidet drei Arten von Muskeln: glatte Muskulatur, Herzmuskulatur und Skelettmuskulatur. In diesem Präparat seht ihr glatte Muskulatur, die wir gleich auch als erstes besprechen werden.

Die glatte oder viszerale Muskulatur umgibt Gefäße und Hohlorgane des Gastrointestinal- und Reproduktionstrakts.

Glatte Muskelzellen haben einen einzelnen, zentralen Zellkern und sind über gap junctions miteinander verbunden. Sie haben eine Spindelform und besitzen unregelmäßig angeordnete Aktin- und Myosinfillamente. Daher weisen sie, im Gegensatz zur Herz- und Skelettmuskulatur, keine Querstreifung auf. Die von der glatten Muskulatur durchgeführten Bewegungen sind meist unwillkürlich, d.h. wir können sie nicht bewusst kontrollieren.

Skelettmuskeln sind über Sehnen mit dem Skelettsystem verbunden. Sie dienen hauptsächlich den willkürlichen Bewegungen und der Stützung des knöchernen Skeletts. Die Zellen dieses Gewebes heißen Muskelfasern. Sie sind lang und unverzweigt und können mehrere Zentimeter messen. Jede Faser besitzt tausende peripher liegende Zellkerne und die Anordnung der Muskelfasern selbst ist sehr regelmäßig. Skelettmuskeln weisen eine Querstreifung auf, das liegt an den Myosin- und Aktinfilamenten, die parallel entlang der langen Achse angeordnet sind.
Jede Muskelfaser wird über Synapsen durch ein Motorneuron innerviert. Umso höher die Synapsendichte, desto feiner können wir den Muskel bewegen.

Die dritte Art von Muskulatur ist die Herzmuskulatur. Diese befindet sich, wie der Name verrät, nur am Herzen. Aktin- und Myosinfilamente verleihen ihnen, wie den Skelettmuskeln auch, ein quergestreiftes Aussehen. Im Gegensatz zu Skelettmuskeln besitzen Herzmuskelfasern aber nur ein bis zwei Zellkerne. Zudem bilden sie ein komplexes dreidimensionales Netzwerk aus Ästen. Gap junctions verbinden nebeneinanderliegende Zellen und ermöglichen die Weiterleitung eines Aktionspotentials. Somit können die Herzmuskelzellen synchron kontrahieren. Aufgrund von spezialisierten interzellulären Verbindungen ist der Herzschlag unwillkürlich.

Als letztes Gewebe zeige ich euch noch das Nervengewebe, aus dem das Nervensystem besteht.

Das Nervensystem kann in ein zentrales und ein peripheres System eingeteilt werden. Das zentrale Nervensystem, das auch als ZNS abgekürzt wird, besteht aus dem Gehirn und dem Rückenmark. Das periphere Nervensystem, das PNS, besteht aus Nerven, die Signale zwischen Körper und ZNS leiten. Die Zellen des Nervengewebes heißen Neurone. Man unterteilt sie weiter in Motorneurone, die Signale vom ZNS zum Körper leiten, und sensorische Neurone, die Informationen aus der Peripherie aufnehmen. Neben den Neuronen besteht Nervengewebe aus speziellen Stützzellen, den Gliazellen.

Fassen wir noch einmal dieses Einführungstutorial zu den Zell- und Gewebearten zusammen. Epithelgewebe kleidet die inneren und äußeren Körperoberflächen aus. Sie können nach ihrer Form eingeteilt werden, nämlich kubisch, flach und zylindrisch, oder nach ihrer Anordnung, d.h. ein- oder mehrschichtig. Darüber hinaus gibt es spezielle Epithelarten wie das Urothel.

Bindegewebe verbindet unterschiedliche Gewebearten miteinander und zeichnet sich durch seine reiche extrazelluläre Matrix aus. Von der Matrix ausgehend gibt es flüssiges Bindegewebe, allen voran das Blut, semi-festes Bindegewebe wie das lockere und straffe Bindegewebe oder das Fettgewebe, sowie festes Bindegewebe wie Knorpel und die Substantia compacta des Knochens.

Muskelgewebe sorgt für die Bewegung unseres Körpers. Man unterscheidet zwischen der glatten, Skelett- und Herzmuskulatur. Davon ist nur die Skelettmuskulatur willkürlich kontrollierbar.
Das Nervengewebe ist die Basis unseres zentralen und peripheren Nervensystems. Es besteht aus den Neuronen selbst sowie das dazwischenliegende Stützgewebe aus Gliazellen.