Die Zelle ist der kleinste Baustein in unserem Körper.

Ein erwachsener Mensch besteht aus ungefähr 20-40 Billionen Körperzellen. (eine Billion entspricht tausend Milliarden --> 1'000'000'000'000)

 Die Lebensdauer einer Zelle ist sehr verschieden. * Die kürzeste Lebenserwartung haben die weissen Blutkörperchen. Sie leben einige Tage und werden laufend durch neue ersetzt.
Der Mensch ist während des gesamten Lebens auf die gleiche Nervenzellen angewiesen. Sie sind nicht ersetzbar.

Der Aufbau der Zellen

Die Menschlichen Zellen unterscheiden sich von pflanzlichen Zellen dadurch, dass nur in den pflanzlichen Zellen Chronoplasten (Blattgrün) vorkommt. Chloroplasten sind für die Photosynthese verantwortlich.

Zellmembranen

Auch Elementarmembranen genannt; Sie trennen und verbinden zugleich. Sie trenne die Stoffe, welche nicht in die Zellen gehören von den lebenswichtigen Stoffen, welche ungehindert passieren können. Wie ist aber eine solche Membrane beschaffen, die diese Fähigkeit besitzt?
Eine Zellmembrane (Meist eine Doppelmembrane besteht aus zwei schichten Lipoid-Moleküle, die erste schicht liegt auf der Grenzschicht zwischen Zelle und der zweiten Schicht. Die Moleküle breiten sich auf der gesamten Oberfläche aus wie ein tropfen Fett auf einer Wasseroberfläche. In der ein Molekül dicke Lipoidschicht stehen die Moleküle wie Soldaten wohlgeordnet nebeneinander, mit dem Fuss an der Zelle und dem Kopf in der Zwischenschicht. Der Fuss ist die Stelle, wo die Phosphorsäure sitzt. Diese ist Wasserlöslich (Hydrophil) am Kopf sitzt die Fettsäure diese ist Wasser abstossend (hydrophob). Die zweite Schicht ist ebenfalls eine Lipoidschicht. Da sich die hydrophopen Köpfe der Lipoidmoleküle aber weder mit den Protoplasten noch mit der Zellwand befreunden können, kehren sie sich kurzerhand gegeneinander; sie strecken die Köpfe zusammen und bilden so den Angesprochenen Doppelfilm (bimolekular).  Damit die Lipoidfilme stabil bleiben sind zusätzlich monomolekulare Proteinfilme nötig. 

Ribosome

Ribosome sind die Orte der Proteinsynthese, also praktisch Fabriken welche aus Aminosäuren Eiweiss , Protein herstellen.

Mitochondrien

Die Mitochondrien sind die Kraftwerke der Zellen. Der Name Mitochondrium kommt aus dem Greichischen (mitos = Faden,  chondros = Korn  Fadenkörnchen) Der Name wurde um die Jahrhundertwende geprägt und zwar für fädige Gebilde, die mit dem Lichtmikroskop gelegentlich in lebenden Zellen zu sehen waren. Heute wissen wir dank den Elektronenmikroskopen, dass die Mitochondrien  eher einem Eiförmigen aussehen haben.

 Bild

Die Mitochondrien bestehen aus einer Doppelmembrane und Einstülpungen der inneren Hüllmembranen um die innere Oberfläche zu erhöhen.

Die Energieproduktion in den Mitochondrien.

Wie wir im Kapitel Muskelkontraktion noch sehen werden, beruht das zusammenziehen einer Muskelzelle auf der Kontraktion und Relaxration von Eiweissmolekülen, die ihrerseits zu Hunderten parallel gebündelt, im Muskelfibrillen, sogenannten Myofibrillen liegen.

Dass Polypeptidketten aus der gestreckten Form in die noch kürzere b Helix übergehen können und umgekehrt, braucht es Energie. Die Form dieser Energie ist das ATP.

Wie wird nun dieses ATP gewonnen?

Die Verbrennung von Traubenzucker (C₆H₁₂O₆) zu Kohlendioxid (6xCO₂) und Wasser (6xH₂O) würde in einem schritt vollzogen schlagartig eine grosse Energiemenge freisetzen, dass die Zellen sie gar nicht verkraften könnten, sondern selbst mit „Verbrennen“ würden. So wird die Reaktion in 24 Teilschritte unterteilt. Jeder einzelne Schritt wird von mindestens einem Enzym bewerkstelligt, welche in der richtigen Reihenfolge vorliegen. Die ersten 10 Teilschritte werden als Glukolyse (Glukose = Zucker, Lysis = Auflösung) bezeichnet und lauft ohne Sauerstoff ab. Sie führt von der Glukose bis zur Brenztraubensäure. Dieser Teil findet nicht in den Mitochondrien statt, wohl aber die nun folgenden Schritte. Sie werden als „Zitronensäurezyklus“ oder „Krebszyklus“ bezeichnet und sind in allen Einzelheiten bekannt. (Siehe dazu auch à Krebszyklus)  Zusammengefasst wird dem ADP ein Phosphorsäure-Molekük zugeführt und daraus entsteht ATP. Da diese Phosphorisierung unter Sauerstoffverbrauch abläuft, heisst sie auch oxidative Phosphotisierung.

Die Mitochondrien sind die Orte der oxidativen Phosphorylierung, aus diesem Grunde werden sie zurecht Kraftwerke der Zellen genannt. Dass aber die Mitochondrien noch andere biochemische Reaktionen durchführen, z.B. Aminosäuren aufbauen, sei hier nur am Rande vermerkt. 

Die Produktion von ATP direkt in den Zellen ist sehr zweckmässig, da die Energie dort entsteht, wo sie verbraucht wird und somit die kürzesten Wege vorliegen.

 Siehe Auch weitere Hinweise im WEB

Dictyosomen

Dictyosomen sind für Sekretion von verschiedenen Substanzen zuständig. Sie synthetisieren Zellwandsubstanzen.

Pinocytose und Extrusion

Diese beiden Vorgänge zeigen den Stoffwechsel der Zelle mit der Umgebung. Der Name Pinocytose (vom Griechischen pinein = trinken) beschreibt den Vorgang der Stoffaufnahme, während man unter Extrusion die Stoffabgabe charakterisiert.

Die beschriebenen Organellen weisen insofern Gemeinsamkeiten auf, als sie vielfach mit Elementarmembranen ausgestattet, oder von solchen umgeben sind.

Das Elastoplasmatische Reticulum dient unter anderem dem Stofftransport innerhalb der Zellen.

Der Zellkern

Der Zellkern ist der Träger der genetischen Information.

Wie einstehen die Organellen welche für uns Sportler am interessantesten sind, die Mitochondrien?

Wenn bei der Zellteilung jede der beiden Tochterzellen den gleichen Organellenbestand mitbekommen soll, dann müssen sich diese synchron mit dem Kern teilen und sie müssen gleichmässig auf die Tochterzellen verteilt werden. Nur durch Training werden also gerade diese Zellen vermehrt, welche für die entsprechende Tätigkeit verantwortlich sind.