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| IMC Wiki | Gewebe, Übersicht

Gewebe, Übersicht

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In der Evolution traten Protobionten vor rund 3,9 Milliarden Jahren auf. Die ältesten Fossilien von Prokaryoten liegen bei 3,5 Milliarden, die von Eukaryoten bei 1,4 Milliarden Jahren.

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Hierzu bedurfte es im Laufe von 2 Millionen Jahren der Entstehung von Eukaryoten durch Endosymbiose, der Vereinigung von Prokaryoten.
Eukaryoten (Zellen mit Zellkern - vgl. Zellen) blieben entweder Einzeller bis auf den heutigen Tag, z. B. Euglena, das Wimpertierchen, oder bildeten Kolonien. Volvox ist vermutlich die erste Kolonie mit echten Zellverbindungen, einem Charakteristikum der Gewebe. Diese vermitteln vor allem die Synchronisation der Geißelbewegungen, wodurch gezielte Bewegungen und Richtungsänderungen möglich sind.

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Der nächste Schritt in der Evolution differenzierter, unterschiedlicher Gewebetypen war die Gastrulation. Kugelförmig Gebilde stülpen sich an einem Pol ein und führen zu einer Verdoppelung der Zellschicht: Ektoderm (äußere Schicht) und Entoderm (innere Schicht). Aus diesen Schichten entwickelten sich später Gewebe mit verschiedenen Strukturen und Funktionen, z. B. Außenhülle und Nahrungshöhle.
In der nächsten Stufe der Evolution bildete sich zwischen Außen- und Innenschicht eine weitere Gewebeart, das Mesoderm. Damit waren die drei Keimblätter vorhanden, die heute alle höher entwickelten Tiere einschließlich den Menschen auszeichnen. Mit der Differenzierung der Keimblätter verlieren die bis zum Stadium der Blastozyten existierenden Zellen ihre Omnipotenz, die Fähigkeit, einen ganzen Organismus zu bilden. In weiteren Stadien sind die Stammzellen, das sind alle Ausgangszellen von Geweben, nur noch in der Lage, eine oder mehrere aber nicht mehr alle Gewebe des Organismus zu bilden, z. B. das Ektoderm nur noch Haut und Nervensystem.
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Gewebezüchtung

Für die Gewebezüchtung werden Stammzellen in einem bestimmten Entwicklungsstadium von einem bestimmten Ort, z. B. eines Keimblattes, entnommen, um eine genau definierte Gewebeart zu züchten, z. B. verhornendes Plattenepithel (s. u.) zum Hautersatz.
In frühen embryonalen Stadien können die Zellen noch keine Immunreaktion auslösen. Durch die Konfrontation mit Zellmaterial eines prospektiven Empfängers könnte man die gezüchteten Gewebe für diesen verträglich machen. So könnte man Gewebe transplantieren ohne Immunsuppression (vgl. Immunsuppression nach Organtransplantation).
Ein Teil der Gewebe wird zeitlebens von Stammzellen regeneriert, z. B. die Blutzellen.

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Andere Gewebe, die Dauergewebe, regenerieren sich aus identischen Zellen, z. B. die Haut aus ihren unteren Zellschichten. Schließlich gibt es Gewebe, deren Zellen nach der Reifung des Organismus nicht mehr teilungsfähig sind, z. B. Nervenzellen. Sie werden niemals ersetzt.
Gewebe sind Vereinigungen von Zellen, meistens mehrerer Zellarten, mit Vorherrschen einer die Funktion bestimmenden Kategorie, z. B. Nervengewebe, die aus Nerven- und Bindegewebszellen bestehen. Es gibt vier Hauptgewebearten: Epithelgewebe, Bindegewebe, Muskel- und Nervengewebe. In unserem Bilderbogen wird Blut als flüssiges 5. Gewebe mit einbezogen. Einzeller sind frei, leben aber gefährlich. Der Zusammenschluss von Zellen zu Geweben hat Vorteile, emergente Eigenschaften. In den Organen der Organismen finden sich unterschiedliche Gewebe. Eine Gewebeart ist dann aber dominierend, die übrigen sind Unterstützungsgewebe für die Funktion, z. B. die Epithelzellen der Lunge und die Bindegewebsformationen der Luftwege. Die Zellen eines Gewebes besitzen untereinander vielfältige Verbindungen, welche die Synchronisation erlaubt. Gewebe sind so in der Lage, Leistungen zu erbringen, die der einzelnen Zelle nicht möglich ist, z. B. in der Muskulatur die Übertragung der Kraft über weite Strecken (z. B. Bizepsmuskel). Der Nachteil für die solchermaßen in Gewebe eingebundenen Zellen sind vor allem die gemeinsame Erkrankung oder der gemeinsame Untergang bei Störungen. Nicht alle Körperzellen bilden Gewebe, z. B. die Keimzellen.

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Einige Zellverbände erfüllen nicht die Kriterien von Geweben, z. B. die Lymphozyten (Zellen des Immunsystems), die Blutzellen, die Zellen der Blut- und Lymphgefäße sowie die Keimzellen, welche streng individualistisch leben (Bildskelett: Albrecht Dürer: Die Proportionslehre). In der Systematik dieser Bilderbogen wird das Blut, welches ein Zusammenschluss dreier Zellarten ist (Erythrozyten, Leukozyten, Thrombozyten ) als 5. Gewebeart aufgeführt. Blut ist die Lebensader aller anderen Gewebe und Zellsysteme. Die zellulären und plasmatischen Bestandteile sind synchronisiert, wenn auch die Zellen nicht fest fixiert und auch ohne Zellverbindungen sind. Die Basalmembran der Gewebe wird bei Blut durch das Endothel der Blutgefäße ersetzt.

Entstehung und Typisierung

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In der zweiten Woche der Entwicklung des Embryos entstehen zwei Zelllagen, das äußere (Ektoderm) und innere (Entoderm) Keimblatt. Zwischen diesen entsteht in der dritten und vierten Woche das mittlere Keimblatt (Mesoderm). Diese drei Keimblätter sind der Ausgangspunkt aller Gewebe. Die drei Keimblätter nach 3 Wochen (21 Tagen): (vgl. Zugehörigkeit der Zellen und Gewebe zu den Keimblättern)
  • En = Entoderm
  • Mes = Mesoderm
  • Ek = Ektoderm
Ektoderm: Nervengewebe (Nervensystem, Sinnesorgane), Oberhaut (Epidermis)
Entoderm: Epithel der Atemwege, des Verdauungstraktes. einschließlich der Anhangsdrüsen, (Leber, Bauchspeicheldrüse)
Mesoderm: Bindegewebe, Stützgewebe, Knorpel, Blutzellen, (Knochenmark), Blutgefäße, Muskulatur
Die Bezeichnung der Gewebe erfolgt unter dem Gesichtspunkt der Funktion. Gewebe sind also Verbände gleichartig differenzierter Zellen und ihrer Derivate (Abkömmlinge), der Interzellularsubstanzen.
Wir unterscheiden:
  1. Epithelgewebe sind Deckgewebe, sie kleiden alle Oberflächen aus.
  2. Binde- und Stützgewebe geben dem Organismus Halt und Beweglichkeit zugleich.
  3. Muskelgewebe sind kontraktile Gewebe.
  4. Nervengewebe sind elektrische Leitungsbahnen.
  5. Blut ist ein flüssiges Gewebe mit mehreren gleichwertigen Zellsystemen, das die Gewebe in den Blutgefäßen durchströmt und über Membranen (Kapillarmembranen) den Stoffaustausch (Ver- und Entsorgung) erlaubt.
Zellen in festen Geweben sind mit Verbindungen der Zellmembranen untereinander ausgestattet: sie dienen der Stabilität, aber auch dem Stoff- und Funktionsaustausch, z. B. die gap junctions, welche als Tunnelproteine dem Transport kleiner Moleküle dienen.
Zwischen den Zellen befindet sich die Interzellularflüssigkeit, im Blut das Blutplasma, welche als Transportmedium dienen. In diesen Interzellularraum hinein produzieren die Zellen der festen Gewebe Interzellularsubstanzen. Je nach Zusammensetzung verleihen diese dem Gewebe seine physikalischen Eigenschaften (Elastizität z. B. Darmwand, Härte z. B. Knochen).

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Gewebe sind in der Lage, sich der Beanspruchung anzupassen:
Hypertrophie (Vergrößerung der Zellen)
Atrophie (Verkleinerung der Zellen)
Hyperplasie (Vermehrung der Zellen)
Involution (Verminderung der Zellzahl)
Gewebe können als Fehlbildung nicht (Aplasie) oder nur unvollständig (Hypoplasie) angelegt sein. Degeneration ist der Verlust von Funktionskapazität.