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Anatomisches Wachstum, Ersatz und Erneuerung

Anatomische Wachstums-, Ersatz- und Erneuerungsdummies

Sie wachsen auf, werden alt und leben einfach jeden Tag. Sie bauen neue Teile und ersetzen alte. Von der Empfängnis bis zum frühen Erwachsenenalter war Ihr Körper damit beschäftigt, sich selbst zu machen: alles von Grund auf neu.

Aber der Job war nicht beendet, als du erwachsen warst. Komplexe lebende Gewebe und Organe benötigen fast alle Ersatzteile zu einem bestimmten Zeitpunkt, und viele erfordern sie die ganze Zeit. Diese Notwendigkeit ist eines der bestimmenden Merkmale von Organismen - die Fähigkeit, Materie in die Strukturen zu organisieren, die sich zusammensetzen und diese Strukturen nach Bedarf zu ersetzen und zu erneuern.

Die Herstellung neuer Zellen und Gewebe ist ein anaboler Stoffwechsel, und das Aufbrechen und Beseitigen alter Zellen und Gewebe ist katabolischer Stoffwechsel.

Anatomisches Wachstum

Sie begannen das Leben als eine einzelne Zelle und bauten sich von dort aus, mit der Hilfe Ihrer Mutter, um loszulegen. Dein Körper entwickelte sich entlang eines Plans und bildete ein Rückgrat mit einem Kopf oben und einem Schwanz unten (irgendwie verlorst du den Schwanz). Jetzt schau dich an: 100 Billionen Zellen, fast jeder mit seiner eigenen speziellen Struktur und Aufgabe. Gute Arbeit!

Zellersatz

Genau wie der Organismus, zu dem sie gehören, haben viele Zellarten einen Lebenszyklus: Sie werden geboren, sie entwickeln sich, sie arbeiten, sie verschlissen sich, und sie sterben. Damit ein Organismus seinen Lebenszyklus fortsetzen kann, müssen diese Zellen kontinuierlich ersetzt werden, entweder durch die Teilung des gleichen Zelltyps oder durch die Differenzierung von Stammzellen. Diese relativ undifferenzierten Zellen warten geduldig, bis sie sich teilen müssen. Einige der Tochterzellen unterscheiden sich in ihren spezifischen programmierten Typ, während andere Stammzellen bleiben und darauf warten, beim nächsten Mal aufgerufen zu werden. Stammzellen sind ein aktives Forschungsgebiet in der Physiologie und auf dem Gebiet der regenerativen Medizin.

Einige der Zell- und Gewebetypen, die kontinuierlich ersetzt werden müssen, sind

  • Rote Blutkörperchen: Der Lebenszyklus einer roten Blutkörperchen beträgt etwa 120 Tage. Das heißt, Sie ersetzen alle Ihre roten Blutkörperchen dreimal im Jahr. Neue kommen aus dem roten Mark der Knochen, und alte werden in der Milz nach Eisen gefischt und dann in der Leber zerbrochen.
  • Epidermis: Die Zellen der Epidermis, die äußere Schicht der Haut, werden ständig von der Oberfläche abgelöst und von unten ersetzt. Ihr Körper ersetzt etwa alle sechs Wochen die gesamte Epidermis.
  • Darmauskleidung: Etwa jede Woche werden die Epithelzellen der Darmschleimhaut ersetzt.
  • Atmungsmembran: Etwa jede Woche ersetzt Ihr Körper die Epithelzellen, die die Alveolarwand und die Lungenkapillaren auskleiden.
  • Spermien: Der Prozess der Spermatogenese (Herstellung von Spermien) ist kontinuierlich, beginnt in der Pubertät eines Mannes und endet mit seinem Tod. Die Quantität und Qualität variiert mit seinem Alter und seiner Gesundheit.
  • Knochen: Knochen ist lebendes Gewebe und auf verschiedene Weise sehr aktiv. Die Knochen tragen das Körpergewicht und die Belastung des Aufpralls. Winzige Risse entwickeln sich im Knochen die ganze Zeit und werden schnell und konstant repariert, ein Prozess, der als Umbau bekannt ist. Knochen dienen als Lagerungslager für Metallionen, insbesondere Kalzium, das ständig in den Knochen ein- und ausströmt.

Einige andere Gewebearten ersetzen ihre Zellen sehr langsam, wie etwa die folgenden:

  • Gehirnzellen: Wissenschaftler dachten seit vielen Jahrzehnten, dass Gehirnzellen, die starben, nicht ersetzt wurden und im Allgemeinen , dass im Erwachsenenalter keine neuen Zellen im Gehirn entwickelt wurden. Gehirnforscher haben jetzt gezeigt, dass dies nicht stimmt. Dennoch sind Neuronen so konzipiert, dass sie nicht ersetzt werden müssen, sie sollen ein Leben lang halten. Die Prozesse, durch die neue Zellen im erwachsenen Gehirn geboren werden, haben viel Forschungsinteresse geweckt.
  • Herzmuskel: Bis vor kurzem glaubten Physiologen, dass sich Herzmuskelzellen nicht regenerieren könnten, aber dieser Glaube wurde kürzlich in Frage gestellt. Im Jahr 2009 berichteten Forscher in Schweden, dass Herzmuskelzellen sich in gesunden Herzen zwar teilen, aber langsam. Die Forscher schätzten, dass ein 20-Jähriger etwa 1 Prozent der Herzmuskelzellen pro Jahr erneuert und dass etwa 45 Prozent der Herzmuskelzellen eines 50-Jährigen nach der Geburt erzeugt werden. In den frühen 2000er Jahren veröffentlichte Forschungsergebnisse zeigten, dass Herzmuskelzellen sich nach einem Herzinfarkt bis zu einem gewissen Grad regenerieren.

Körperreparaturen

Ihr Körper repariert einige Gewebe nach Bedarf, z. B. nach einer Verletzung:

  • Skelettmuskel: Reife Skelettmuskelzellen, genannt Fasern, teilen sich nicht und werden nur ersetzt, wenn sie beschädigt sind. Nach ihrer Entstehung überleben Skelettmuskelfasern in der Regel ein Leben lang. Aber warte, sagst du, dass du trainiert hast und dein Bizeps doppelt so groß ist wie letztes Jahr? Herzlichen Glückwunsch, aber Sie haben keine Zellen hinzugefügt. Die Zellen, die du gerade größer gemacht hast.
  • Glatte Muskulatur: Wie bei den Muskelfasern werden glatte Muskelfasern ersetzt, wenn sie verletzt werden.
  • Hautfibroblasten: Diese unterscheiden sich von Epidermiszellen. Diese Zellen proliferieren schnell, um Schäden durch einen Schnitt oder eine Wunde zu reparieren, und sind für die Erzeugung von Narbengewebe verantwortlich.
  • Leberzellen: Normalerweise teilen sich diese Zellen nur selten. Wenn jedoch eine große Anzahl von Leberzellen entfernt wird - beispielsweise durch chirurgische Entfernung eines Teils der Leber - proliferieren die verbleibenden Zellen rasch, um das fehlende Gewebe zu ersetzen. Dies ermöglicht es, einen Teil der Leber eines lebenden Spenders an einen Empfänger zu transplantieren oder eine einzelne Leber von einem nicht lebenden Spender auf zwei Empfänger aufzuteilen.In diesen Fällen, wenn alles gut geht, regenerieren sich beide Teile zu einer vollständigen und funktionierenden Leber.

Wundheilung

Wenn Sie eine winzige, oberflächliche Oberflächenwunde (einen kleinen Kratzer) haben, ersetzt die Epidermis einfach die geschädigten Zellen. In ein paar Tagen ist der Kratzer verschwunden. Aber wenn die Wunde tief genug ist, dass die Blutgefäße beschädigt sind, ist der Heilungsprozess etwas komplizierter.

Der sofortige Blutstropfen wäscht Trümmer und Mikroben aus der Wunde. Dann verengen sich die Gefäße um die Wunde, um die Durchblutung zu verlangsamen. Eine Art "geformtes Element" im Blut, das Blutplättchen genannt wird, haftet an den Kollagenfasern, aus denen die Gefäßwand besteht, und bildet ein natürliches Pflaster, das als Blutplättchenpfropfen bezeichnet wird.

Nach der Bildung des Plättchenpfropfens führt eine komplexe Kette von Ereignissen zur Bildung eines Blutgerinnsels , das den Blutverlust insgesamt stoppt. Diese Ereigniskette wird als Koagulationskaskade Gerinnungskaskade oder bezeichnet. Enzyme, die Gerinnungsfaktoren genannt werden, initiieren die Kaskade. Hier ist ein Überblick über die wichtigsten Schritte:

  • Prothrombin: Dieser Gerinnungsfaktor wandelt sich in Thrombin um. Calcium ist für diese Reaktion erforderlich.
  • Thrombin: Dieser Faktor wirkt als Enzym und bewirkt, dass das Plasmaprotein Fibrinogen lange Fäden bildet, die als Fibrin bezeichnet werden.
  • Fibrinfäden: Um den Plättchenpfropfen gewickelt, bilden diese Fäden eine netzartige Schablone für ein Gerinnsel.
  • Gerinnsel: Die netzartige Struktur fängt die roten Blutkörperchen ein und bildet ein Gerinnsel. Wenn die roten Blutkörperchen, die an der Außenseite des Gerinnsels eingeschlossen sind, austrocknen (oder die Luft das Eisen in ihnen oxidiert, wie Rost), werden sie bräunlich-rot, und eine Kruste bildet sich.

Unter dem Schorf regenerieren sich die Blutgefäße und reparieren sich selbst, und in der Dermis stimulieren Zellen, die Fibroblasten genannt werden, die Bildung von Proteinen, um den Raum in den beschädigten Schichten zu füllen. Narben werden erzeugt, um Hautstellen, die tief verletzt sind, zusätzliche Kraft zu verleihen. Narbengewebe hat viele verwobene Kollagenfasern, aber keine Haarfollikel, Nägel oder Drüsen. Fühlen Sie sich vielleicht in dem mit Narbengewebe bedeckten Bereich verloren, wenn die Nerven beschädigt sind.

Körperteile, die

Fast lang sind Alle Gewebe und Organe benötigen irgendwann Ersatzteile. Hier jedoch einige Ausnahmen:

  • Zentralnervensystem: Die Zellen und Gewebe des Zentralnervensystems sind meist nicht in der Lage, sich selbst zu reparieren und zu regenerieren. So die schlechte Prognose bei Rückenmarksverletzungen.
  • Periphere Nerven: Dies sind die Nervenzellen, die Empfindungs- oder motorische Botschaften zwischen dem zentralen Nervensystem und der Haut- und Skelettmuskulatur übertragen. Viele Typen von peripheren Neuronen werden bei normaler Funktion nicht regelmäßig ersetzt. Sie sind daher einige der ältesten Zellen in Ihrem Körper. Leider werden sie nicht regeneriert, wenn sie an einer Verletzung sterben, so dass einige Arten von Nervenschäden dauerhaft sind. Weil sie nicht ersetzt werden, wenn sie sterben, nimmt die Anzahl solcher Nervenzellen während des gesamten Lebens ab.
  • Ova: Eine Frau hat alle Eier, die sie jemals bei der Geburt in ihren Eierstöcken haben wird. Bei den meisten Frauen ist das etwa eine halbe Million mehr, als sie jemals brauchen werden. Die meisten Eier sterben vor der Pubertät. Nur wenige reifen und nehmen an den monatlichen Ereignissen des Zyklus der Eierstöcke (Menstruationszyklus) teil. Und nur sehr, sehr wenige nehmen an den Fortpflanzungsereignissen teil.