3.1 Grundlagenwissen

3.1 Grundlagen

Einleitung

Dieses Kapitel soll vor allem durch Zahlen beeindrucken, die für mich, obwohl ich mich schon seit rund 50 Jahren mit dieser Thematik beschäftigte, noch immer in diesen Dimensionen unvorstellbar aber auch faszinierend sind.

Viele von uns haben in der Schule gelernt, dass unser Körper aus Zellen besteht, und doch dürften viele von uns ihren Körper nicht in seinen Bestandteilen (Zellen) sondern als Ganzes sehen. Das zeigt sich u.a. in der besonderen Aufmerksamkeit, die wir unserem Äußeren widmen. Wir wenden uns dem zu, was wir mit den Augen erfassen können.

Unsere Körperzellen sind so klein, dass wir sie mit bloßem Auge nicht sehen können. Ist das mit ein Grund, warum viele davon auszugehen scheinen, dass es sich bei den Zellen um einfachste Strukturen handeln müsste?

Das Gegenteil wurde in den letzten Jahrzehnten immer deutlicher. Zellen sind hochkomplexe Formen des Lebens, die sich bei höheren Lebensformen in ihrer Gesamtheit auf einzigartige Weise dem Überleben des Gesamtorganismus unterordnen. In jeder Sekunde sterben in unserem Körper eine Vielzahl von Zellen ohne dass wir das merken. Viele sterben weil sie alt geworden sind, andere bei ihrer Aufgabe Feinde abzuwehren.

Während sich bei uns Menschen ein ethisches Bewusstsein entwickelt hat, um friedlich miteinander leben zu können, gilt das nicht für alles Leben. In unserem Körper herrscht ständig eine Situation des

• Angriffs durch Mikroorganismen (Viren, Bakterien, Pilze usw.) und der
• Abwehr dieser Fremdorganismen.

Uns wird das nur dann bewusst, wenn unser Abwehrsystem die Angreifer nicht oder nur bedingt ausschalten kann, dann registrieren wir die Symptome eine Erkrankung.

Um zu verstehen, warum nur bestimmte Viren Teile unseres Körpers (bestimmte Zellen) angreifen können, komme ich der „Aufforderung“ von Schiller (in Sprüche des Konfuzius) nach:

„In die Tiefe musst du steigen

Soll sich dir das Wesen zeigen“.

Unser aller Leben begann  mit der Besamung einer Eizelle.

Diese kleine Eizelle enthält im Zellkern all die Informationen die dafür notwendig sind,

• dass sich die Eizelle zu Tochterzellen und diese zu immer neuen Zellen teilen. In der im Zellkern liegenden Erbsubstanz scheinen alle Informationen gespeichert zu sein, die für die Entwicklung (Wachstum) und die Funktion unseres Körpers notwendig sind.
• dass sich diese Zellen zu verschiedene Zellarten weiter entwickeln,
• dass spezialisierte Zellen ihre spezifische Funktion erfüllen.

Aus dieser einzelnen, besamten Eizelle, entwickelte sich während der Schwangerschaft ein vielzelliges Lebewesen, dass bei der Geburt aus grob geschätzt 3 – 4 Billionen Zellen besteht.

Diese drei mit 12 Nullen: 3.000.000.000.000 Zellen sind aber nicht alle gleich.  Sie haben sich während des Wachstums in viele verschiedene Zellarten weiter entwickelt.

In unserem Körper können wir aufgrund ihrer Größe,  Form und Funktion viele verschiedene Arten von Zellen unterscheiden. Wie weit diese Differenzierung der Zellen aus der befruchteten Eizelle geht, zeigt eine Publikation des Max-Planck-Instituts für Mathematik (Ian Hatton), in der bei den Zellen  400 verschiedene Hauptzelltypen unterschieden werden. Diese 400 Hauptzelltypen lassen sich in über 1200 Zellgruppen unterteilen.

Ein etwa 70 kg schwerer Mensch besteht laut dieser Publikation aus rund 40 Billionen Zellen. Diese Zahl ist nur grob geschätzt, in manchen Publikationen gehen die Autoren von 30 oder 50 Billionen Zellen aus – alleine die Dimension soll die schiere Anzahl der Zellen verdeutlichen aus denen unser Körper besteht.

Und auch wenn sich diese Zahl als unglaublich liest, alleine 1 cm3 Haut soll aus etwa 500.000 Zellen bestehen.

Aber noch viel unglaublicher und fantastischer erscheint es mir, dass all diese Zellen als Ganzes in einer für mich unvorstellbaren Art und Weise so zusammen arbeitet, das sie ein komplexes und doch funktionierendes Ganzes ergeben. Noch fantastischer ist es für mich, dass dieser unser Körper zuallermeist über viele Jahre und Jahrzehnte reibungslos „funktioniert“.

Corona

Die Unterteilung der Zellarten hat auch bei dem Covid-19 Virus eine große Rolle gespielt. 2018/9 haben WissenschaftlerInnen damit begonnen, die Daten für einen “Human-Zell-Atlas” zusammen zu tragen. Das ist eine Datenbank, in der die Zellen nach verschiedenen Kriterien katalogisiert werden, u.a. nach dem Zelltyp und dem Gewebe, in dem die Zelle vorkommt. Bei Covid-19 war es der Rezeptor AEC2, an dem sich das Virus anlagern kann. Zellen, die diesen Rezeptor auf ihrer Zelloberfläche besitzen, kommen im Bereich der Nasenschleimhaut, der Lungen, im Herzen, der Leber, Niere und im Gehirn vor. Somit konnte man die Bereiche bestimmen, in denen man das Virus finden konnte.

Abwehrsystem

Die für diesen Blog entscheidende Frage ist: Wie viele dieser Zellen können unserem Abwehrsystem zugeordnet werden?

Nach einer Publikation sollen die Zellen des Immunsystems bei einem etwa 70 kg schweren Menschen insgesamt etwa 1,8 Billionen Zellen betragen. Bei einer Gesamtzahl von 40 Billionen wären das grob 4,5 %.

Im Durchschnitt sollen jeden Tag je nach Publikation 15 bis 50 Milliarden neue weiße Blutzellen im Knochenmark durch Zellteilung entstehen. Diese Zahlen kann ich nicht beurteilen, aber auch wenn sie als riesig erscheinen, sie zeigen uns grob die Richtung auf. Ohne diese weißen Blutzellen dürfte kein Vielzeller länger überleben können. Sie schützen unseren Körper umfänglich, auch wenn uns das nicht bewusst ist.

Die Zellen unseres Immunsystems sollen ein gutes Kilogramm unseres Körpergewichts ausmachen.

Die rund 1,8 Billionen Zellen des Abwehrsystems haben unterschiedliche Aufgaben:

• Ein Teil der Abwehrzellen entsorgen gealterte oder geschädigter Zellen indem sie diese Zellen aufnehmen, sie in ihrem Zellinneren in einzelne Moleküle zersetzen und die Moleküle wieder freisetzen. Teile dieser toten Zellen gelangen in den Kreislauf und werden für neu zu bildende Zellen genutzt, ein Teil wird ausgeschieden.
• Ein Teil der Abwehrzellen dient dazu entartete Zellen (Tumorzellen) aufzuspüren und zu vernichten.
• Ein sehr großer Teil der Abwehrzellen hat die Aufgabe körperfremde Krankheitskeime zu erkennen und abzutöten. Ich habe keine Informationen wie viele Abwehrzellen tagtäglich für das Aufspüren und Abtöten von Viren, Bakterien und sonstigen uns schädigenden Lebensformen für den Erhalt unseres Körpers tätig sind, es dürften aber hunderte von Milliarden sein.

Diese Zahlen verdeutlichen, welchen Anteil und welchen Stellenwert unser Abwehrsystem für unseren Körper hat.

Dass wir, wie uns während der Corona-Pandemie häufig vermittelt wurde, hilflos Krankheitskeimen wie Viren oder Bakterien ausgesetzt seien, widerspricht dem heutigen Wissen.

Über das tagtägliche Absterben von Zellen

Jede Zelle ist ein eigenständige Lebensform, die zu einem Teil eines Vielzellers geworden ist, zu denen die Biologie auch uns Menschen zählt.

All diese Zellen haben eine begrenzte Lebensdauer.  Manche Zellen haben nur eine Überlebenszeit von einigen Stunden, andere von vielen Jahren

Laut verschiedener Publikationen sollen tagtäglich 50 bis 70 Milliarden Zellen absterben und durch neue ersetzt werden. Wir merken davon nichts, weil der Zelltod ein regional begrenztes Ereignis ist, das unserem Gehirn nicht über das Nervensystem vermittelt wird. Der Zelltod ist also ein für uns unmerkliches, „stilles Ereignis“. Was wir wissen ist, dass es in unserem Körper einem ständigen Auf- und Abbau gibt, auch unsere Knochensubstanz wird ständig den Notwendigkeiten entsprechend umgebaut.

All die funktions-unfähig gewordenen oder abgestorbenen Zellen müssen ersetzt werden um die Funktionsfähigkeit unseres Körpers erhalten zu können.

Von einigen Zelltypen ist noch nicht bekannt ob auch sie erneuert werden.

Über den Zelltod und die Bildung neuer Zellen

Täglich sollen, wie schon geschrieben, um die 50 Milliarden Zellen in unserem Körper absterben, auch so eine für mich unvorstellbare Zahl (all diese Zahlen sind grobe Schätzungen, keiner wird das bis zur Einerzahl zählen wollen).

Dass die verschiedenen Zellarten unterschiedlich schnell absterben hängt wahrscheinlich im Wesentlichen von der Beanspruchung den jeweiligen Zellen und von einer Überbeanspruchung ab.

Je nach Publikation sollen sich fast alle Zellen innerhalb von 8 – 10 Jahren erneuern, d.h. die alten Zellen sterben ab und werden durch neue Zellen ersetzt. Mit den neuen Zellen  besteht auch unser Körper zu großen Teilen aus ganz anderen Bausteinen.

Wir haben noch immer den Körperglauben unserer Vorfahren verinnerlicht, die davon ausgingen, dass ihr Körper bis zu ihrem Tode der Gleiche bleiben würde – und sie hofften, das am Tag des jüngsten Gerichts ihr Körper von den Toten auferstehen würde.

Dem widersprechen allerdings die heutigen Erkenntnisse. Unser Körper scheint nach 10 Jahren vollkommen „grunderneuert“ zu sein. Nichts oder nur wenig, was unseren Körper vor 10 Jahren noch als Materie ausmachte, ist heute noch Teil unseres Körpers. Es ist schwer vorstellbar, dass wir heute von der Materie her gesehen heute ganz anders sind. Einzig die Erbsubstanz kennzeichnet uns bis zu unserem Lebensende als Individuum.

Stammzellen

Die Neubildung von Zellen erfolgt nicht wie bei den Einzellern, indem sich ein Einzeller zu zwei Tochterzellen teilt. Bei den Vielzellern haben sich für die jeweilige Zellarten  Spezialzellen entwickelt, die nur der Neubildung von Zellen durch Zellteilung dienen, diese Zellen werden von den Biologen als Stammzellen bezeichnet.

Von der gleichen Zellart haben wir also

• Zellen, die eine bestimmte Aufgabe erfüllen,
• Stammzellen, aus denen die neuen Zellen durch Zellteilung entstehen. Gehen stammzellen zugrunde, dann können „nomale“ Zellen der jeweiligen Art diese Aufgabe als Stammzelle übernehmen.

Diese Aufteilung erinnert an einen Bienenstock,

• in der die Königin legt die Eier, das machen bei uns die Stammzellen, indem sie sich teilen
• die Arbeiterinnen dienen der Nahrungssuche und dem Bau des Bienenstocks, das machen bei uns die „normalen“ Zellen, die spezifische, für den Gesamtorganismus lebensnotwendige Arbeiten verrichten.

Eine kleine Auswahl an Zellarten und ihre Überlebensdauer

Wichtig zu wissen ist, dass die Häufigkeit der Zellerneuerung bei den verschiedenen Zellarten mit dem Alter immer mehr ab nimmt.