Aufgaben 60 2.6 Gene und Krebs Der programmierte Zelltod wird durch Gene gesteuert Mord und Selbstmord wie im Krimi? Das gibt es auch auf Zellebene. Körperzellen können gewaltsam sterben oder sich selbst umbringen. Bei einem erwachsenen Menschen gehen jede Sekunde ca. 10 000 Zellen zugrunde. Sie platzen nach Verletzungen (Nekrose1) oder sterben programmgemäß (Apoptose2, kAbb. 30). Fresszellen beseitigen die Reste – die Abbauprodukte werden im Körper recycelt. Die Apoptose kommt einem Selbstmord der Zelle gleich. Im Gegensatz zur Nekrose wird er genetisch gesteuert. Manchmal sieht man das deutlich: Bei der Entwicklung einer Kaulquappe zu einem Frosch verschwindet der Schwanz durch einen kontrollierten Abbau von Zellen. Die Apoptose spielt aber auch bei jedem von uns eine wichtige Rolle: Defekte und gealterte Zellen werden auf diesem Weg entfernt und durch neue ersetzt. Bei Zellen, die sich nicht mehr teilen, wird der Tod v.a. durch das Anhäufen von „Müll“ ausgelöst: Schadstoffe sammeln sich mit der Zeit an, die Zellen sterben, ohne dass genügend ersetzt werden können. Der Tod betrifft schließlich nicht nur einzelne Zellen, sondern den ganzen Körper. Das Lebensalter der Individuen einer Art ist also in einem gewissen Rahmen genetisch vorgegeben. 1 Nekrose: nekros (griech.) = tot 2 Apoptose: apoptosis (griech.) = das Abfallen Zellen sterben durch äußere Einflüsse (Nekrose) oder genetisch programmierten Selbstmord (Apoptose) Steuerung und Regelung Das Gleichgewicht von Abbau und Aufbau von Zellen im Gewebe unterliegt einer feinen Regulation. Die Lebensdauer von Zellen wird durch Telomere bestimmt (siehe S. 33). Sind diese verbraucht, geht auch codierende DNA verloren, und die Zelle leitet die Apoptose ein. Abb.30: Absterben von Zellen: Zellen sterben nach Verletzungen ab (Nekrose, a) oder durch ein genetisches Selbstmordprogramm (Apoptose, b). äußere Schädigung Vesikel Makrophage (Fresszelle) programmgemäßes Todessignal Nekrose Apoptose 1 E Ohne Apoptose hätte eine Menschenhand Schwimmhäute. Bei Embryonen entwickeln sich zunächst Armknospen, erst später die Finger. Formuliere anhand dieser Feststellung eine Hypothese zur Rolle der Apoptose bei der embryonalen Entwicklung. 2 E Fasse in einer Tabelle zusammen, für welche Krebsarten es Früherkennungsuntersuchungen gibt, die in Österreich empfohlen und kostenlos sind. Krebs entsteht durch Defekte in Zellen Krebs ist eine bösartige Gewebeerkrankung, die durch eine krankhafte Veränderung von Zellen (Entartung) entsteht. Etwa 100 verschiedene Erkrankungen werden unter diesem Begriff zusammengefasst. Dies kann verschiedene Ursachen haben: Störungen im Energiestoffwechsel, Störungen bei der Verarbeitung von Wachstumssignalen, unbegrenzte Teilungsfähigkeit und das Verhindern der Apoptose. In allen Fällen führen diese Defekte dazu, dass sich Körperzellen unkontrolliert teilen und nicht differenzieren. Der entstehende Zellhaufen oder Tumor3 verdrängt das gesunde Gewebe in der Nachbarschaft, kann in dieses einwachsen und zu Beschwerden führen. Dazu kommt, dass sich einzelne dieser krankhaft veränderten Zellen vom Tumor lösen und sich im Blut- oder Lymphstrom ausbreiten können. Diese Zellen wachsen in anderen Geweben zu Tochtergeschwüren oder Metastasen4 heran. Diese Eigenschaft unterscheidet einen gutartigen (benignen5) von einem bösartigen (malignen6) Tumor). Gutartige Tumore sind grundsätzlich nicht schädlich, außer sie drücken auf andere Strukturen im Körper und beeinträchtigen oder schädigen diese dadurch. Allerdings können sich gutartige Tumore zu bösartigen verändern. Krebserkrankungen können niemals vollständig verhindert werden. Eine gesunde Lebensweise kann jedoch helfen, das Erkrankungsrisiko deutlich zu senken (Krebsprävention). Außerdem kann durch Früherkennungsuntersuchungen Krebs in Vorstufen bzw. frühen Stadien entdeckt werden (Krebsfrüherkennung bzw. Krebsvorsorge). Frühe Stadien lassen sich meist schonender und erfolgreicher behandeln als späte. 3 Tumor: tumor (lat.) = Wucherung, Geschwulst, Schwellung 4 Metastase: metastasis (griech.) = Wanderung 5 benign: benignus (lat.) = gutmütig 6 malign: malignus (lat.) = bösartig Bei einer Krebserkrankung teilen sich Körperzellen unkontrolliert und differenzieren nicht Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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