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Histologie: Ein Überblick

Eukaryotische Zelle

Im Allgemeinen ist die makroskopische Anatomie des Menschen gut überschaubar. Wenn wir uns beispielsweise mit den Knochen des Skeletts beschäftigen, sehen und fühlen wir eine steife gräulich-weiße Struktur mit einer unebenen Fläche. Schaut man sich jedoch die Histologie des Knochens an, bewegen wir uns also in die mikroskopische Anatomie, so werdet ihr schnell merken, dass diese weitaus komplexer ist.

Die Histologie ist die Lehre, die sich mit dem mikroskopischen Aufbau der Zellen und Geweben, sowie den daraus bestehenden Organen beschäftigt. Es ist wichtig, den histologischen Aufbau eines Organs oder einer Struktur zu verstehen, um diesen in Beziehung zur Funktion zu bringen. So kann man zum Beispiel eine Knochenprobe, die zuvor speziell gefärbt wurde, unter dem Mikroskop untersuchen und schnell erkennen, dass die komplexe Mikroorganisation der verschiedenen Komponenten unsere Knochen gar nicht so simpel und steif machen.

In diesem Artikel wollen wir euch in die mikroskopische Anatomie einführen und einen Überblick zur Histologie geben.

Glossar der Histologie
Histologie Lehre der Mikroanatomie, befasst sich mit der Untersuchung von Zellen und Geweben, von ihren intrazellulären Komponenten bis hin zu ihrer Organisation zu Organen und Organsystemen
Zellstrukturen Zellmembran, Zytoplasma, Zellorganellen, Nucleus
Gewebe

Zusammenschluss von einer oder mehrerer Zellarten und ggf. den von ihnen synthetisierten Gewebsmolekülen, die zusammen eine charakteristische Form bilden und Funktion erfüllen.

Man unterscheidet: Epithelgewebe, Bindegewebe, Muskelgewebe, Nervengewebe und Fettgewebe

Organe Zusammenschluss mehrerer Grundgewebearten mit einer Vielzahl an komplexen Funktionen, die auf die histologische Struktur zurückzuführen sind
Organsysteme Gruppe von Organen, die ein funktionales System bilden, aber nicht unbedingt in Nachbarschaft liegen müssen,
z.B. das kardiovaskuläre System, Nervensystem, Verdauungssystem, Atmungssystem, muskuloskelettales System, Lymphsystem
Histologische Techniken Gewebepräparation, Gewebefärbungen, Mikroskopie, Hybridisierung

Zellen und Gewebe

Die Zelle ist die kleinste funktionelle Einheit eines Organismus. Die Zellen des menschlichen Körpers sind alle eukaryotisch, was bedeutet, dass sie beides- einen Zellkern, den Nukleus, und ein Zytoplasma- besitzen.

Im Zytoplasma befinden sich die Organellen, welche im Grunde die ‘Organe’ der Zelle darstellen. Organellen können membranös (Mitochondrien, Golgi-Apparat, endoplasmatischen Retikulum) oder nicht-membranös sein (Ribosomen, Nukleus, Zentriolen).

Der Nukleus stellt die Steuerzentrale der Zelle dar, denn in ihm befindet sich die Information für den Aufbau jeder Zellstruktur des Organismus: die DNS (Desoxyribonucleinsäure). Sie liegt außerhalb des Zellzyklus stark kondensiert vor und ist in Chromosomen organisiert. Alle Zellen sind von einer semipermeablen Zellmembran, die als zweischichtige dynamische Barriere eine Interaktion der Zelle mit dem extrazellulären Bereich erlaubt, umgeben. Die Zellmembran fungiert als eine Art Grenzpolizei und kontrolliert, wer bzw. was in die Zelle hinein und heraus gelangt.

Alle menschlichen Zellen besitzen zwar in ihrem Nukleus die gleiche DNA, dennoch sind nicht alle Zellen gleich. Es existieren viele verschieden spezialisierte Zelltypen mit ganz unterschiedlichen Funktionen: Nicht jeder Zelltyp kann alles! Man unterscheidet beispielsweise Epithelzellen, Keratinozyten, Fibroblasten, Chondrozyten, Neutrophile und Erythrozyten. Während der Entwicklung eines Gewebes wird dem Nucleus einer jeden Zelle also auch vermittelt, wie sich die Zelle differenzieren soll und welche Proteine hierfür exprimiert werden müssen.

Grundgewebearten

Zellen und die sie umgebende extrazelluläre Matrix (EZM) bilden im menschlichen Körper fünf verschiedene Grundgewebearten aus: das Epithelgewebe, das Bindegewebe, das Fettgewebe und das Muskelgewebe. Und diese Grundgewebe bilden dann meistens gemeinsam die Gesamtheit eines Organs aus. Organe wiederum arbeiten in Systemen miteinander.

Epithelgewebe

Das Epithel kann äußere Oberflächen umschließen; so wie es beispielsweise die Epidermis als plattes Epithelgewebe in der Haut, unserem größten Organ, tut. Es kann aber auch Hohlorgane wie jene im Verdauungstrakt von innen auskleiden oder Drüsen bilden, die an vielen Stellen auftauchen: Zum Beispiel in der Haut oder in Verdauungsorganen wie dem Magen.

Das Epithelgewebe besteht aus dicht aneinander liegenden Epithelzellen, die nur durch eine kleine extrazelluläre Matrix voneinander getrennt werden. Sie sitzen einer Basalmembran (BM) auf. Dabei handelt es sich um ein molekulares Netzwerk aus Komponenten der EZM, das sich zwischen dem Epithel- und dem Bindegewebe befindet.

Die Zellen des Epithelgewebes können je nach ihrer Lage im Körper sehr unterschiedlich aussehen. Auch die Anzahl an Zellschichten und die Reihigkeit ist sehr variabel. Mit der Reihigkeit ist gemeint, wie viele Zellreihen im Epithel vorhanden sind, denn im Gegensatz zu den Zellschichten haben hier alle Zellen Kontakt zur Basalmembran, aber nur die größten reichen bis zur Oberfläche.

Mit eben diesen drei Merkmalen kann man das Epithelgewebe in Bezug zur Zellschichtanzahl in einschichtiges oder mehrschichtiges, in Bezug zur Reihigkeit in einreihiges oder mehrreihiges und in Bezug zur Zellform in platt, isoprismatisch bzw. kubisch, hochprismatisch bzw. zylindrisch einteilen. Oft zeigen Epithelien auch noch eine spezielle Oberflächendifferenzierung in Form von Mikrovilli oder eine Verhornung.

Einige Epithelarten vereinigen mehrere dieser Merkmale in charakteristischer Weise: z.B. das mehrschichtige verhornende Plattenepithel der Haut oder das mehrreihige hochprismatische Epithel des Respirationstraktes. Es gibt allerdings noch einige andere Subklassifikationen.

Bindegewebe

Das Bindegewebe verbindet, trennt und stützt die Organe des Körpers. Im Vergleich zu anderen Gewebearten ist es recht zellarm, zeichnet sich jedoch durch eine hochkomplexe und weit ausgebildete extrazelluläre Matrix (EZM) aus. Die EZM besteht aus einem dreidimensionalen Netzwerk verschiedener Makromoleküle, die sich zu Fasernnetzwerken anordnen (kollagene, retikuläre und elastische Fasern) können oder in der Grundsubstanz in Kontakt mit anderen Makromolekülen (Glykosaminoglykane, Proteoglykane und Glykoproteine) stehen.

Je nachdem, welche Zellen (Fibroblasten, Osteoblasten, Erythrocyten) im Bindegewebe vorkommen und je nach Zusammensetzung der EZM, die die biomechanischen Eigenschaften des Gewebes bedingen, unterscheidet man verschiedene Arten des Bindegewebes. Es gibt Bindegewebsarten, die überall im Körper und in enger Nachbarschaft vorkommen.

  • Das lockere kollagene Bindegewebe, auch bekannt als interstitielles Bindegewebe, dient vor allem den inneren Organen als stützendes Gewebe (Stroma).
  • Das straffe kollagene Bindegewebe kommt vor allem in Bändern und Sehnen als parallelfaseriges Bindegewebe oder als geflechtartiges Bindegewebe in der Dermis vor.
  • Elastinreiches Bindegewebe ist nur in den Ligamenti nuchae und flava und das spinozelluläre Bindegewebe nur im Ovar anzutreffen.

Spezielle Ausprägungen des Bindegewebes sind z.B. das Knochen- und Knorpelgewebe, das retikuläre Bindegewebe im Knochenmark und in den sekundären lymphatischen Organen und das gallertartige Bindegewebe in der Embryonalentwicklung oder in der Nabelschnur.

Nervengewebe

Das Nervengewebe besteht aus Neuronen, den Stützzellen bzw. Gliazellen und extrazellulärer Matrix.

Die EZM des Nervengewebes ist reich an Grundsubstanz mit einem nur geringen Anteil an Proteinfasern wie dem Kollagen. Neurone sind spezialisierte Zellen des zentralen und peripheren Nervensystems. Sie bestehen aus einem Zellkörper (Soma bzw. Perikaryon) und Zellfortsätzen (Dendriten und Axone). Je nach Anzahl ihrer Fortsätze kann man sie in unipolar, bipolar und multipolar einteilen. Diese Fortsätze kommunizieren über chemische Synapsen miteinander und mit anderen Zelltypen, um elektrische Signale weiterzuleiten.

Gliazellen wie Astrozyten, Oligodendrozyten, Schwannzellen und viele andere stützen und schützen Neurone, ernähren sie und sorgen für die Myelinisierung. Sie sind lange nicht so bekannt wie die Neurone, dabei machen sie 80% des Nervengewebes aus!

Muskelgewebe

Das Muskelgewebe ist in der Lage, Kraft aufzubauen und so Körperteile zu bewegen. Ermöglicht wird dies durch die kontraktilen Myofilamente Aktin (dünn) und Myosin (dick). Deren intrazelluläre Anordnung erlaubt eine Unterteilung in quergestreifte Muskulatur (Herz- und Skelettmuskulatur) und glatte Muskulatur (z.B. in Blutgefäßen).

Skelettmuskulatur lässt sich willkürlich steuern, wohingegen z.B. die Kontraktion des Herzmuskels oder der Blutgefäße unwillkürlich geschieht - man kann also nicht vergessen, das Herz schlagen zu lassen oder den Blutdruck zu regulieren.

Ein großer Unterschied zwischen glatter und quergestreifter Muskulatur ist, dass letztere in Sarkomeren organisiert ist, was ihnen das quergestreifte Erscheinungsbild unter dem Lichtmikroskop verleiht. Glatte Muskulatur hingegen ist ungeordnet ausgerichtet. Muskelzellen haben ein spezialisiertes endoplasmatisches Reticulum, das als sarkoplasmatisches Reticulum bezeichnet wird und als Calciumionenspeicher fungiert.

Kardiovaskuläres System

Das kardiovaskuläre System setzt sich aus dem Herzen und den Blutgefäßen (Arterien, Arteriolen, Kapillaren, Venolen und Venen) zusammen. Dieses System gewährleistet den Abtransport von desoxygeniertem Blut aus den Geweben weg hin zurück zum Herzen und zur Lunge. Gleichzeitig sorgt das kardiovaskuläre System für die Versorgung mit oxygeniertem Blut.

Das Herz und die Blutgefäße bestehen auf mikroskopischer Ebene aus drei Schichten:

  • Endothelschicht - Einschichtiges Epithel aus platten Endothelzellen auf einer Basallamina. Im Herzen wird diese Schicht auch als Endocardium bezeichnet.
  • Muskelschicht - Glatte Muskulatur in Blutgefäßen, Herzmuskulatur (Myokard) im Herzen.  
  • Äußere Schicht - lockeres und elastisches Bindegewebe (Adventitia) in Blutgefäßen, einschichtiges Plattenepithel (Mesothel) im Herzen (Epikard). Das Herz ist außerdem, wie die Bauchorgane und die Lunge, in eine seröse Höhle (Perikardhöhle) eingebettet, die durch das Perikard, dem Herzbeutel, aus kollagenem Bindegewebe gebildet wird.

Das Myokard besteht aus spezialisierten Muskelzellen, die Kardiomyozyten heißen. Sie sind mechanisch und funktionell über Glanzstreifen zu langen Ketten verbunden. Diese werden auch als Disci intercalares bezeichnet und erlauben einen schnellen Austausch elektrischer Impulse, da sie zum Teil aus Gap Junctions (elektrische Synapsen) bestehen. So können Kardiomyozyten als Synzytium, also als eine Einheit arbeiten.

Kardiomyozyten beinhalten wie auch andere Muskelzellen Aktin und Myosin; sie zeigen jedoch einige spezielle strukturelle und funktionelle Eigenschaften. Wusstet ihr zum Beispiel, dass es spezielle Kardiomyozyten gibt, die als Schrittmacher fungieren und spontan Impulse generieren, um den Herzschlag zu initiieren? Oder dass einige Kardiomyozyten in der Lage sind, Hormone zu sezernieren, die den Blutdruck mit regulieren?

Nervensystem

Das Nervensystem lässt sich in das zentrale Nervensystem (ZNS) und das periphere Nervensystem (PNS) unterteilen. Zum ZNS gehört das Gehirn und das Rückenmark, die beide aus weißer und grauer Substanz bestehen. In der grauen Substanz befinden sich vor allem die Perikaryen der Neuronen, ihre Dendriten und die Gliazellen, wohingegen die weiße Substanz vor allem aus den myelinisierten Axonen der Neurone besteht.

Die Perikaryen der Neurone in der grauen Substanz sind in Schichten (Laminae) organisiert, die von den Meningen umgeben sind: Dura mater, Arachnoidea mater und die Pia mater. Diese bestehen aus Bindegewebe. Doch auch das Epithelgewebe bildet wichtige Strukturen im Nervensystem: die Blut-Hirn-Schranke und den Plexus choroideus.

Zum PNS gehören alle neuronalen Strukturen, die sich außerhalb des ZNS befinden. Beispiele hierfür sind periphere Nerven und periphere Ganglien. Periphere Nerven sind Bündel myelinisierter Nervenfasern (Axon), die in Bindegewebe (Endo-, Peri- und Epineurium) eingebettet sind. Periphere Ganglien sind Nervenzellkörperansammlungen, die von einer Kapsel aus straffem Bindegewebe umgeben sind. Sie werden in sensorische oder autonome Ganglien unterteilt.

Haut und Hautanhangsgebilde

Die Haut besteht aus der Kutis (Epidermis und Dermis) und der Subkutis. Sie ist ein hervorragendes Beispiel für das Zusammenspiel mehrerer Grundgewebearten in einem Organ.

Bei der Epidermis handelt es sich um ein verhorntes mehrschichtiges Plattenepithel, dessen Keratinozyten je nach Stand ihrer Entwicklung immer weiter in Richtung Oberfläche wandern und letztendlich abschilfern. In ihr befinden sich aber auch spezialisierte Zellen wie die Melanozyten (Pigmentation), Merkelzellen (Sinneszellen) oder Langerhans-Zellen (Immunzellen).

Die Dermis ist eine Schicht aus straffem kollagenen Bindegewebe, in die Blut- und Lymphgefäße und Nerven eingebettet sind. Die Subkutis stellt die unterste Hautschicht dar und besteht aus von Bindegewebe durchzogenem Fettgewebe.

Hautanhangsgebilde sind Strukturen, die aus Zellen der Epidermis hervorgegangen sind. Hierzu zählt man Haare und Haarfollikel, Nägel und Drüsen der Haut. Haarfollikel sind Einstülpungen der Epidermis, die schnell proliferierende und keratinisierende Zellen beinhalten, die das Haut ausbilden. Die Drüsen der Haut spielen eine wichtige Rolle für den Körperduft (apokrine Drüsen in der Achsel z.B.), für die Temperaturregelung durch die Schweißabgabe (ekkrine Drüsen) und für die Bildung von Talg (holokrine Drüsen), der die Haut vor Wasserverlust schützt. Auch unsere Fingernägel sind ein spezielles Keratinprodukt der Epidermis.

Die verschiedenen Gewebe, aus denen sich die Haut zusammensetzt, erlaubt es ihr, eine Vielzahl an Funktionen zu erfüllen: Sie dient der Interaktion mit der Umwelt, fungiert aber auch als Barriere für Chemikalien und Mikroben und reguliert den Wärme- und Wasserhaushalt mit. Wusstet ihr zum Beispiel, dass die  Tight junctions zwischen den Keratinozyten mit dem Talg zusammen dafür sorgen, dass wir nicht Unmengen an Wasser verlieren? Dies ist auch einer der Gründe, warum großflächige Verbrennungen so lebensgefährlich sind.  

Muskuloskelettales System

Das muskuloskelettale System besteht aus härteren (Knochen, Gelenke, Knorpel) und weicheren Komponenten (Muskel, Sehnen, Bänder).

Beim Knochengewebe handelt es sich um ein spezialisiertes Bindegewebe, das verschiedenste Zellen beherbergt: die Osteoblasten, die Osteozyten und die Osteoklasten. Die Osteoblasten sind für die kontinuierliche Synthese und Abgabe von Kollagen Typ 1 in die EZM verantwortlich, die dort dann auch mineralisiert wird. Außerdem differenzieren sich aus ihnen die Osteozyten.

Knochen artikulieren über Gelenke miteinander, die starr oder beweglich sein können. Sie werden durch flexible Bänder gestützt, die aus parallelfaserigem straffem kollagenen Bindegewebe bestehen. Die Gelenke, die einen hohen Bewegungsumfang ermöglichen, besitzen eine Synovialschicht und hyalinen Knorpel, der aus Kollagen Typ 2, Glykoproteinen und Proteoglykanen besteht.

Der Skelettmuskel beinhaltet viele langgezogene, zylindrisch geformte Muskelzellen (Myozyten), die mehrere Zellkerne besitzen, da sie ursprünglich aus der Verschmelzung mehrerer Myoblasten entstanden sind. Ihr Zytoplasma ist mit Myofilamenten gefüllt, die eine Kontraktion ermöglichen. Mehrere Muskelzellen werden durch Bindegewebshüllen zuerst zu Muskelfasern, dann zu Primär- und Sekundärbündeln und schließlich zu Muskelbäuchen zusammengefasst.

Der Muskel als Ganzes setzt am Knochen wiederum über Sehnen an, die aus parallelfaserigem straffem kollagenen Bindegewebe bestehen. Wenn ein Muskel kontrahiert, wird die dabei entstehende Kraft auf den Knochen übertragen, sodass eine Bewegung im Gelenk möglich wird.

Respiratorisches System

Zum respiratorischen System zählen die Lungen und die Atemwege (Nasenhöhlen, Nasennebenhöhlen, Larynx, Trachea, Bronchien), die die kleinste Einheit in der Lunge, die Alveolen, mit der Außenwelt verbinden.

Der Großteil des respiratorischen Systems wird vom respiratorischen Flimmerepithel ausgekleidet: einem mehrreihigen Epithel mit Kinozilien an der Oberfläche, in das Becherzellen eingebettet sind. Durch dieses spezielle Epithel können Staub, Bakterien oder anderweitige fremdartige Partikel abgefangen werden, sodass sie die Atmung nicht behindern. Die Nasenhöhle ist außerdem von einem speziellen olfaktorischen Epithel überzogen, das bestimmte Zellen enthält, die uns das Riechen ermöglichen.  

Die paarigen Stimmbänder im Larynx bestehen aus Bindegewebe und bilden mit dem Musculus vocalis die Stimmritze. Wenn Luft durch diese Stimmritze fließt, dann vibrieren die Stimmbänder und erzeugen so Töne, was z.B. das Sprechen ermöglicht.

Die Alveolen sind der primäre Ort des Gasaustauschs, wobei pulmonale Kapillaren sich in nächster Nähe befinden und so die Blut-Luft-Schranke bilden. Diese besteht aus Typ 1 Pneumozyten, einer Basalmembran und Endothelzellen der Kapillaren und erlaubt einen Gasaustausch (von u.a. Sauerstoff und CO2). Typ 2 Pneumozyten sezernieren das sogenannte Surfactant, das die Oberflächenspannung der Alveolen herabsetzt und so ihr Kollabieren verhindert.
Die gesamte Lunge wird von einem serösen Epithel umgeben, der Pleura, der ebenfalls Bindegewebe unterliegt.

Verdauungssystem

Das Verdauungssystem besteht aus einer Reihe von Organen, die die Absorption der Nahrung unterstützen (Zunge, Zähne, Speicheldrüsen, Pankreas, Leber und Gallenblase) und denjenigen Organen, die die Nahrung tatsächlich passiert (Pharynx, Ösophagus, Magen, Dünndarm, Dickdarm, Rektum) und in denen sie weiterverarbeitet wird.

Jedes Verdauungsorgan hat einen ganz speziellen Aufbau, sodass jedes einzelne eine sehr spezielle Rolle in der Aufarbeitung und Exkretion der Nahrung spielt. Das einschichtige zylindrische Epithel des Magenfundus beispielsweise beinhaltet Parietalzellen, die Salzsäure (HCl) sezernieren, um Proteine zu zerlegen.

Die serösen Azini des Pankreas sezernieren Verdauungsenzyme, mit deren Hilfe erst eine Weiterverarbeitung von Fetten und Kohlenhydraten möglich wird.

Alles, was im Verdauungstrakt absorbiert und so in das Blutsystem gelangt, passiert das diskontinuierliche Epithel der Leberkapillaren, bevor es den Körperkreislauf erreichen kann. Die Entgiftung der von außen zugeführten Stoffe ist eine der vielen wichtigen Funktionen der Leber.

Wusstet ihr zum Beispiel, dass Alkoholiker eine viel höhere Konzentration an glattem endoplasmatischen Reticulum in ihren Hepatozyten vorweisen? Bei der Dosierung von Medikamenten für diese Patienten muss deshalb immer besonders Acht gegeben werden!

Nieren und ableitende Harnwege

Die Niere ist ein sehr komplexes Organ, dessen histologischer Aufbau fundamental für das Verständnis ihrer Funktion ist. Sie ist für die Ausscheidung harnpflichtiger Substanzen verantwortlich, kontrolliert mit der Lunge zusammen den pH, den Elektrolyt- und Wasserhaushalt.

Die kleinste Funktionseinheit der Niere ist das Nephron. Es besteht aus einem Nierenkörperchen mit der glomerulären Filtrationsbarriere und einem Nierentubulussystem. Das Nierenkörperchen besteht aus dem Glomerulus, einem gewundenen Gefäßknäuel mit fenestrierten Kapillaren, die der Ultrafiltration des Blutes dienen.

Im Glomerulus findet man einige sehr interessante Zelltypen: Die Mesangiumzellen haben stützende und phagozytäre Aufgaben. Die juxtaglomerulären Zellen sezernieren Renin, welches nach weiterer Prozessierung einen Blutdruckanstieg ermöglicht. Podozyten kontrollieren die Durchlässigkeit der Blut-Harn-Schranke.

Nachdem der Urin produziert wurde, passiert er die ableitenden Harnwege: die Harnleiter, die Harnblase und schlussendlich die Harnröhre, die alle von dem sogenannten Übergangsepithel bzw. Urothel ausgekleidet sind (mit Ausnahme einiger Teile der Harnröhre). Das Urothel zeichnet sich durch eine sehr variable Epithelhöhe aus, die sich in Abhängigkeit vom Füllungszustand der ableitenden Harnwege verändern kann.

Endokrines System

Das endokrine System bezeichnet eine Reihe von Geweben, die Hormone in den Blutkreislauf sezernieren. Diese Hormone können dann eine Vielzahl an Prozessen wie das Wachstum (IGF), den Blutdruck (Renin-Angiotensin-Aldosteron-System) oder den Metabolismus (Insulin) steuern und regulieren.  

Das endokrine System lässt sich grob in die große Drüsen (z.B. Schilddrüse, Ovarien, Nebenniere) und einzeln stehende und überall vorkommende Hormon-sezernierende Zellen einteilen (z.B. im Fettgewebe, kardiovaskuläres und Verdauungssystem). Letzteres beinhaltet das diffuse neuroendokrine System.
Das oberste Kontrollzentrum des endokrinen Systems ist der Hypothalamus, der wiederum über die Hypophyse mehrere Hormonachsen im Rahmen einer Feedback-Schleife kontrolliert. Abgesehen von ein paar Ausnahmen sind fast alle endokrinen Organe epithelialen Ursprungs.

Lymphatisches System

Das Lymphsystem besteht aus einem Netzwerk an Gefäßen mit dazwischen geschalteten Lymphknoten und lymphatischen Organen. Es handelt sich wie beim kardiovaskulären System um ein Transportsystem, das die Rückführung der interstitiellen Flüssigkeit in den Blutkreislauf gewährleistet. Auch spielt es eine wichtige Rolle beim Nährstofftransport und bei der Immunabwehr.

Lymphgefäße drainieren Lymphe (interstitielle Flüssigkeit) aus dem extrazellulären Raum, um sie dem Herzen wieder zurück zu führen. Auf dem Weg dahin passiert die Lymphe jedoch noch ein paar dazwischen geschaltete Stationen- die Lymphknoten. In den primären lymphatischen Organen (Knochenmark und Thymus) werden B- und T-Lymphozyten gebildet, wohingegen sekundäre lymphatische Organe (diffus verteiltes lymphatisches Gewebe, Lymphknoten und die Milz) den reifen, aber noch naiven Lymphozyten als Ort der Antigenpräsentation dienen. Sie sind ein Raum für die Initiation der spezifischen Immunabwehr.

Milz und Lymphknoten zeigen histologisch ein Maschenwerk aus retikulärem Bindegewebe, retikulären Fasern und dazwischen sitzenden fibroblastischen Retikulumszellen. Darüber hinaus kann man in Lymphknoten noch eine B-Zell- und T-Zell-Zone unterscheiden. Lymphknoten filtern die ankommende Lymphe, sodass an möglichst vielen Stellen des Körpers eine Kontrollstation für die Antigenpräsentation vorhanden ist. Die Milz hingegen filtert nicht die Lymphe, sondern das Blut, weshalb sie auch an der Entsorgung alternder Erythrozyten beteiligt ist.

Diffus verteiltes lymphatisches Gewebe (z.B. das MALT=Mucosa-assoziiertes lymphatisches Gewebe) ist eine nicht-eingekapselte Ansammlung lymphatischer Strukturen an vielen Orten des Körpers: in den Tonsillen (NALT), im Verdauungstrakt (GALT) und im respiratorischen System (BALT).

Immunsystem

Die Haupteffektoren des Lymphsystems sind die Immunzellen.

  • Lymphozyten: T-Lymphozyten, B-Lymphozyten, Natürliche Killerzellen.
  • Supportzellen: Makrophagen, Monozyten, Neutrophile, Basophile, Eosinophile und andere.

T-Zellen werden im Thymus, B-Zellen im Knochenmark gebildet. Nach ihrer Reifung gelangen sie in den Blut- und Lymphkreislauf oder in die sekundären lymphatischen Organe. So können sie in Zusammenarbeit mit den Supportzellen eine kontinuierliche Überwachung des Körpers gewährleisten. Im Ernstfall sind sie für die spezifische Immunreaktion verantwortlich.  

Männliche Geschlechtsorgane

Zu den männlichen Geschlechtsorganen zählen die internen Genitalien (Hoden, Nebenhoden, Samenleiter, Samenstrang) und die externen Genitalien (Penis und Skrotum). Die Prostata, die Bläschendrüse und die Glandula bulbourethralis gehören zu den akzessorischen Geschlechtsdrüsen. Gemeinsam ermöglichen diese Strukturen die Fortpflanzung.

Die Hoden produzieren die männlichen Gameten (Spermien) im Rahmen der Spermatogenese. Sie sind in Lobuli (Hodenläppchen) organisiert, die jeweils ein Parenchym aus Stroma und Hodenkanälchen (Tubuli seminifiri contorti) aus kubischem Epithel besitzen. Das Keimepithel (Epithelium spermatogenicum) besteht aus Sertoli Zellen und Keimzellen, die sich in Tubuli gruppieren. In diesen befinden sich außerdem Leydig-Zellen, parakrine Zwischenzellen, die für die Androgenbildung (Testosteron) zuständig sind, welche die Spermatogenese regulieren.

Sertoli-Zellen schützen die Spermien vor dem körpereigenen Immunsystem. Spermien gelangen in die Nebenhoden und dann in den Ductus deferens, der im Ductus ejaculatorius endet. Dieser mündet in die Hinterwand der Urethra. Die Zellen des Samenleiters scheiden hierbei im Verlauf sekretorische Substanzen aus, die den Transport der Spermien unterstützen.

Weibliche Geschlechtsorgane

Die weiblichen Geschlechtsorgane zeigen analog zu den männlichen ebenfalls eine Aufteilung in intern und extern. Man unterscheidet die internen Genitalien (Vagina, Uterus, Eileiter, Ovarien) und von den externen Genitalien (Venushügel, kleine und große Schamlippen, Kitzler, Scheidenvorhof, Vorhofschwellkörper).

Das Ovar (Eierstock) übernimmt die gleiche Rolle, die die Hoden beim Mann erfüllen: in ihnen findet die Entwicklung und Reifung der Gameten (Eizellen) statt, aber auch die Synthese der Sexualhormone (Östrogen, Progesteron). Histologisch teilt man die Eierstöcke in eine Rindenzone mit den Ovarialfollikeln und Markzone, die von einer straffen Bindegewebskapsel umschlossen sind, ein.

Das spezialisierte Epithel der Eileiter und des Uterus spielen eine große Rolle bei der Transportation und Implantation der befruchteten Eizelle (Zygote). Es gibt noch eine Menge mehr über die weiblichen Geschlechtsorgane zu erfahren- schaut doch mal auf den folgenden Seiten vorbei:

Embryonales Bindegewebe

Es gibt zwei Arten von embryonalem Bindegewebe: das mesenchymale Bindegewebe und das gallertartige Bindegewebe.

Mesenchymales Bindegewebe enthalten kleine, spindelförmige, multipotente mesenchymale Stammzellen, die alle Zellen des Bindegewebes ausbilden. Intrazellulär ist in ihnen sehr viel Wasser über Hyaluronat gebunden. Zwischen den Zellen befindet sich viel Grundsubstanz, sowie kollagene, elastische und retikuläre Fasern.

Gallertartiges Bindegewebe kommt exklusiv in der Nabelschnur vor. Es schützt die Nabelschnurgefäße vor der Abschnürung und besteht aus feinen Kollagenfasern und wasser-bindendem Hyaluronat, was auch als Wharton-Sulze bezeichnet wird.

Techniken der Histologie

Die Techniken in der Histologie entwickeln sich rasant, da sie vor allem für die Diagnostik in der Pathologie eine wichtige Rolle spielen. Am bekanntesten ist wahrscheinlich die Lichtmikroskopie, um Zellen, Gewebe und Organe zu untersuchen. Detailliertere Ansichten gibt uns die Elektronenmikroskopie. Die Lichtmikroskopie kann insbesondere durch die verschiedenen Färbetechniken Auskunft über sehr viele Fragestellungen geben.

Gewebspräparation

Um eine Gewebeprobe unter dem Mikroskop untersuchen zu können, muss sie erst einmal in einer Lösung fixiert werden, um den Zustand, den sie im Körper ursprünglich hatte, zu präservieren. Danach muss die Probe in Paraffin eingebettet werden, damit sie in dünne Schnitte verarbeitet werden kann. Dies ist notwendig, damit das Licht auch das Gewebe durchdringen kann. Zuletzt wird auf den Objektträger mittels eines adhäsiven Mediums ein Deckglas aufgetragen.

Färbeverfahren

Bevor das Deckglas auf den Objektträger aufgetragen wird, färbt man die Probe, um Zellen und andere Strukturen sichtbar zu machen. Eine Standardfärbung ist die Hämatoxylin und Eosin (HE) Färbung. Basophile Strukturen werden hierbei blau, eosinophile Strukturen pink gefärbt. Andere Färbetechniken wie die Masson-Trichom-Färbung, Azianblau oder die Reticulin-Färbung werden genutzt, um Gewebskomponenten zu zeigen, die mit der HE-Färbung nicht sichtbar gemacht werden können.

Man kann mit immunhistochemischen Techniken auch Prozesse im Gewebe nachvollziehen, denn einige Färbungen färben beispielsweise Proteine, die nur beim Zelltod in den Extrazellulärraum treten.

Mikroskopie

Lichtmikroskopie

Lichtmikroskopie nutzt das sichtbare Lichtspektrum in Kombination mit der Vergrößerung durch eine Linse. Wichtig hierbei ist Vergrößerungseinstellung am Objektiv (4x, 10x, 20x, 40x or 100x) und die Okularllinsen-Einstellung (10x). Vergrößerung allein reicht jedoch nicht aus: Viele Gewebe müssen zusätzlich noch gefärbt werden, um Strukturen sichtbar zu machen.

Elektronenmikrokopie

Elektronenmikroskopie (EM) ist eine moderne Variante der Mikroskopie und ermöglicht eine größere Auflösung und Vergrößerung. EM funktioniert über das Aussenden von Elektronen auf die Gewebsprobe, wobei zwei Arten unterschieden werden: Die Transmissionselektronenmikroskopie, die sehr dünne Gewebsschichten erfordert und die Scan-Elektronenmikroskopie, die zur Untersuchung größerer Gewebsproben dienen kann und ein dreidimensionales Bild hervorbringt.

In-situ Hybridisation

In-situ Hybridisation ist eine Methode zum Quantifizieren von DNS- oder RNS-Sequenzen. Dies geschieht über die Anlagerung komplementärer Nukleotide, die radioaktiv oder fluoreszierend markiert wurden. Diese Methode funktioniert, weil einsträngige DNS und RNS die Eigenschaft besitzen, sich mit einem komplementären Strang zu  einem Hybrid-Strang zusammenzuschließen, der dann durch die Markierung des komplementären Strangs detektiert werden kann.

Diese Technik wird genutzt, um die Lokalisation spezifischer DNS- oder RNS-Sequenzen zu bestimmen, was insbesondere in der Forschung und der Diagnostik eine Rolle spielt.

Blotting-Techniken

Blotting Techniken werden genutzt, um Proteine, DNS und RNS zu lokalisieren und zu quantifizieren. Eine sehr weit verbreitete Technik ist der Western Blot, bei dem Proteine aufgrund ihres Molekulargewichtes in der Gelelektrophorese voneinander getrennt werden. Diese Proteine kommen dann in Kontakt mit künstlich hergestellten und markierten Antikörpern, an die sie binden und eine fluoreszierende Reaktion katalysieren, die es ermöglicht, die Proteine so sichtbar zu machen.

Andere Blotting Techniken sind der Southern Blot, der Far-Western Blot, der Southwestern Blot, der Eastern Blot, der Far-Eastern Blot, der Northern Blot, der Reverse Northern Blot und der Dot Blot.

Quizzes

Zellen und Gewebe

Kardiovaskuläres System

Nervensystem

Haut und Hautanhangsgebilde

Muskuloskelettales System

Respiratorisches System

Verdauungssystem

Nieren und ableitende Harnwege

Endokrines System

Lymphatisches System

Männliche Geschlechtsorgane

Weibliche Geschlechtsorgane

Embryonales Bindegewebe

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Quellen anzeigen

Quellen:

  • Ross, H. M, Pawlina, W. (2011). Histology (6th ed.). Philadelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins.
  • Mescher, A. L. (2013). Junquiera’s Basic Histology (13th ed.). New York, NY: McGraw-Hill Education.
  • Young, B., Woodford, P., ODowd, G., & Wheater, P. R. (2014). Wheater’s functional histology: A text and colour atlas. Edinburgh: Churchill Livingstone.
  • Eroschenko, V. P. (2017). DiFiores atlas of histology with functional correlations. Philadelphia, Pa: Wolters Kluwer.

Text, Übersetzung, Review, Layout:

  • Gordana Sendic
  • Isra Tamim
  • Claudia Bednarek
  • Marie Hohensee

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