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Der Aufbau der Zelle ist der wichtigste Bestandteil innerhalb der Biologie. Im Bereich der Cytologie spielen auch die Mikrovilli eine bedeutende Rolle. Hier erfährst du was die Mikrovilli sind, wo sie vorkommen und welche Funktion sie ausüben.
Mikrovilli sind Ausstülpungen der Zellmembran, die eine fadenartige Form besitzen und sehr beweglich sind. Ihre Hauptaufgabe ist die Vergrößerung der Oberfläche der Zellen, um Stoffe besser aufnehmen und abgeben zu können. Diese Zellfortsätze kommen besonders in den Epithelzellen von Tieren vor. Epithelzellen sind eine Zellart innerhalb von Organen, deren apikal und basal Seiten unterschiedliche Eigenschaften haben.
Abb. 1: Mikrovilli
Quelle: Louisa Howard, Katherine Connollly. Abrufbar unter: http://remf.dartmouth.edu/imagesindex.htmlhttp://remf.dartmouth.edu/images/humanMicrovilliTEM/source/2.html, Gemeinfrei, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1253578
Mikrovilli lassen sich auf der äußeren, sogenannten apikalen Seite der Epithelzellen im Körper finden, die besonders innerhalb von Organen gelegen sind. Beispielsweise lassen sich Mikrovilli in den Nierenkanälchen oder dem Dünndarm, mit seinen Enterozyten, finden, wo sie einen sogenannten Bürstensaum bilden.
Wenn Mikrovilli auf der Oberfläche der Epithelzellen dicht aneinander stehen, bezeichnet man diese Gesamtheit als Bürstensaum. Dieser Saum dient der Oberflächenvergrößerung der Zelle, um Stoffe von außen besser aufnehmen zu können.
Der Bürstensaum ist von einer Schicht aus Glykoproteinen und Glykolipiden überzogen.
Die als Glykokalix bezeichnete Schicht kann ein Gewebe bilden, dass bis zu anderen Zellen reicht und damit große Zellverbände entstehen lässt. Zusätzlich sorgt die Glykokalix für eine zusätzliche Stabilisation der Zellmembran und für einen stärkeren Schutz vor äußerlichen Einwirkungen.
Der Verlust des Bürstensaums im Körper kann zu gesundheitlichen Folgen führen, indem sich beispielsweise durch eine Entzündung der Darmschleimhaut eine Zöliakie entwickelt.
Die Mikrovilli umfassen einen Durchmesser von 50 – 100 nm und sind 1-2 mm lang. Sie bestehen aus fadenförmigen Strukturen aus dem Protein Aktin, die Aktinfilamente genannt werden. Durch die weiteren Proteine Fascin, Fimbrin und Villin erhalten die Mikrovilli ihre Form. An der Oberseite der Mikrovilli befindet sich eine sogenannte Z-Scheibe, in Form einer Wand.
Die Aktinfilamente, aus denen die Mikrovilli bestehen, befinden sich mit einem Ende tief in der Zelle. Dort lassen sich die Terminalgeflechte finden, die aus den Strukturproteinen Tropomyosin und Myosin bestehen. Durch das Protein Spektrin sind die Mikrovilli außerdem am Cytoskelett der Zelle befestigt.
Die Mikrovilli haben verschiedene Funktionen im Körper eines Lebewesens. Dazu gehören
Die wichtigste Funktion der Mikrovilli ist wie bereits erwähnt die Oberflächenvergrößerung. Die Besonderheit dieser Funktion lässt sich am Beispiel des Dünndarms darstellen, dessen Oberfläche mit den Mikrovilli etwa 200 m2 umfasst, ohne diese allerdings nur eine Größe von etwa 4 m2 erreichen würde. Da Epithelzellen Stoffe aufnehmen und abgeben, ist diese Fähigkeit der Zellfortsätze besonders wichtig.
Je größer die Oberfläche einer Zelle ausfällt, desto schneller können die benötigten Stoffe aufgenommen, beziehungsweise abgegeben werden. Durch die Aufnahme von körpereigenen oder körperfremden Stoffen durch die Oberfläche der Zelle, werden Mikrovilli zu einer Reaktionsfläche. Dieser Vorgang bezieht sich beispielsweise im Darm auf Nährstoffe, wie Fette, Kohlenhydrate und Proteine.
Bei der Aufnahme von Stoffen in die Zelle kommt die Diffusion zum Einsatz. Durch die Mikrovillus besteht die Möglichkeit den Diffusionswiderstand für kleine Moleküle zu verringern. Diese können leichter in die Zelle aufgenommen oder abgegeben werden und bewegen sich an den Aktinfilamenten entlang. Durch Pumpbewegungen der Aktinfilamente kann der Transport der Moleküle außerdem gefördert werden.
Neben den Mikrovilli lassen sich noch weitere Ausstülpungen der Zellen finden. Zu den wichtigsten Ausstülpungen der Zellmembran gehören die Stereozilien und die Kinozilien.
Die Stereozilien besitzen eine starke Ähnlichkeit mit den Mikrovilli, weshalb sich auch häufig als Stereovilli bezeichnet werden. Sie lassen sich in der Regel in den Sinneszellen von Wirbeltieren, zum Beispiel Fischen, Vögeln und Säugetieren finden.
Wie auch die Mikrovilli bestehen die Stereovilli aus Aktinfilamenten. Diese zeichnen sich jedoch durch eine größere Länge aus. Außerdem besteht ihre Funktion darin, Schall, Lage- und Bewegungsänderungen oder andere Umwelteinflüsse aufzunehmen und darauf zu reagieren.
Im Gegensatz zu den Stereozilien weisen die Kinozilien große Unterschiede zu den Mikrovilli auf. Da sie nicht aus Aktinfilamenten, sondern aus Mikrotubuli bestehen, sind sie mit den sogenannten Zilien verwandt.
Die Kinozilien lassen sich insbesondere bei den Einzellern finden, wo sie zur Fortbewegung der Zelle eingesetzt werden. Dies lässt sich beispielsweise bei den Wimperntierchen beobachten.
Wenn du den Artikel bis hier gelesen hast, kennst du nun alle essenziellen Fakten zum Thema Mikrovilli. Im folgenden findest du die wichtigsten Punkte noch einmal zusammengefasst.
Wunderbar! Wenn du noch mehr über den Aufbau der Zellen erfahren möchtest, dann sieh dir auf StudySmarter beispielsweise die Artikel zu den Vesikeln und Peroxisomen an.
Frage
Wie groß sind Mikrovilli?
Antwort
Die Mikrovilli besitzen einen Durchmesser von 50 – 100 nm und sind 1-2 lang.
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