Mit Google fortfahren
Wenn du dich schneidest, wächst die Haut nach einiger Zeit wieder zu. Auch dein Blut wird ständig erneuert, ohne dass du darüber nachdenkst. Dahinter steckt eine besondere Fähigkeit deines Körpers: Manche Zellen können Nachschub liefern. Genau hier kommen Stammzellen ins Spiel.
- Du erklärst, was Stammzellen sind und warum sie wichtig sind.
- Du unterscheidest Selbsterneuerung und Differenzierung.
- Du ordnest embryonale, adulte und induzierte pluripotente Stammzellen ein.
- Du verstehst, warum Stammzellforschung Chancen und ethische Fragen mit sich bringt.
Was Stammzellen besonders macht
Dein Körper besteht aus vielen spezialisierten Zellen. Eine Nervenzelle leitet Signale weiter. Eine Muskelzelle kann sich zusammenziehen. Eine Hautzelle schützt deinen Körper nach außen.
Eine Stammzelle ist eine noch nicht vollständig spezialisierte Zelle. Sie kann sich teilen und dabei entweder neue Stammzellen bilden oder sich zu einer spezialisierten Zelle entwickeln. Dadurch kann der Körper wachsen, Gewebe erneuern und Schäden reparieren.
Eine Stammzelle ist eine Zelle, die sich selbst erneuern kann und aus der spezialisierte Zelltypen entstehen können.
Wichtig sind zwei Fähigkeiten. Selbsterneuerung bedeutet: Eine Stammzelle teilt sich so, dass wieder Stammzellen entstehen. Differenzierung bedeutet: Eine Zelle entwickelt sich zu einem bestimmten Zelltyp mit einer bestimmten Aufgabe.
Im Knochenmark gibt es Blutstammzellen. Aus ihnen entstehen rote Blutkörperchen, weiße Blutkörperchen und Blutplättchen. So kann dein Blut ständig erneuert werden.
Stammzellen sind wie ein Vorrat an noch nicht festgelegten Zellen. Sie bleiben entweder Stammzellen oder werden zu Spezialisten.
Interaktive Quizfrage wird geladen ...
Selbsterneuerung und Differenzierung
Stell dir eine Schulklasse vor, in der einige Lernende später ganz unterschiedliche Berufe ergreifen. Vorher haben sie noch viele Möglichkeiten. Mit jeder Entscheidung wird der Weg klarer.
Bei Stammzellen ist das ähnlich. Eine Stammzelle kann sich teilen. Bei einer Teilung können zwei neue Stammzellen entstehen. Es kann aber auch eine Stammzelle und eine schon stärker festgelegte Tochterzelle entstehen. Eine Tochterzelle ist die Zelle, die bei einer Zellteilung neu entsteht.
Eine Stammzelle in der Haut teilt sich. Eine Tochterzelle bleibt Stammzelle und sichert den Vorrat. Die andere Tochterzelle entwickelt sich weiter und wird Teil der Hautschicht.
Der Körper braucht beide Wege. Ohne Selbsterneuerung wäre der Vorrat an Stammzellen schnell leer. Ohne Differenzierung gäbe es keinen Ersatz für verbrauchte oder beschädigte Zellen.
Interaktiver Lückentext wird geladen ...
Interaktive Quizfrage wird geladen ...
Wie vielseitig Stammzellen sein können
Nicht jede Stammzelle kann alles werden. Biologen beschreiben ihre Möglichkeiten mit dem Begriff Potenz. Potenz bedeutet hier: wie viele verschiedene Zelltypen aus einer Zelle entstehen können.
Eine totipotente Zelle kann einen vollständigen Organismus und die nötigen Gewebe außerhalb des eigentlichen Embryos bilden. Dazu gehört zum Beispiel die Plazenta, ein Versorgungsorgan während der Schwangerschaft. Beim Menschen zählt die befruchtete Eizelle und sehr frühe Teilungsstadien zu den totipotenten Zellen.
Pluripotente Stammzellen können fast alle Zelltypen des Körpers bilden, aber keinen vollständigen Menschen mit Plazenta. Multipotente Stammzellen können mehrere Zelltypen innerhalb eines bestimmten Gewebebereichs bilden.
Eine pluripotente Stammzelle kann sich zum Beispiel zu einer Nervenzelle, Muskelzelle oder Hautzelle entwickeln. Eine Blutstammzelle ist dagegen multipotent: Sie kann verschiedene Blutzellen bilden, aber keine Hautzelle.
Interaktive Lernkarten wird geladen ...
Je weiter eine Zelle spezialisiert ist, desto kleiner wird meist ihre Auswahl an möglichen Zelltypen.
Interaktive Quizfrage wird geladen ...
Embryonale und adulte Stammzellen
Nun wird wichtig, woher Stammzellen stammen. Embryonale Stammzellen sind Stammzellen aus einem sehr frühen Entwicklungsstadium nach der Befruchtung. Ein Embryo ist ein sehr frühes Entwicklungsstadium eines Lebewesens. Embryonale Stammzellen sind meist pluripotent und deshalb für die Forschung besonders interessant.
Adulte Stammzellen sind Stammzellen im Körper nach der Geburt. Das Wort adult bedeutet hier nicht nur erwachsen, sondern meint: nicht embryonal. Solche Stammzellen findest du zum Beispiel im Knochenmark, in der Haut oder in bestimmten anderen Geweben. Sie erneuern und reparieren dort passende Zelltypen.
Wenn Hautzellen an der Oberfläche abgestoßen werden, müssen neue Hautzellen nachkommen. Adulte Stammzellen in der Haut liefern diesen Ersatz.
Embryonale Stammzellen sind vielseitiger. Adulte Stammzellen sind stärker auf ihr Gewebe festgelegt. Dafür sind adulte Stammzellen im Körper natürlicher an Reparaturaufgaben beteiligt und werden in einigen medizinischen Bereichen bereits genutzt, zum Beispiel bei bestimmten Blutstammzelltransplantationen.
Eine Transplantation ist das Übertragen von Zellen, Gewebe oder Organen auf einen Menschen. Bei einer Blutstammzelltransplantation sollen neue gesunde Blutzellen entstehen.
Interaktiver Lückentext wird geladen ...
Interaktive Quizfrage wird geladen ...
Induzierte pluripotente Stammzellen
Forschende können manche fertigen Körperzellen im Labor zurück in einen stammzellähnlichen Zustand bringen. Das nennt man Reprogrammierung. Dabei wird das innere Steuerprogramm der Zelle verändert.
Eine induzierte pluripotente Stammzelle, kurz iPS-Zelle, ist eine umprogrammierte Körperzelle, die wieder ähnliche Eigenschaften wie eine pluripotente Stammzelle hat. Induziert bedeutet: künstlich ausgelöst. Pluripotent bedeutet: Sie kann viele verschiedene Körperzelltypen bilden.
Aus einer Hautzelle kann im Labor eine iPS-Zelle entstehen. Aus dieser iPS-Zelle können Forschende dann unter passenden Bedingungen bestimmte Zelltypen entwickeln, zum Beispiel Nervenzellen für ein Krankheitsmodell.
iPS-Zellen sind wichtig, weil für ihre Herstellung kein Embryo zerstört werden muss. Trotzdem sind sie nicht automatisch eine einfache Lösung. Forschende müssen genau prüfen, ob die Zellen stabil, sicher und passend spezialisiert sind.
iPS-Zellen zeigen: Eine spezialisierte Zelle kann im Labor teilweise zurückprogrammiert werden. Für Behandlungen muss ihre Sicherheit aber sehr sorgfältig untersucht werden.
Interaktive Quizfrage wird geladen ...
Chancen, Grenzen und ethische Fragen
Stammzellen sind für die Medizin spannend, weil sie neue Zellen liefern können. Regeneration bedeutet Erneuerung oder Wiederherstellung von Gewebe. Wenn Gewebe geschädigt ist, hoffen Forschende, eines Tages passende Ersatzzellen gezielt herstellen zu können.
Bei manchen Krankheiten gehen bestimmte Zelltypen verloren oder funktionieren nicht mehr richtig. In der Forschung untersucht man, ob aus Stammzellen gewonnene Zellen helfen könnten, solche Vorgänge besser zu verstehen oder später Gewebe zu ersetzen.
Es gibt aber Grenzen. Zellen müssen sich kontrolliert entwickeln. Wenn sie sich falsch teilen oder nicht richtig spezialisiert sind, können Risiken entstehen. Außerdem muss das Immunsystem die Zellen vertragen. Das Immunsystem ist das Abwehrsystem des Körpers.
Bei embryonalen Stammzellen kommt eine ethische Frage dazu. Für ihre Gewinnung aus frühen Embryonen kann der Embryo nicht weiterentwickelt werden. Deshalb wird darüber gestritten, wie Forschungschancen und Schutz des Embryos gegeneinander abgewogen werden sollen.
Ethisch bedeutet: Es geht nicht nur darum, was technisch möglich ist, sondern auch darum, was verantwortbar ist.
Interaktive Quizfrage wird geladen ...
Zusammenfassung
Stammzellen sind Zellen mit zwei zentralen Fähigkeiten: Sie können sich selbst erneuern und sie können sich zu spezialisierten Zelltypen entwickeln. Dadurch helfen sie beim Wachstum, bei der Erneuerung von Gewebe und bei Reparaturprozessen.
Je nach Entwicklungsmöglichkeit unterscheidet man totipotente, pluripotente und multipotente Zellen. Embryonale Stammzellen sind meist besonders vielseitig, adulte Stammzellen übernehmen wichtige Aufgaben in bestimmten Geweben. iPS-Zellen entstehen durch Reprogrammierung von Körperzellen und sind für die Forschung sehr bedeutsam.
Interaktive Mindmap wird geladen ...
Interaktive Quizfrage wird geladen ...