Warum platzen tierische Zellen?

Warum platzen tierische Zellen?

Tierische Zellen, im Gegensatz zu Pflanzenzellen, verfügen nicht über eine schützende Zellwand. Diese Abwesenheit macht sie besonders anfällig für Veränderungen im osmotischen Druck. Dieser Druck, der durch die Konzentration gelöster Stoffe (z.B. Salze, Zucker) in einer Lösung bestimmt wird, beeinflusst den Wassertransport durch die semipermeable Zellmembran.

Das Verhalten tierischer Zellen in unterschiedlichen Lösungen lässt sich durch die Osmose beschreiben: Im Detail passiert folgendes:

Hypotonische Lösungen: In einer hypotonischen Lösung ist die Konzentration gelöster Stoffe außerhalb der Zelle geringer als im Zellinneren. Das Wasser fließt folglich von der Lösung mit niedrigerer Konzentration gelöster Stoffe (außerhalb) in die Lösung mit höherer Konzentration (innerhalb der Zelle). Dieser osmotische Druckverschiebung führt dazu, dass Wasser in die Zelle strömt. Das Zytoplasma, das bereits viel Wasser enthält, quillt auf. Die Zellmembran, die relativ starr ist, kann diesen Druck nur bis zu einem gewissen Grad ertragen. Übersteigt die Spannung, reißt die Membran ein, und die Zelle lysiert – sie platzt.

Isotonische Lösungen: In isotonischen Lösungen ist die Konzentration gelöster Stoffe innerhalb und außerhalb der Zelle gleich. Es gibt keinen Netto-Wasserfluss in oder aus der Zelle. Die Zelle bleibt in ihrem stabilen Zustand.

Hypertonische Lösungen: In einer hypertonischen Lösung ist die Konzentration gelöster Stoffe außerhalb der Zelle höher als im Zellinneren. Das Wasser fließt aus der Zelle in die Lösung mit der höheren Konzentration gelöster Stoffe. Die Zelle schrumpft, da das Zytoplasma Wasser verliert. Dieser Prozess wird als Plasmolyse bezeichnet und kann ebenfalls zum Zelltod führen, obwohl der Mechanismus anders als bei der Lyse ist.

Irreversibilität der Lyse: Die Lyse einer tierischen Zelle ist ein irreversibler Prozess. Einmal aufgerissen, kann die Zellmembran ihre Funktion nicht mehr erfüllen, die Zelle nicht mehr repariert werden. Der Zellinhalt entweicht, und die Zelle ist endgültig zerstört.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Abwesenheit einer Zellwand tierische Zellen besonders empfindlich gegenüber osmotischen Veränderungen macht. Hypotonische Lösungen führen zur Lyse, ein irreversibler Prozess, der durch den unkontrollierten Wasserfluss in die Zelle ausgelöst wird. Isotonische Lösungen hingegen ermöglichen einen stabilen Zustand, während hypertonische Lösungen zum Schrumpfen der Zelle führen. Die richtige osmotische Balance ist essentiell für das Überleben tierischer Zellen.