Warum platzen Zellen, wenn zu viel Wasser einströmt?

Warum platzen Zellen bei übermäßigem Wassereinstrom?

Der Begriff Deplasmolyse beschreibt zwar die Wasseraufnahme einer Zelle nach einem Zustand der Plasmolyse, aber er impliziert nicht zwangsläufig das Platzen der Zelle. Richtig ist, dass Zellen bei übermäßigem Wassereinstrom platzen können. Dies geschieht jedoch vor allem bei tierischen Zellen oder Zellen ohne Zellwand, wie zum Beispiel Protoplasten. Bei Pflanzenzellen verhindert die Zellwand in der Regel das Platzen, obwohl auch hier Grenzen existieren. Schauen wir uns die Mechanismen genauer an:

Osmose: Der Antrieb für den Wassereinstrom:

Wasser bewegt sich aufgrund von Osmose. Das bedeutet, es fließt von einer Region mit niedrigerer Konzentration an gelösten Stoffen (hypotonische Lösung) in eine Region mit höherer Konzentration an gelösten Stoffen (hypertonische Lösung), um einen Konzentrationsausgleich zu erreichen. Befindet sich eine Zelle in einer hypotonischen Umgebung, strömt Wasser in die Zelle ein.

Zellwand: Schutzschild der Pflanzenzelle:

Pflanzenzellen besitzen eine feste Zellwand aus Cellulose, die der Zelle Stabilität verleiht und als Gegendruck zum osmotischen Druck wirkt. Dieser sogenannte Turgor verleiht der Pflanze ihre Festigkeit und aufrechte Haltung. Die Zellwand kann einem erheblichen Druck standhalten und verhindert so in den meisten Fällen das Platzen der Zelle, selbst bei starkem Wassereinstrom. Die Zelle erreicht einen Zustand maximalen Turgors.

Grenzen der Belastbarkeit:

Trotz der schützenden Zellwand gibt es auch für Pflanzenzellen Grenzen. Bei extremem und anhaltendem Wassereinstrom kann der Druck innerhalb der Zelle so stark ansteigen, dass die Zellwand dem nicht mehr standhalten kann. Dies ist jedoch eher selten und tritt beispielsweise bei schnell wachsenden Geweben oder unter speziellen Laborbedingungen auf.

Tierische Zellen: Gefahr des Platzens:

Tierische Zellen hingegen besitzen keine Zellwand. Sie sind daher dem osmotischen Druck viel stärker ausgesetzt. In hypotonischen Umgebungen kann der Wassereinstrom dazu führen, dass die Zellmembran unter dem steigenden Druck reißt und die Zelle platzt. Dieser Prozess wird als Zytolyse bezeichnet. Um dies zu verhindern, verfügen tierische Zellen über Mechanismen zur Regulation des Wasserhaushaltes, wie zum Beispiel die aktive Ausscheidung von Wasser.

Zusammenfassend lässt sich sagen:

Das Platzen von Zellen aufgrund übermäßigen Wassereinstroms ist ein komplexer Prozess, der von der Art der Zelle und den Umgebungsbedingungen abhängt. Die Zellwand schützt Pflanzenzellen in den meisten Fällen vor dem Platzen, während tierische Zellen aufgrund des Fehlens einer Zellwand anfälliger für Zytolyse sind. Der Begriff Deplasmolyse beschreibt die Rückkehr zur normalen Zellform nach Plasmolyse und ist nicht gleichbedeutend mit dem Platzen der Zelle.