Warum platzen tierische Zellen, wenn keine Energiezufuhr mehr möglich ist?

Warum platzen tierische Zellen bei fehlender Energiezufuhr?

Tierische Zellen sind von einer semipermeablen Zellmembran umgeben, die zwar Wasser und kleine Moleküle durchlässt, aber größere Moleküle wie Proteine und Kohlenhydrate blockiert. Um ihr osmotisches Gleichgewicht aufrechtzuerhalten, müssen tierische Zellen aktiv Ionen aus dem Inneren nach außen pumpen und gleichzeitig andere Ionen von außen nach innen transportieren. Dieser aktive Transportprozess wird durch Adenosintriphosphat (ATP), die Energiewährung der Zelle, angetrieben.

Wenn der Zelle keine Energie mehr zur Verfügung steht, bricht der aktive Transport zusammen. Dies führt zu einem Ungleichgewicht des osmotischen Drucks, da die Konzentration der Ionen innerhalb der Zelle höher ist als außerhalb. Wasser strömt aufgrund des osmotischen Drucks ungehindert in die Zelle, wodurch sie anschwillt.

Die Zellmembran kann dem zunehmenden hydrostatischen Druck innerhalb der Zelle nur bis zu einem gewissen Grad standhalten. Wenn der Druck zu groß wird, reißt die Zellmembran auf und platzt.

Dieser Prozess des Zellplatzens wird als Zytolyse bezeichnet und tritt typischerweise auf, wenn:

• Der Zelle die Sauerstoffversorgung abgeschnitten wird
• Die Zelle vergiftet wird
• Die Zelle extremen Temperaturen oder pH-Werten ausgesetzt ist

Im Gegensatz zu tierischen Zellen haben Pflanzenzellen eine starre Zellwand, die ihnen hilft, dem osmotischen Druck standzuhalten. Daher platzen Pflanzenzellen bei fehlender Energiezufuhr in der Regel nicht.

Somit ist der Verlust der Energiezufuhr für tierische Zellen ein kritisches Ereignis, da er zum aktiven Transportzusammenbruch, zum osmotischen Druckungleichgewicht und letztendlich zum Zellplatzen führt.