Ergastoplasma – Definition & Funktion
Das Ergastoplasma ist ein historischer Begriff für das raue endoplasmatische Retikulum, ein Zellorganell, das an der Proteinbiosynthese beteiligt ist.
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Das Ergastoplasma ist ein historischer Begriff für das raue endoplasmatische Retikulum, ein Zellorganell, das an der Proteinbiosynthese beteiligt ist.
Was ist das Ergastoplasma?
Der Begriff Ergastoplasma ist eine veraltete, historische Bezeichnung für das raue endoplasmatische Retikulum (rER). Dieser Ausdruck wurde im späten 19. und frühen 20. Jahrhundert verwendet, bevor die moderne Zellbiologie die genaue Struktur und Funktion dieses Zellorganells beschrieb. Heute wird fast ausschließlich der Begriff raues endoplasmatisches Retikulum oder die Abkürzung rER verwendet.
Struktur und Aufbau
Das raue endoplasmatische Retikulum ist ein weitverzweigtes Membransystem innerhalb der eukaryotischen Zelle. Es besteht aus miteinander verbundenen, flachen Membransäcken, den sogenannten Zisternen. Die Bezeichnung rau ergibt sich aus dem charakteristischen Erscheinungsbild im Elektronenmikroskop: An der zytosolischen Außenfläche der Membran sind zahlreiche Ribosomen angelagert, die dem Organell seine typische, körnige Oberfläche verleihen.
Funktion und biologische Bedeutung
Das Ergastoplasma bzw. raue endoplasmatische Retikulum erfüllt zentrale Aufgaben im zellulären Stoffwechsel:
- Proteinbiosynthese: Die membrangebundenen Ribosomen synthetisieren Proteine, die für die Sekretion, den Einbau in Membranen oder den Transport zu anderen Zellorganellen bestimmt sind.
- Proteinfaltung und Qualitätskontrolle: Neu synthetisierte Proteine werden im Lumen des rER korrekt gefaltet und auf ihre strukturelle Integrität geprüft. Fehlgefaltete Proteine werden abgebaut.
- Glykosylierung: Viele Proteine erhalten im rER erstmals Zuckerketten (Oligosaccharide), ein Prozess, der als N-Glykosylierung bezeichnet wird und funktional wichtig ist.
- Transport zum Golgi-Apparat: Korrekt gefaltete und modifizierte Proteine werden in Transportvesikeln zum Golgi-Apparat weitergeleitet, wo sie weiter prozessiert werden.
Vorkommen in verschiedenen Zelltypen
Das raue endoplasmatische Retikulum ist besonders stark ausgeprägt in Zellen mit hoher Sekretionsleistung. Typische Beispiele sind:
- Pankreasazinuszellen: Diese Zellen produzieren große Mengen an Verdauungsenzymen und besitzen daher ein besonders gut entwickeltes rER.
- Plasmazellen: Immunzellen, die Antikörper sezernieren, weisen ebenfalls ein ausgedehntes rER auf.
- Hepatozyten (Leberzellen): Leberzellen produzieren zahlreiche Serumproteine wie Albumin und Gerinnungsfaktoren und sind reich an rER.
- Drüsenzellen: Allgemein sind sekretorisch aktive Drüsenzellen durch ein stark entwickeltes rER gekennzeichnet.
Historische Einordnung
Der Begriff Ergastoplasma wurde erstmals von dem französischen Histologen Charles Garnier im Jahr 1897 geprägt. Er beschrieb damit eine basophile, fadenförmige Substanz im Zytoplasma sekretorischer Zellen, die sich mit bestimmten Farbstoffen anfärben ließ. Diese Basophilie erklärt sich durch die hohe Dichte an RNA-haltigen Ribosomen. Mit der Einführung der Elektronenmikroskopie in den 1950er Jahren konnte die feine Struktur des rER schließlich direkt sichtbar gemacht werden, und der moderne Begriff verdrängte die historische Bezeichnung Ergastoplasma.
Klinische Relevanz
Obwohl der Begriff Ergastoplasma heute kaum noch verwendet wird, ist die Funktion des rauen endoplasmatischen Retikulums klinisch von großer Bedeutung. Störungen im rER, etwa durch ER-Stress, sind mit einer Vielzahl von Erkrankungen assoziiert, darunter:
- Neurodegenerative Erkrankungen (z. B. Morbus Alzheimer, Morbus Parkinson)
- Typ-2-Diabetes mellitus
- Entzündliche und immunologische Erkrankungen
- Bestimmte Krebserkrankungen
Ein dauerhafter ER-Stress aktiviert zelluläre Stressreaktionen, die sogenannte Unfolded Protein Response (UPR), welche versucht, die Proteinhomöostase wiederherzustellen oder bei anhaltendem Schaden die Apoptose (programmierten Zelltod) einzuleiten.
Quellen
- Alberts B. et al. - Molecular Biology of the Cell, 6th Edition. Garland Science, New York, 2015.
- Lodish H. et al. - Molecular Cell Biology, 8th Edition. W.H. Freeman and Company, New York, 2016.
- Ron D., Walter P. - Signal integration in the endoplasmic reticulum unfolded protein response. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 8(7):519-529, 2007.
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