Cytologie

Mikrovilli

In diesem Beitrag erklären wir dir, was die Mikrovilli sind und wie ihre Funktion in der Zelle aussieht.

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Inhaltsübersicht

Mikrovilli einfach erklärt

Die Mikrovilli sind fingerförmige Zellfortsätze und kommen vor allem in tierischen Epithelzellen%Verweis vor. Unter einer Epithelzelle kannst du dir eine Zellart vorstellen, die vor allem in Organen vorkommt und zwei Seiten (apikal und basal) mit unterschiedlichen Eigenschaften besitzt.

%<img class="n3VNCb" src="https://thumbs.dreamstime.com/z/intestinale-epithelzelle-66289270.jpg" alt="Epithelzelle || Med-koM" width="212" height="189" data-noaft="1" />Beschriftung: Schema einer Epithelzelle, Alt text: Epithelzelle, Epithel, Mikrovilli, apikal, basal

Mikrovilli sind fadenförmige, leicht bewegliche Ausstülpungen der Zellmembran . Diese sind aus mehreren Bündeln von Aktinfilamenten aufgebaut.

Ihre Hauptfunktion besteht in der Oberflächenvergrößerung von Zellen. Durch diese größere Oberfläche können die Zellen Stoffe besser aufnehmen und abgeben.

Definition

Die Mikrovilli (eng. microvilli) sind kleine, fadenförmige Ausstülpungen der Zellmembran. Ihr Name kommt vom lateinischen „villus“ (Zotte).

Mikrovilli Aufbau

Die Mikrovilli liegen nur auf der äußeren, der sogenannten apikalen Seite der Epithelzellen. Die innere, basale Seite enthält keine Ausstülpungen.

%<img class="n3VNCb" src="https://thumbs.dreamstime.com/z/intestinale-epithelzelle-66289270.jpg" alt="Epithelzelle || Med-koM" width="164" height="146" data-noaft="1" /><img class="n3VNCb" src="https://d2wg98g6yh9seo.cloudfront.net/users/144563/144563_tiLeLuSoguSoGiko8764721124855184.png" alt="PR 1 Epithelgewebe | Repetico" width="256" height="188" data-noaft="1" />Beschriftung: Mikrovilli an der Epithelzelle, alt text: Mikrovilli, Glykokalix, Epithelzelle, Bürstensaum

Ein Mikrovillus hat in etwa einen Durchmesser von 50 – 100 nm und ist 1 – 2 \mu m lang.  Er besteht aus mehreren Bündeln von sogenannten Aktinfilamenten.
Diese sind fadenförmige Strukturen, die hauptsächlich das Protein Aktin enthalten. Die Bündel werden über die Proteine Fascin, Fimbrin und Villin in ihrer Form gehalten und stabilisiert. An seiner Oberseite besitzt der Mikrovillus eine wandähnliche Form namens Z-Scheibe.

Um die Mikrovilli zusätzlich zu stabilisieren, ragen die Aktinfilamente mit dem Minus-Ende weiter in die Zelle hinein. Dort bilden sie das sogenannte Terminalgeflecht, das vor allem durch die Strukturproteine Tropomyosin und Myosin zusammengehalten wird. Das Strukturprotein Spektrin verankert die Mikrovilli weiterhin noch am Cytoskelett .

%<img class="" src="https://www.spektrum.de/lexika/images/bio/f5f4534_w.jpg" width="181" height="253" />Beschriftung: Mikrovilli Aufbau, Alt text: Mikrovilli Aufbau, Bürstensaum, Mikrovilli

In ihrer Gesamtheit bilden die Mikrovilli den sogenannten Bürstensaum. Dieser Bürstensaum ist von einer Schicht aus Glykoproteinen (Zucker + Protein) und Glykolipiden (Zucker + Fett) namens Glykokalix überzogen.

Die Glykokalix ist in der Lage Gewebe zu bilden, die bis hin zu anderen Zellen reichen können. Dadurch können größere Zellverbände aufgebaut werden.
Außerdem stabilisiert sie die Zellmembran zusätzlich und schützt sie vor fremden chemischen oder mechanischen Einwirkungen.

Mikrovilli Funktion

Die wichtigste Funktion der Mikrovilli besteht in der Oberflächenvergrößerung. Diese ist vor allem bei den Epithelzellen wichtig, die körpereigene oder körperfremde Stoffe aufnehmen (= resorbierende Epithelien). Diese Zellen findest du vor allem in der Darmwand von Dünndarm und Dickdarm oder in den Nieren.

Die Oberflächen von Zellen dienen als Reaktionsflächen von Stoffen. Im Darm sind das insbesondere Nährstoffe wie Fette, Proteine und Kohlenhydrate.

Mit einer größeren Oberfläche können diese Stoffe schneller aufgenommen und abgegeben werden. Ohne die Mikrovilli würde der Dünndarm nur eine Oberfläche von etwa 4 m^2 besitzen. Mit ihnen kann sich die Fläche des Dünndarms auf bis zu 200 m^2 erstrecken.

Eine weitere Aufgabe eines Mikrovillus besteht darin, den Diffusionswiderstand für kleinere Moleküle (Proteine, …) zu verringern. Die Moleküle können also leichter durch Diffusion in die Zelle aufgenommen oder von der Zelle abgegeben werden. Sie können dann entlang der Aktinfilamente transportiert und in den Innenraum/Außenraum abgegeben werden. Dieser Transport kann durch Pumpbewegungen der Aktinfilamente verstärkt werden.

Weitere Zellfortsätze

Neben den Mikrovilli existieren auch noch zahlreiche weitere Zellfortsätze. Nachfolgend stellen wir dir zwei wichtige Arten vor.

Stereozilien

Die sogenannten Stereozilien sind eng mit den Mikrovilli verwandt. Aus diesem Grund werden sie oft auch als Stereovilli bezeichnet. Sie befinden sich vor allem in den Sinneszellen (Mechanorezeptoren) von Wirbeltieren. Zu den Wirbeltieren gehören alle Lebewesen, die eine Wirbelsäule, einen Kopf, einen Rumpf und zwei Paare an Gliedmaßen besitzen. Beispiele dafür sind Fische, Vögel oder Säugetiere wie der Mensch.

Stereovilli bestehen ebenfalls aus Bündeln von Aktinfilamenten, sind jedoch länger als die Mikrovilli. Sie sind in der Lage, auf Umwelteinflüsse wie Schall oder Lage- und Bewegungsänderungen der Wirbeltiere zu reagieren.t

Kinozilien

Eine weitere wichtige Klasse der Zellfortsätze sind die Kinozilien. Diese bestehen im Gegensatz zu den Stereozilien nicht aus Aktinfilamenten, sondern aus den Mikrotubuli . Deshalb sind sie auch nicht mit den Mikrovilli verwandt, sondern gehören zu den sogenannten Zilien.

Du findest die Kinozilien insbesondere bei Einzellern wie den Wimperntierchen. Ihre Aufgabe besteht hier vor allem in der Fortbewegung der Einzeller.


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