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Das Endoplasmatische Retikulum, kurz ER, existiert als verzweigtes Kanalsystem. Dieses besteht aus flächigen Hohlräumen. Es befindet sich innerhalb einer Membran. Das Zellelement tritt in allen eukaryotischen Zellen auf. Ausgenommen sind die ausgereiften Erythrozyten. Abhängig vom Zelltyp unterscheiden sich die Entwicklungsstufen des Endoplasmatischen Retikulums. Das Zellorganell weist eine schlauchartige Form auf. Im Zytosol befindlich, erfüllt es in der Zelle Speicherungs- und Syntheseaufgaben.

Endoplasmatisches Retikulum

Form und Aufbau des Endoplasmatischen Retikulums

Eine einfache Biomembran umgibt das Endoplasmatische Retikulum. Diese trennt dessen Lumen vom Zytosol. Durch die Membran herrscht im Inneren des Zellorganells eine andere Stoffkonzentration als im umgebenden Gewebe. Bei diesem handelt es sich um das Zytoplasma. Beispielsweise existiert innerhalb des Endoplasmatischen Retikulums eine hohe Kalziumkonzentration. Das Zellorganell ähnelt einem durchgängigen Netz. Der lateinische Name bedeutet im Deutschen „Wurfnetz“. Aufgrund der Funktionen und der Struktur unterteilt es sich in zwei Bereiche.

Das raue Endoplasmatische Retikulum trägt die Abkürzung rER. Auf ihm befinden sich die Ribosomen. Es beteiligt sich vorwiegend an der Synthese und anschließenden Faltung der Proteine. Die zweite Form bildet das sER, das glatte Endoplasmatische Retikulum. Ihm fehlen die assoziierten Ribosomen. Die Hauptaufgabe besteht in:

  • der Fettsäurensynthese,
  • der Membranlipidsynthese und
  • der Synthese von Steroiden.

Abhängig von der Funktion der Zellen variiert der Anteil von rauem und glatten Endoplasmatischen Retikulum. Eine Sonderform dieses Zellorganells stellt das sarkoplasmatische Retikulum in den Myozyten dar. Dieses fungiert hauptsächlich als Speicher von Kalzium.

Beide Bereiche des Endoplasmatischen Retikulums setzen sich aus Bläschen, Röhren und Zisternen zusammen. Die äußere Membran geht in das Innere des Zellorganells, das Lumen, über. In einer eukaryotischen Zelle bildet das Membranlabyrinth des ER über 50 Prozent der Membranmenge. Die Membran des Endoplasmatischen Retikulums schließt an die Kernhülle des Zellkerns an. Beide Zellelemente erweisen sich als morphologisches Kontinuum. Das Lumen verbindet sich mit Membranzwischenraum der Kernhülle. Dieser nennt sich perinukleärer Raum.

In den Zellen zeigt sich die Struktur des Endoplasmatischen Retikulums dynamisch. Sie weist eine stetige Reorganisation auf. Die Membrantubuli verlängern sich. Alternativ kommt es zu:

  • Retraktionen,
  • Verzweigungen,
  • Verschmelzungen und
  • Aufspaltungen.

Die verschiedenen Aufgaben des Endoplasmatischen Retikulums
Am Endoplasmatischen Retikulum finden mehrere Zellreaktionen statt, beispielsweise:

  • die Translation,
  • die Proteinfaltung,
  • die Qualitätskontrolle der Proteine
  • sowie posttranslationale Veränderungen.

Des Weiteren beeinflusst das Zellorganell den Transport von Transmembranproteinen und den sekretorischen Proteinen. Nach der Mitose bilden sich im Endoplasmatischen Retikulum neue Kernmembranen. Anschließend erfolgt deren Abschnürung. In der Signaltransduktion nimmt das Zellelement eine Schlüsselfunktion ein. Es dient als intrazellulärer Speicher von Kalzium. Speziell in den Muskelzellen sorgt die Freisetzung des Minerals für die Kontraktion.

Raues und glattes ER übernehmen unterschiedliche Funktionen

Das glatte Endoplasmatische Retikulum erhält bei metabolischen Prozessen eine hohe Bedeutung. Die enthaltenen Enzyme unterstützen die Synthese unterschiedlicher Lipide. Zusätzlich erweist sich dieser Bereich des Zellorganells ausschlaggebend für den Kohlenhydratstoffwechsel und das Entgiften der Zelle. In den Parenchymzellen von Niere und Leber kommt vorwiegend glattes ER vor. Das raue Endoplasmatische Retikulum heißt in der Biologie granuläres ER oder Ergastoplasma. Es nimmt zwei wesentliche Aufgaben wahr.

Neben der Membranproduktion kümmert es sich um die Proteinbiosynthese. Seinen Namen verdankt es den Ribosomen auf seiner Membranoberfläche. Optisch rauen sie diese auf. Vorrangig befindet sich das raue ER in Zellen exokriner Drüsen. In hoher Konzentration kommt es in den Embryonalzellen vor. Um diesen Bereich des Endoplasmatischen Retikulums sichtbar zu machen, benötigen Sie basische Farbstoffe. Zu ihnen gehören beispielsweise Toluidinblau oder Hämatoxylin.

Welche Aufgabe übernimmt das sarkoplasmatische Retikulum?

Das sarkoplasmatische Retikulum gehört zum glatten ER. Es kommt in den Muskelzellen vor, wo es als spezialisiertes Endoplasmatisches Retikulum fungiert. Seine Hauptaufgabe besteht im Speichern von Kalziumionen. Trifft ein elektrischer Impuls, ein Aktionspotenzial, ein, schüttet das ER diese Ionen aus. Diese gelangen in das Zytoplasma der Muskelzellen, das Sarkoplasma. Die Kalziumionen diffundieren zwischen den Aktin und Myosinfilamenten innerhalb der Muskelfibrillen. Dadurch verursachen sie das Ineinandergleiten dieser Filamente. In der Folge entsteht die Kontraktion der Muskelfaser.

Erfolgen keine weiteren Erregungen durch Aktionspotenziale, pumpt der Organismus die Kalziumionen aktiv in das sarkoplasmatische Retikulum zurück. Dieser Vorgang blockiert eine erneute Kontraktion. Durch diesen Prozess reguliert das sarkoplasmatische Retikulum die Muskelkontraktion im gesamten Körper. Des Weiteren existiert es als Bestandteil des longitudinal tubulären Systems.

Quellen:

Hinweis für die Leser

Diese Inhalte sind zur Information gedacht. Sie sind kein Ersatz für eine ärztliche Untersuchung, Diagnose oder Behandlung. Bitte konsultieren Sie dafür immer einen Arzt.

Verantwortliche Autorin: Anna Nilsson, Journalistin und Medizinautorin seit 2001 mitwirkende Autorin, entsprechen ihre Inhalte dem aktuellen medizinischen Wissensstand und begründen sich auf ärztliche Fachliteratur.