Методичка для студентов
к 3 занятию по клинической цитологии.
Тема занятия: Структурные компоненты клетки. Клеточный цикл. Старение и гибель клетки. Воспаление. Виды воспаления.
Основные вопросы темы
1. Строение клетки. Классификация, морфология, функции органелл и включений. Строение и составные части ядра.
2. Основные процессы, происходящие в ходе деления клетки. Клеточный цикл.
3. Старение и гибель клетки. Апоптоз и некроз клетки, особенности и морфологические проявления.
4. Воспаление, этиология, механизмы. Острое воспаление, альтеративная, экссудативная, пролиферативная стадии, их цитологические признаки. Хроническое воспаление: продуктивное, формирование грануляционной ткани, рубцовая ткань. Специфическое воспаление. Строение и состав инфекционных гранулем при туберкулезе, сифилисе, микозах др.
Организм состоит из систем органов и тканей, которые в свою очередь состоят из клеток, межклеточных веществ и жидкостей.
Клетка - элементарная структурная и функциональная единица всех живых организмов. Клетка обладает способностью приспосабливаться к условиям среды, видоизменяться и реагировать на различные факторы раздражения.
Клетки существуют как самостоятельные клетки-организмы (бактерии, простейшие) или входят в состав тканей многоклеточных организмов.
Клетки составляют около 2/3 массы тела человека, остальной вес приходится на аморфное и волокнистое межклеточное вещество и жидкости. Это более чем 200 типов клеток, которые приспособлены к выполнению определенных функций. Форма клеток может быть шарообразная, овальная, яйцевидная, цилиндрическая, ветвящаяся и извилистая или в виде подковы, звезды, шестигранника (рис. 2.1)'. Размеры клеток колеблются от 0,01 мм у нервных клеток (нейронов) до 0,2 мм у яйцеклеток - самых крупных клеток человеческого организма.
В среднем, около 80% объема клетки составляет вода, 15% - белки, 3% - липиды , 1% - углеводы, 1% - нуклеиновые кислоты и минералы. Продолжительность существования разных клеток различна, так, например: нейронов и мышечных тканей - 100 лет и более, печени - 480 дней, эритроцитов - 120 дней; кишечника - 5 дней.
Для выживания клеток человека необходимо высокоспецифическое микроокружение, т.е. относительно узкие колебания пределов содержания минералов, воды, питательных веществ и других составляющих. В связи с этим в организме постоянно и незаметно работают энергетические и биохимические механизмы, позволяющие поддерживать на сравнительно постоянном уровне содержание различных веществ в окружении клеток.
Вместе с тем клетки всех типов характеризуются сходством общей организации и строения важнейших компонентов.
КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ
В 1839 г. Шлейден и Шванн независимо друг от друга сформулировали клеточную теорию, гласящую, что клетки представляют собой элементарные единицы, из которых построены все растения и все животные. Эта теория получила развитие в трудах Рудольфа Вирхова (1885 г.), который представил значение патологии клетки в патогенезе заболеваний, развив теорию «клеточного государства».
Основное положение клеточной теории -«Omnis cellula е cellula» - каждая клетка из клетки. Из этого следует, что:
1. Клетка является наименьшей единицей живого, все живые организмы состоят из одной или более клеток, через которые производится поглощение, превращение, депонирование и использование вещества и энергии, в которых хранится, перерабатывается и реализуется биологическая информация.
2. Клетки разных организмов сходны по своему строению.
3. Клетка может возникнуть только из другой клетки - размножение клеток происходит путем деления исходной клетки.
4. Многоклеточные организмы представляют собой сложные ансамбли клеток и их производных, объединенные в целостные системы тканей и органов, подчиненныe и связанные между собой межклеточными, гуморальными и нервными формами регуляции.
СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ
Клетка живых организмов имеет довольно сложную организацию, и каждый ее компонент выполняет определенную функцию. Каждая клетка состоит из ядра и цитоплазмы, отделенных друг от друга и окружающей среды оболочками (мембранами) (рис. 2.2).
Цитоплазма - сложная коллоидная система, в которой осуществляются процессы обмена и поддерживается постоянство внутренней среды. Эта коллоидная система способна изменять свое физико-химическое состояние, причем разные ее участки могут находиться от жидкого до плотного состояния. В цитоплазме находятся:
• цитозоль;
• органеллы;
• рибосомы;
• сложная сеть филаментов и трубочек (цитоскелет);
• включения.
Цитоплазма отделена от внешней среды клеточной мембраной (плазмолеммой).
Мембрана (клеточная оболочка, плазмолемма) образует поверхность клетки, через которую осуществляется обмен веществ с окружающей средой и соседними клетками. Мембрана обладает избирательной проницаемостью, что позволяет поддерживать постоянство внутренней среды. На мембране расположены разного вида рецепторы.
Функции мембраны:
1) защитная, барьерная;
2) транспорт веществ в цитоплазму и из нее;
3) взаимодействие с так называемыми «сигнальными» молекулами;
4) распознавание данной клеткой других клеток и межклеточного вещества;
5) движение клеток.
Клеточная мембрана состоит из двойного липидного слоя, с которым связаны молекулы белков. Наружная поверхность мембраны покрыта слоем гликокаликса, который образован углеводными ветвящимися цепочками, соединенными с липидами и белками. Одни белки мембраны являются рецепторами, другие - ферментами, третьи - переносчиками различных веществ, обеспечивая дороги для транспорта и регулируя движение потоков различных материалов в клетку и из нее. Часть мембранных белков (интегральные белки) проходит через всю толщу мембраны, другие белки (периферические, или внешние) лежат во внутреннем или наружном слоях. В плазматической мембране естъ многочисленные отверстия - поры, через которые внутрь клетки могут проникать ионы и молекулы (рис. 2.3).
Процесс поступления ионов и молекул в клетку - это активная работа, требующая затрат энергии. Транспорт веществ носит избирательный характер - клеточная мембрана проницаема для одних веществ и непроницаема для других. Химические соединения и твердые частицы также могут проникать в клетку путем пино- и фагоцитоза: мембрана образует выпячивания, края выпячиваний смыкаются, захватывая межклеточную жидкость (пиноцитоз) или твердые частицы (фагоцитоз).
Связи между соседними клетками осуществляются за счет многочисленных складок и выростов. На свободных поверхностях некоторык клеток формируются специфические структуры, например такие как щеточная кайма (в клетках кишечника), которая способствует активному всасыванию различных веществ, реснички (в клетках бронхиального дерева, маточных труб и др.), подталкивающие и таким образом передвигающие различные вещества и отдельные клетки.