Строение и свойства клеток

В человеческом организме можно различить несколько уровней организации: клеточный (клетка и ее органоиды), тканевой, органный, системный и, наконец, организм человека, подчиняющийся нервным и гуморальным системам регуляции. Наименьшей структурной и функциональной единицей организма является клетка. Изучение строения, функций клеток, их взаимодействия между собой и реакция на изменения окружающей среды — основа к пониманию деятельности организма человека.

В организме человека различают около 200 типов клеток, которые отличаются строением, составом, обменов веществ и выполняемыми функциями. Но общий план строения клеток одинаков. Клетка состоит из трех неразрывно связанных частей: оболочки, цитоплазмы и ядра. Оболочка состоит из гликокаликса и плазмалеммы. В цитоплазме различают жидкую часть — гиалоплазму и органоиды.

Мембранные органоиды отделены от гиалоплазмы мембранами. Одномембранные органоиды — эндоплазматическая сеть — ЭПС (гладкая и шероховатая), комплекс Гольджи, лизосомы. (рис. 175). Двумембранные органоиды — митохондрии и ядро. К немембранным органоидам относятся опорный аппарат клетки (цитоскелет), состоящий из микротрубочек и микрофиламентов, клеточный центр, состоящий из двух центриолей и отвечающий за расхождение хромосом при делении клетки, рибосомы, отвечающие за синтез белков. Кроме этого, в цитоплазме в виде капель, гранул, кристаллов образуются необязательные компоненты клетки — включения.

Клеточная оболочка обеспечивает избирательную проницаемость веществ, рецепторную функцию, передачу химических и электрических сигналов, отграничивает протопласт от межклеточного вещества.

Гиалоплазма — сложная коллоидная система, объединяющая все органоиды клетки, среда, в которой происходят химические реакции. ЭПС отвечает за транспорт веществ в клетке, синтез белков (гранулярная), синтез углеводов и липидов клетки (гладкая). Комплекс Гольджи участвует в накоплении, созревании органических молекул, экзоцитозе. Кроме того, здесь происходит образование первичных лизосом. Лизосомы — органоиды, участвующие в ферментативном расщеплении органических веществ клетки. Митохондрии отвечают за кислородное окисление органических молекул и за образование АТФ, являются энергетическими станциями клетки.

Основными жизненными свойствами клетки являются обмен веществ, раздражимость, размножение, старение и смерть.

Обмен веществ: в клетку постоянно поступают различные вещества, которые принимают участие в реакциях пластического и энергетического обменов, из клетки постоянно выводятся различные вещества, излучается тепловая энергия.

Раздражимость — способность клетки отвечать на внешние и внутренние воздействия, на раздражители. Одна из форм клеточного ответа — возбудимость, связанная с изменением электрического заряда мембраны. Внутренняя сторона мембраны заряжена отрицательно по отношению к внешней, разность потенциалов между наружной и внутренней сторонами мембраны клетки, находящейся в состоянии покоя называется потенциалом покоя и составляет около 70 мВ. Сильный раздражитель приводит к деполяризации мембраны и возникновению потенциала действия, к возбуждению клетки. Нервные клетки в ответ генерируют нервный импульс, железистые — усиливают синтез и выделение секретов.

Каждая клетка живет определенное время, например, клетки печени живут около 18 месяцев, эритроциты — 4 месяца. Посчитано, что организм взрослого человека ежедневно теряет около 1-2% клеток в результате их старения и гибели.

Размножение клеток связано с их делением. Деление клеток тела называется митозом, при этом делении дочерние клетки получают такую же генетическую информацию, которая была у материнской клетки. При образовании половых клеток происходит мейоз,в результате которого происходит перекомбинация и редукция генетической информации и образуются гаплоидные половые клетки с уникальным набором генов.

22.3. Ткани

Ткань — это совокупность клеток и межклеточного вещества, имеющих общее происхождение, строение и функции. У человека различают 4 вида тканей: эпителиальные, соединительные, мышечные и нервные.

© Эпителиальные ткани. Образованы клетками, расположенными на базальной мембране, эти ткани не имеют сосудов, мало межклеточного вещества, они быстро регенерируют имеют эктодермальное происхождение.

Среди эпителиальных тканей различают (рис. 176): однослойный плоский (эндотелий сосудов), однослойный кубический (почечные канальцы), однослойный цилиндрический (поверхность желудка), мерцательный эпителий (воздухоносные пути), многослойный ороговевающий (эпидермис), многослойный неороговевающий (слизистая рта), железистый эпителий (железы внешней и внутренней секреции).

© Соединительные ткани (рис. 177). Характерно их происхождение из мезодермы. В этих тканях хорошо развито межклеточное вещество, форма клеток разнообразна. Различают: рыхлую волокнистую ткань, формирующую прослойки и оболочки органов, плотную волокнистую, образующую сухожилия и связки; хрящевую ткань; костную ткань с ее клетками — остеобластами, остеоцитами, остеокластами; жировую; кровь и лимфу. К соединительным тканям относят и кроветворные ткани.

© Мышечные ткани (рис. 178). Обладают свойствами возбудимости и сократимости. Различают: 1 — скелетную поперечно-полосатую; 2 — сердечную поперечно-полосатую; 3 — гладкую. Скелетная мышечная ткань образована многоядерными волокнами длиной до 12 см, в цитоплазме находятся миофибриллы, расположенные параллельно волокну. Эти ткани также мезодермального происхождения.

Миофибриллы имеют поперечную исчерченность, образованы миофиламентами — более тонкими актиновыми и более толстыми — миозиновыми. При сокращения нити актина и миозина скользят друг вдоль друга, для сокращения необходимы ионы кальция и энергия АТФ. Сокращается произвольно.

Сердечная мышечная ткань имеет поперечную исчерченность, но образована клетками, имеющими одно — два ядра, соединенных через вставочные диски. Сокращается непроизвольно.

Гладкая мышечная ткань образована отдельными одноядерными мышечными клетками, длина которых до 1000 мкм. Миоциты окружены сарколеммой, внутри саркоплазма, актиновые и миозиновые нити не формируют миофибрилл. Сокращается непроизвольно.

Нервная ткань. Имеет эктодермальное происхождение и представлена нервными клетками — нейронами и нейроглией. Важнейшие свойства — возбудимость и проводимость.

Нейроны состоят из тела и отростков — длинного, по которому возбуждение идет от тела клетки — аксона и дендритов, по которым возбуждение идет к телу клетки. Морфологически нейроны делятся на униполярные (с одним аксоном), биполярные (с аксоном и дендритом), псевдоуниполярные, мультиполярные (рис. 179).

Функционально нейроны делятся на чувствительные (афферентные) — проводят возбуждение к ЦНС, двигательные (эфферентные) — проводят возбуждение от ЦНС, между ними могут быть вставочные нейроны (ассоциативные). Биохимическая классификация основана на химических особенностях нейромедиаторов, которые выделяют синапсы: холинергические (ацетилхолин), адренергические (норадреналин) и др. Нервные окончания могут быть рецепторными (экстерорецепторы и интерорецепторы) и эффекторными, например химические синапсы.

Синапс (рис. 180) представлен синаптической бляшкой, в которой образуются пузырьки с медиатором, при возбуждении синапса в присутствии Са²⁺ пузырьки сливаются с пресинаптической мембраной, медиатор попадает в синаптическую щель и его молекулы соединяются с рецепторами постсинаптической мембраны. При этом открываются каналы в постсинаптической мембране, происходит ее деполяризация, возникает потенциал действия, клетка возбуждается.