Совокупность клеток и межклеточного вещества, сходных по происхождению, строению и выполняемым функциям, называют тканью . В организме человека выделяют 4 основных группы тканей : эпителиальную, соединительную, мышечную, нервную.

Эпителиальная ткань (эпителий) образует слой клеток, из которых состоят покровы тела и слизистые оболочки всех внутренних органов и полостей организма и некоторые железы. Через эпителиальную ткань происходит обмен веществ между организмом и окружающей средой. В эпителиальной ткани клетки очень близко прилегают друг к другу, межклеточного вещества мало.

Таким образом создается препятствие для проникновения микробов, вредных веществ и надежная защита лежащих под эпителием тканей. В связи с тем, что эпителий постоянно подвергается разнообразным внешним воздействиям, его клетки погибают в больших количествах и заменяются новыми. Смена клеток происходит благодаря способности эпителиальных клеток и быстрому .

Различают несколько видов эпителия – кожный, кишечный, дыхательный.

К производным кожного эпителия относятся ногти и волосы. Кишечный эпителий односложный. Он образует и железы. Это, например, поджелудочная железа, печень, слюнные, потовые железы и др. Выделяемые железами ферменты расщепляют питательные вещества. Продукты расщепления питательных веществ всасываются кишечным эпителием и попадают в кровеносные сосуды. Дыхательные пути выстланы мерцательным эпителием. Его клетки имеют обращенные кнаружи подвижные реснички. С их помощью удаляются из организма попавшие с воздухом твердые частицы.

Соединительная ткань . Особенность соединительной ткани – это сильное развитие межклеточного вещества.

Основными функциями соединительной ткани являются питательная и опорная. К соединительной ткани относятся кровь, лимфа, хрящевая, костная, жировая ткани. Кровь и лимфа состоят из жидкого межклеточного вещества и плавающих в нем клеток крови. Эти ткани обеспечивают связь между организмами, перенося различные газы и вещества. Волокнистая и соединительная ткань состоит из клеток, связанных друг с другом межклеточным веществом в виде волокон. Волокна могут лежать плотно и рыхло. Волокнистая соединительная ткань имеется во всех органах. На рыхлую похожа и жировая ткань. Она богата клетками, которые наполнены жиром.

В хрящевой ткани клетки крупные, межклеточное вещество упругое, плотное, содержит эластические и другие волокна. Хрящевой ткани много в суставах, между телами позвонков.

Костная ткань состоит из костных пластинок, внутри которых лежат клетки. Клетки соединены друг с другом многочисленными тонкими отростками. Костная ткань отличается твердостью.

Мышечная ткань . Эта ткань образована мышечными . В их цитоплазме находятся тончайшие нити, способные к сокращению. Выделяют гладкую и поперечно-полосатую мышечную ткань.

Поперечно-полосатой ткань называется потому, что ее волокна имеют поперечную исчерченность, представляющую собой чередование светлых и темных участков. Гладкая мышечная ткань входит в состав стенок внутренних органов (желудок, кишки, мочевой пузырь, кровеносные сосуды). Поперечно-полосатая мышечная ткань подразделяется на скелетную и сердечную. Скелетная мышечная ткань состоит из волокон вытянутой формы, достигающих в длину 10–12 см. Сердечная мышечная ткань, так же как и скелетная, имеет поперечную исчерченность. Однако, в отличие от скелетной мышцы, здесь есть специальные участки, где мышечные волокна плотно смыкаются. Благодаря такому строению сокращение одного волокна быстро передается соседним. Это обеспечивает одновременность сокращения больших участков сердечной мышцы. Сокращение мышц имеет огромное значение. Сокращение скелетных мышц обеспечивает движение тела в пространстве и перемещение одних частей по отношению к другим. За счет гладких мышц происходит сокращение внутренних органов и изменение диаметра кровеносных сосудов.

Нервная ткань . Структурной единицей нервной ткани является нервная клетка – нейрон.

Нейрон состоит из тела и отростков. Тело нейрона может быть различной формы – овальной, звездчатой, многоугольной. Нейрон имеет одно ядро, располагающееся, как правило, в центре клетки. Большинство нейронов имеют короткие, толстые, сильно ветвящиеся вблизи тела отростки и длинные (до 1,5 м), и тонкие, и ветвящиеся только на самом конце отростки. Длинные отростки нервных клеток образуют нервные волокна. Основными свойствами нейрона является способность возбуждаться и способность проводить это возбуждение по нервным волокнам. В нервной ткани эти свойства особенно хорошо выражены, хотя характерны так же для мышц и желез. Возбуждение предается по нейрону и может передаваться связанным с ним другим нейронам или мышце, вызывая ее сокращение. Значение нервной ткани, образующей нервную систему, огромно. Нервная ткань не только входит в состав организма как его часть, но и обеспечивает объединение функций всех остальных частей организма.

Понимание механизма работы клетки - залог правильного применения лекарств. Принцип отрицательной обратной связи - основа работы клетки. Влияние лекарств - процесс, протекающий на клеточном уровне. Взаимодействие разных лекарств с разными клетками. Способность клетки приспосабливаться к изменяющимся условиям и продолжать поддерживать присущие ей функции как основа протекания ее физиологических процессов. Описание макромолекул, способных распознавать биологически активные вещества и молекулы лекарств. Транспорт веществ в клетку и из клетки.

На протяжении всей нашей жизни мы в самых разных ситуациях сталкиваемся с лекарствами. Обычно, приняв препарат, мы ждем определенного результата и не задумываемся над тем, что при этом происходит внутри нашего организма. А если бы задумались, то быстро бы поняли, что механизм действия лекарств не объяснить без элементарных знаний закономерностей строения и жизнедеятельности организма человека.

Структурно-функциональной основой любого живого организма, в том числе и человека, является клетка. Клетки образуют ткани, ткани - органы, которые в свою очередь составляют системы. Таким образом, организм человека можно рассматривать как целостную систему, в которой выделяются следующие уровни организации: клетки - ткани - органы - системы органов.

Рост, размножение, наследственность, эмбриональное развитие, физиологические функции - все эти явления обусловлены процессами, происходящими внутри клетки.

При всех заболеваниях происходит нарушение функций клеток, поэтому, чтобы понять, как лекарство действует на органы и системы органов, нужно знать их влияние на работу клетки и ткани.

Впервые клетки увидел английский естествоиспытатель Роберт Гук, который усовершенствовал микроскоп. При изучении тонкого среза обычной пробки, он обнаружил множество мелких ячеек, напоминавших пчелиные соты. Он назвал эти ячейки клетками, и с тех пор это слово сохранилось для обозначения структурных единиц живой материи.

Впоследствии, по мере совершенствования микроскопов, было установлено, что клеточное строение присуще различным формам живого. В 1838 году два немецких биолога - М. Шлейден и Т. Шванн - сформулировали клеточную теорию, согласно которой все живые организмы состоят из клеток. Основные положения клеточной теории остаются неизменными и по сей день, хотя они и не распространяются на такие формы жизни, как, например, вирусные частицы (вирионы) и вирусы. Эти положения можно сформулировать следующим образом:

1. Клетка является наименьшей единицей живого;
2. Клетки разных организмов сходны по своему строению;
3. Размножение клеток происходит путем деления исходной клетки;
4. Многоклеточные организмы представляют собой сложные ансамбли клеток и их производных, объединенные в целостные интегрированные системы тканей и органов межклеточными, гуморальными и нервными связями.

В дальнейшем ученые сформулировали общие признаки, присущие всему живому. Быть живым - значит обладать способностью:

Воспроизводить себе подобных (репродуцировать);
- использовать и преобразовывать (трансформировать) энергию и вещества (обмен веществ или метаболизм );
- чувствовать;
- приспосабливаться (адаптироваться);
- изменяться.

Совокупность этих признаков обнаруживается только на клеточном уровне, поэтому именно клетка является наименьшей единицей всего "живого". Клетка, как и мы, дышит, питается, чувствует, двигается, работает, размножается, "помнит" свое нормальное состояние.

Изучением строения клетки занимается цитология (от греческого kytos - клетка и logos - учение).

По определению ученых-цитологов, клетка - это ограниченная активной мембраной, упорядоченная, структурированная система биополимеров , образующих ядро и цитоплазму, участвующих в единой совокупности метаболических и энергетических процессов и осуществляющих поддержание и воспроизведение всей системы в целом. Это длинное и емкое определение требует дальнейших разъяснений, которые мы и приводим ниже в этой главе.

Размер клеток может быть различным. Некоторые шаровидные бактерии имеют ничтожные размеры: от 0,2 до 0,5 мкм в диаметре (напомним, что 1 мкм в тысячу раз меньше 1 мм). В то же время существуют клетки, которые видны невооруженным глазом. Например, яйцо птицы - это, в сущности, одна клетка. Яйцо страуса достигает в длину 17,5 см, и это самая крупная клетка. Однако, как правило, размеры клеток колеблются в значительно более узких пределах - от 3 до 30 мкм.

Формы клеток также очень разнообразны. Клетки живых организмов могут иметь вид шара, многогранника, звезды, цилиндра и других фигур.

Несмотря на то, что клетки имеют разные формы и размеры, выполняют различные и часто весьма специфические функции, они, в принципе, имеют одинаковое строение, то есть внутри них можно выделить общие структурные единицы. Клетки животных и растений состоят из трех основных компонентов: ядра , цитоплазмы и оболочки - клеточной мембраны , отделяющей содержимое клетки от внешней среды или от соседних клеток ().

Возможны, тем не менее, и исключения. Приведем некоторые из них. Например, мышечные волокна ограничены мембраной и состоят из цитоплазмы с множеством ядер. Иногда после деления дочерние клетки остаются связанными друг с другом с помощью тонких цитоплазматических перемычек. Есть примеры безъядерных клеток (эритроциты млекопитающих), имеющих в своем составе только клеточную мембрану и цитоплазму, они обладают ограниченными функциональными возможностями, так как лишены способности к самообновлению и воспроизводству в связи с утратой ядра.

Ядро и цитоплазма составляют протоплазму и построены из молекул белков , углеводов , липидов , воды и нуклеиновых кислот . Нигде в неживой природе эти вещества не встречаются вместе.

Теперь коротко рассмотрим основные компоненты клетки.

Эндоплазматическая сеть (вид А на ) состоит из множества замкнутых зон в виде пузырьков (вакуолей ), плоских мешков или трубчатых образований, отделенных от гиалоплазмы мембраной и имеющих свое собственное содержимое.

Со стороны гиалоплазмы она покрыта мелкими округлыми тельцами, названными рибосомами (содержат большое количество РНК) и придающими ей под микроскопом "шероховатый" или гранулярный вид. Рибосомы синтезируют белки, которые в дальнейшем могут покидать клетку и расходоваться на нужды организма.

Накапливающиеся в полостях эндоплазматической сети белки, в том числе ферментные, необходимые для внутриклеточного обмена веществ и пищеварения, транспортируются в аппарат Гольджи, где подвергаются модификации, после чего входят в состав лизосом или секреторных гранул, отделенных от гиалоплазмы мембраной.

Часть эндоплазматической сети не содержит рибосом, ее называют гладкой эндоплазматической сетью. Эта сеть участвует в метаболизме липидов и некоторых внутриклеточных полисахаридов . Она играет важную роль в разрушении вредных для организма веществ (особенно в клетках печени).

Как видно из этого рисунка, аминокислоты , являющиеся одним из конечных продуктов пищеварения, из крови проникают в клетку и поступают к свободно лежащим рибосомам (1) или рибосомальным комплексам, где происходит синтез белков (2). Синтезированные белки затем отделяются от рибосом, переходят в вакуоли и далее - в пластины аппарата Гольджи (3). Здесь происходит модификация образовавшихся белков и синтез их комплексов с полисахаридами, после чего от пластин этого аппарата отделяются пузырьки, содержащие уже готовый секрет (4). Эти пузырьки (секреторные гранулы) движутся к внутренней поверхности клеточной мембраны, мембраны секреторных гранул и клетки сливаются, и секрет выходит за пределы клетки (5). Такой процесс называют экзоцитозом .

Лизосомы (обозначены цифрой 11 на ) - сферические тельца размером 0,2-0,4 микрон, ограниченные одиночной мембраной. В клетке можно обнаружить различные виды лизосом, но все они объединены общим признаком - наличием в них ферментов, расщепляющих биополимеры. Лизосомы образуются в эндоплазматической сети и аппарате Гольджи, от которых они затем отделяются в виде самостоятельных пузырьков (первичные лизосомы). При слиянии первичных лизосом с вакуолями, содержащими поглощенные клеткой питательные вещества, или с измененными органеллами самой клетки образуются вторичные лизосомы. В них под действием ферментов происходит расщепление сложных веществ. Продукты расщепления проходят через мембрану лизосомы в гиалоплазму и включаются в различные процессы внутриклеточного обмена. Однако переваривание сложных веществ в лизосоме не всегда идет до конца. В этом случае внутри нее накапливаются непереваренные продукты. Такие лизосомы называют остаточными тельцами. В этих тельцах происходит уплотнение содержимого, его вторичная структуризация и отложение пигментных веществ. Так, у человека при старении организма в остаточных тельцах клеток мозга, печени и мышечных волокон происходит накопление "пигмента старения" - липофусцина.

Лизосомы, соединившиеся с измененными органеллами самой клетки, играют роль внутриклеточных "чистильщиков", убирающих дефектные структуры. Увеличение числа таких лизосом является обычным явлением при процессах, обусловленных болезнью. В нормальных условиях число лизосом-"чистильщиков" увеличивается при так называемых метаболических стрессах, когда повышается активность клеток в органах, наиболее активно участвующих в обмене веществ, например, клеток печени.

Помимо вышеописанных (эндоплазматическая сеть, митохондрии, аппарат Гольджи, лизосомы), в клетке встречается большое число самостоятельных образований в форме нитей, трубочек или даже мелких плотных телец. Они выполняют разнообразные функции: образуют каркас, необходимый для сохранения формы клетки, участвуют в транспорте веществ внутри клетки и в процессах деления.

В некоторых клетках встречаются специальные органеллы движения - реснички и жгутики, которые выглядят как выросты клетки, ограниченные внешней клеточной мембраной. Свободные клетки, имеющие реснички и жгутики, обладают способностью передвигаться (например, сперматозоиды) или перемещать жидкость и различные частицы. Например, внутренняя поверхность бронхов выстлана так называемыми реснитчатыми клетками, которые постоянным колебанием (мерцанием) ресничек продвигают бронхиальный секрет (мокроту) в сторону гортани, удаляя микроорганизмы и мельчайшие частицы пыли, попавшие в дыхательные пути.

Клеточная мембрана (вид Г на ) представляет собой оболочку, отделяющую содержимое клетки от внешней среды или соседних клеток. Одна из ее функций - барьерная, поскольку она ограничивает свободное перемещение веществ между цитоплазмой и внешней средой. Однако клеточная мембрана не только ограничивает клетку снаружи. Она также осуществляет связь с внеклеточной средой и распознает вещества и стимулы, воздействующие на клетку. Эта способность обеспечивается специальными структурами клеточной мембраны, названными рецепторами.

Важной функцией клеточной мембраны является обеспечение взаимодействия между соседними клетками. Примером такого межклеточного контакта являются синапсы , которые встречаются в местах соединения двух нейронов (нервные клетки), нейрона и клетки какой-либо ткани (мышечной, эпителиальной). В них осуществляется односторонняя передача сигналов возбуждения или торможения. Более подробно о строении и работе синапсов вы сможете узнать из следующих глав.

Для обеспечения жизнедеятельности и выполнения своих функций клетка нуждается в различных питательных веществах. Кроме того, из клетки должны выводиться продукты и "отходы" обмена веществ. Основную роль в этом играет клеточная мембрана, осуществляющая транспорт веществ в клетку и из нее. Это еще одна ее функция в дополнение к барьерной и рецепторной. Перенос различных веществ как внутрь клетки, так и из нее может быть пассивным или активным. При пассивном переносе вещества (например вода, ионы, некоторые низкомолекулярные соединения) свободно перемещаются через поры в мембране при разнице концентраций вне и внутри клетки, а при активном - транспорт осуществляют специальные белки-переносчики против градиента концентрации с затратой энергии за счет расщепления аденозинтрифосфорной кислоты.

В пассивном переносе основную роль играют такие физические процессы, как диффузия, осмос и фильтрация. Попробуем коротко пояснить эти процессы применительно к клетке.

Для поддержания любых процессов жизнедеятельности клетке необходима энергия. Она требуется для обмена веществ, движения всех видов, процессов активного переноса веществ через клеточную мембрану. Энергия нужна также для поддержания постоянной температуры. Так, у теплокровных животных (в том числе у человека) значительная часть съеденной пищи расходуется на поддержание теплового баланса.

Источником энергии для клетки являются продукты, на образование которых в свое время была затрачена энергия. Клетка расщепляет эти вещества, и заключенная в них энергия высвобождается, депонируется и по мере надобности используется.

Основным веществом, из которого клетка получает энергию, является глюкоза (ее содержат углеводы пищи). При полном расщеплении глюкозы выделяется большое количество тепла. В принципе такое же количество тепла образуется и при сжигании глюкозы. Если бы распад глюкозы в организме происходил так же быстро, как при сгорании, то выделившаяся энергия просто "взорвала" бы клетку. Почему же этого не происходит в организме? Дело в том, что в клетке глюкоза утилизируется не сразу, а постепенно, через ряд стадий. Прежде чем глюкоза превратится в углекислый газ и воду, она претерпевает более 20 превращений, поэтому высвобождение энергии идет достаточно медленно.

Далеко не всегда клетке требуется энергия там и тогда, где и когда она образуется. Поэтому она запасается в виде "топлива", которое доступно для использования в любой момент. Это "топливо" - аденозинтрифосфат (АТФ) . Особенностью данного соединения является то, что при его расщеплении высвобождается много энергии.

Рассмотрим поподробнее процесс расщепления глюкозы в клетке, который протекает в два этапа. На первом этапе, называемом гликолизом и включающем 10 ферментативных реакций, высвобождается часть энергии, которая накапливается в виде четырех молекул АТФ, и образуется пировиноградная кислота . Попробуем запомнить название этой кислоты, так как это важно для понимания всех процессов превращения энергии в клетке.

Пировиноградная кислота содержит еще значительное количество энергии. Когда эта энергия клетке требуется, процесс продолжается. Второй этап носит название цикла Кребса и включает еще 10 последовательных реакций. Если гликолиз происходит в цитоплазме, то цикл Кребса - в митохондриях , куда и должна проникнуть пировиноградная кислота. Митохондрия, как видно из (фрагмент В под "лупой"), состоит из отсеков, каждый из которых содержит определенный фермент. Переходя из отсека в отсек, как по конвейеру, пировиноградная кислота последовательно подвергается воздействию ферментов и распадается.

Во всех реакциях расщепления глюкозы, протекающих на этапах гликолиза и цикла Кребса, отщепляется водород (реакция дегидрогенизации). Однако газообразного водорода не образуется, так как каждый его атом передается и связывается соединением-посредником, называемым акцептором. Конечным акцептором водорода является кислород. Именно поэтому кислород необходим для дыхания. Как известно, взаимодействие газообразного кислорода и водорода сопровождается взрывом (мгновенным выделением большого количества энергии). В живых организмах этого не происходит, так как водород постепенно переходит от одного акцептора к другому, и на каждом переходе (всего их три) высвобождается только небольшая часть энергии. В конце этого "путешествия" водород связывается с цитохромом (красным железосодержащим пигментом), который передает его непосредственно кислороду, образуется вода. К этому моменту запас связанной энергии значительно уменьшается, и реакция образования воды протекает совершенно спокойно. Первые два акцептора водорода представляют собой производные витаминов группы В - ниацина (никотиновая кислота или витамин B 3) и рибофлавина (витамин B 2). Вот почему нам так необходимо присутствие этих витаминов в пище. При их недостатке процессы высвобождения энергии нарушаются, а при полном отсутствии клетки погибают. Теми же причинами можно объяснить необходимость присутствия железа в рационе нашего питания - оно входит в состав цитохрома. Кроме того, железо требуется для образования гемоглобина , который доставляет кислород к клеткам тканей. Кстати, ядовитое действие цианидов обусловлено тем, что они, связываясь с железом, блокируют процессы внутриклеточного дыхания.

Что же получается в результате всех описанных выше процессов? Итак, из 12 атомов водорода, первоначально имевшихся в глюкозе, 4 отщепились в ходе гликолиза и остальные 8 - в цикле Кребса. Следовательно, именно цикл Кребса играет основную роль в снабжении клетки энергией. Энергия, высвободившаяся в результате расщепления глюкозы, используется в дальнейшем в различных процессах внутри клетки. Но клетки накапливают в виде АТФ только 67% энергии, содержащейся в питательных веществах, остальная часть рассеивается в виде тепла и используется для поддержания постоянной температуры тела.

Теперь нам понятно, что произойдет при недостатке или отсутствии кислорода (например, когда человек поднимется высоко в горы). Если клетка не получит достаточного количества кислорода, все переносчики водорода постепенно насытятся им и не смогут передавать его по цепи далее. Высвобождение энергии и связанный с ним синтез АТФ остановятся, и клетка погибнет из-за недостатка энергии, необходимой для поддержания процессов жизнедеятельности.

Следует отметить, что в жизни клетки существенную роль играют и процессы, протекающие без участия кислорода (анаэробные процессы). Если бы в нашем организме не происходило анаэробного распада глюкозы, активность человека резко снизилась бы. Нам никогда не удалось бы взбежать по лестнице на третий этаж, пришлось бы несколько раз останавливаться и отдыхать. Мы остались бы без футбола и других видов спорта, требующих высокой активности. Дело в том, что во всех случаях интенсивной работы мышечные клетки вырабатывают энергию анаэробным путем.

Посмотрим, что происходит в клетке при занятиях физическими упражнениями. Как мы уже знаем, в ходе гликолиза отщепляются четыре атома водорода, и образуется пировиноградная кислота. При недостатке кислорода - конечного акцептора атомов водорода - они поглощаются самой пировиноградной кислотой. В результате синтезируется молочная кислота, которая играет важную роль в физической деятельности человека. Постепенно в мышцах накапливается большое количество молочной кислоты, что еще более способствует усилению мышечной деятельности. Именно этим объясняется необходимость разминки. Постепенно, при интенсивной физической нагрузке в организме накапливается слишком много молочной кислоты, что проявляется чувством усталости и одышкой - признаками так называемой "кислородной задолженности". Эта задолженность образуется за счет того, что поступающий в организм кислород используется для окисления молочной кислоты, причем молочная кислота, отщепляя водород, снова превращается в пировиноградную кислоту. В результате кислорода не хватает для всех процессов дыхания, и возникают одышка и усталость.

Глюкоза является основным, но не единственным субстратом для выработки энергии в клетке. Вместе с углеводами в наш организм с пищей поступают жиры, белки и другие вещества, которые также могут служить источниками энергии, включаясь в гликолиз и цикл Кребса.

Для того, чтобы клетка нормально работала, ей нужны постоянные условия существования. Однако в реальности клетки живут, постоянно подвергаясь воздействию самых разнообразных и изменчивых факторов. Вот почему в процессе эволюции клетка научилась сохранять благоприятную внутреннюю среду, несмотря на изменение внешних условий.

Способность поддерживать постоянство внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций называют гомеостазом . Гомеостаз присущ всем формам живого - от клетки до целостного организма, состоящего из многих миллиардов клеток. На сохранение постоянства внутренней среды нацелены различные приспособительные реакции, терморегуляция, гормональная и нервная регуляция.

Приведем несколько частных примеров проявления гомеостаза. Зимой и летом, при любой температуре окружающего воздуха температура нашего тела остается практически постоянной, изменяясь всего на несколько долей градуса. В жаркий день даже небольшое повышение температуры тела дает сигнал к усилению активности потовых желез, кожа становится влажной, испарение воды с ее поверхности способствует охлаждению тела. И, напротив, в холодную погоду поверхностные сосуды сужаются, потеря тепла уменьшается, а выработка - увеличивается, возникают дрожь, "мурашки".

Обеспечение гомеостаза невозможно без встроенного природой универсального механизма обеспечения обратной связи. Например, в системе гормональной регуляции постоянный уровень многих гормонов в организме поддерживается благодаря механизму отрицательной обратной связи (мы уже упоминали о нем, описывая работу гена). Приведем пример с регуляцией образования кортикостероидных гормонов .

Гипофиз следит за поддержанием в крови нормальной концентрации кортикостероидных гормонов и при ее уменьшении выделяет в кровь адренкортикотропный гормон (АКТГ) , стимулирующий через кровь образование этих гормонов в корковом веществе надпочечников. Чем выше концентрация последних, тем меньше вырабатывается АКТГ гипофизом и наоборот. Что такое гормоны, гипофиз, кортикостероиды, можно подробнее узнать из "Гормональные средства, корректирующие работу эндокринной системы".

Без знаний строения и основ жизнедеятельности клетки очень трудно представить себе действие лекарств, чей контакт с организмом начинается на субклеточном и клеточном уровне. Это только потом действие выходит за пределы клетки, распространяясь на целые ткани, органы и системы органов (которые есть не что иное, как совокупность клеток, выполняющих разные функции).

Мы уже говорили, что все клетки сходны по строению и составу компонентов. В то же время различные типы клеток могут значительно отличаться друг от друга. Разнообразие клеток - результат их функциональной специализации. Она возникла в процессе эволюции живых организмов, когда на фоне общих, обязательных проявлений клеточной жизнедеятельности формировались ткани и органы, выполняющие определенные специальные функции. Например, основной функцией мышечной клетки является обеспечение движения, а нервной - генерация и проведение нервных импульсов. В соответствии с родом деятельности клетки видоизменялись, в них появлялись специальные структуры, обеспечивающие дополнительные функции.

Каждое проявление деятельности целого организма, будь то реакция на раздражение или движение, выделение секрета или иммунные реакции, осуществляется специализированными клетками. Такая специализация клеток на выполнении определенных функций дает организму больше возможностей для сохранения вида.

Клетки не функционируют изолированно (за исключением одноклеточных растений и животных) - каждая из них является частичкой какой-либо ткани, которой присущи совокупные свойства составляющих ее клеток. Ткани образуют органы, состоящие, как правило, из нескольких видов тканей. Органы, благодаря механизмам гуморальной (через внутренние жидкие среды организма) и нервной регуляции образуют сложные системы. Из этих систем и создан человек.

Ткани, в которые объединяются клетки, - следующий уровень организации живых организмов. Выделяют четыре типа тканей: эпителиальную, соединительную (включая кровь и лимфу), мышечную и нервную.

Эпителиальная ткань или эпителий покрывает тело, выстилает внутренние поверхности органов (желудка, кишечника, мочевого пузыря и других) и полостей (брюшную, плевральную), а также образует большинство желез. В соответствии с этим различают покровный и железистый эпителий.

Покровный эпителий образуют пласты клеток, тесно - практически без межклеточного вещества - прилегающих друг к другу. Он бывает однослойным или многослойным. Нижний пласт клеток, обращенный к соединительной ткани, связан с нею с помощью пластинок, названных базальными мембранами. Покровный эпителий не содержит кровеносных сосудов, и составляющие его клетки получают питание от подлежащей соединительной ткани через базальную мембрану.

Покровный эпителий является пограничной тканью. Этим обусловлены его основные функции: защита от внешних воздействий и участие в обмене веществ организма с окружающей средой - всасывание компонентов пищи и выделение продуктов обмена (экскреция ). Покровный эпителий обладает гибкостью, обеспечивая подвижность внутренних органов (например, сокращения сердца, растяжение желудка, перистальтика кишечника, расширение легких и так далее).

Железистый эпителий состоит из клеток, внутри которых находятся гранулы с продуцируемым секретом (от латинского secretio - отделение). Такие секреторные клетки называют гранулоцитами. Они осуществляют синтез и выделение многих веществ, важных для функционирования организма. Путем секреции образуются слюна, желудочный и кишечный сок, желчь, молоко, гормоны и другие биологически активные соединения. Секрет может выделяться на поверхность кожи (например, пот), слизистых оболочек (бронхиальный секрет, или мокрота), в полости внутренних органов (желудочный сок), или в кровь и лимфу (гормоны). Железистый эпителий может образовывать самостоятельные органы - железы (например, поджелудочная железа, щитовидная железа и другие), а может являться частью других органов (например, железы желудка). Железы внутренней секреции, или эндокринные железы, выделяют непосредственно в кровь гормоны, выполняющие в организме регулирующие функции. Железы обычно снабжены кровеносными сосудами, питающими гранулоциты.

Соединительная ткань отличается большим разнообразием клеток и обилием межклеточного субстрата, состоящего из волокон и аморфного вещества. Волокнистая соединительная ткань может быть рыхлой и плотной. Рыхлая соединительная ткань присутствует во всех органах, она окружает кровеносные и лимфатические сосуды. Плотная соединительная ткань образует каркас для многих внутренних органов и выполняет механическую, опорную, формообразующую и защитную функции. Кроме того, существует еще очень плотная соединительная ткань, из нее состоят сухожилия и фиброзные мембраны (твердая мозговая оболочка, надкостница и другие).

Соединительная ткань не только выполняет механические функции, но и активно участвует в обмене веществ, выработке иммунных тел, процессах регенерации и заживления ран, обеспечивает адаптацию к меняющимся условиям существования.

К соединительной ткани относится и жировая ткань. В ней запасаются жиры, при распаде которых высвобождается большое количество энергии.

Важную роль в организме играют скелетные (хрящевая и костная) соединительные ткани. Они выполняют, главным образом, опорную, механическую и защитную функции.

Хрящевая ткань отличается большим количеством упругого межклеточного вещества и образует межпозвоночные диски, некоторые компоненты суставов, трахеи, бронхов. Она не имеет кровеносных сосудов и получает необходимые вещества, поглощая их из окружающих тканей.

Костная ткань характеризуется высокой минерализацией межклеточного вещества и служит хранилищем солей кальция, фосфора и других неорганических солей. В ней содержится около 70% неорганических соединений, главным образом, в виде фосфатов кальция. Из этой ткани построены кости скелета. В костной ткани поддерживается необходимый баланс органических и неорганических компонентов, что обеспечивает их прочность и способность сопротивляться растяжению, сжатию и другим механическим воздействиям.

В нашем представлении кровь - это нечто очень важное для организма и, в то же время, сложное для понимания. В биологии кровь - это разновидность соединительной ткани, а точнее - жидкая ткань. Кровь состоит из межклеточного вещества - плазмы и взвешенных в ней клеток - форменных элементов (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты). Все форменные элементы развиваются из общей клетки-предшественницы. Они не воспроизводятся и через некоторое время погибают.

Кровь выполняет в организме многие важные функции. Она доставляет кислород из легких в другие органы и удаляет углекислый газ, "разносит" по всему телу питательные и биологически активные вещества (например, гормоны), участвующие в гуморальной регуляции, отводит продукты обмена к выделительным органам, обеспечивает иммунитет и постоянство внутренней среды организма (гомеостаз ). Подробнее свойства и функции крови рассматриваются в "Средства, влияющие на кровь и процессы кроветворения".

Основными функциями лимфы являются поддержание постоянного состава и объема тканевой жидкости (третьего компонента внутренней среды организма), обеспечение взаимосвязи между компонентами внутренней среды и перераспределение жидкости в организме. Лимфа активно участвует в иммунологических реакциях, транспортируя иммунные клетки к местам их действия.

Клетки мышечной ткани обладают способностью к изменению формы - сокращению. Так как для сокращения требуется много энергии, клетки мышечной ткани отличаются повышенным содержанием митохондрий .

Различают два основных типа мышечной ткани - гладкую, которая присутствует в стенках многих, как правило, полых внутренних органов (сосуды, кишечник, протоки желез и другие), и поперечнополосатую, к которой относятся сердечная и скелетная мышечные ткани. Пучки мышечной ткани образуют мышцы. Они окружены прослойками соединительной ткани и пронизаны нервами, кровеносными и лимфатическими сосудами.

Нервная ткань состоит из нервных клеток (нейронов ) и различных клеточных элементов, называемых в совокупности нейроглией (от греческого glia - клей). Нейроглия обеспечивает питание и работу нервных клеток. Основным свойством нейронов является способность воспринимать раздражение, возбуждаться, вырабатывать импульс и передавать его далее по цепи. Они синтезируют и выделяют биологически активные вещества - посредники (медиаторы ) для передачи информации по всем звеньям нервной системы. Нейроны сконцентрированы, главным образом, в нервной системе. Нервная система регулирует деятельность всех тканей и органов, объединяет их в единый организм и осуществляет связь с окружающей средой.

В различных отделах нервной системы нейроны могут существенно отличаться друг от друга, и в зависимости от функции они подразделяются на чувствительные (афферентные ), промежуточные (вставочные) и исполнительные (эфферентные ). Чувствительные нейроны возбуждаются и генерируют импульс под влиянием внешних или внутренних раздражителей. Промежуточные нейроны передают этот импульс с одной клетки на другую. Исполнительные же нейроны побуждают к действию клетки рабочих (исполнительных) органов. Характерной чертой всех нейронов является наличие отростков, которые обеспечивают проведение нервного импульса. Длина их колеблется в больших пределах - от нескольких микрон и до 1-1,5 м (например, аксон ).

Исполнительные нейроны бывают двигательными и секреторными. Двигательные передают импульс на мышечную ткань (их называют нервно-мышечными), секреторные - на ткани, участвующие во внутренней регуляции.

Чувствительные нервные клетки рассеяны по всему телу. Они воспринимают механические, химические, температурные раздражения из внешней среды и от внутренних органов.

Передача нервного импульса по цепи нейронов осуществляется в местах их специализированных контактов - синапсах . В пресинаптической части содержатся пузырьки с медиатором , который выделяется в синаптическую щель при генерации импульса. Медиатор связывается с рецептором постсинаптической мембраны, которая является частью клетки, воспринимающей импульс (такой клеткой может быть другой нейрон или клетка исполнительного органа), и побуждает последнюю к действию (это и есть передача информации от клетки к клетке). Роль медиатора могут выполнять различные биологически активные вещества: рисунке 1.1.4 .

Как видно из , рефлекторная дуга представляет собой цепь нервных клеток и включает чувствительный нейрон (передающий возбуждение от рецептора в центральную нервную систему по афферентным звеньям), группу промежуточных (вставочных) нейронов, проводящих нервные импульсы, и исполнительный нейрон, принимающий импульс от центральной нервной системы, поступающий по эфферентным звеньям. Во всех точках контакта этих нейронов (синапсах) сигнал передается с помощью посредников (медиаторов), взаимодействующих со специфическими рецепторами на клеточных мембранах.

Клетка, ткань - это первые уровни организации живых организмов, но и на этих уровнях можно выделить общие механизмы регуляции, обеспечивающие жизнедеятельность органов, систем органов и организма в целом. И, в первую очередь, заложенный природой универсальный механизм обратной связи, позволяющий поддерживать постоянство внутренней среды, то есть гомеостаз. Действие этого механизма направлено на сохранение благоприятной внутренней среды несмотря на изменение внешних условий. Любое искусственное нарушение этого постоянства приводит к изменениям, обусловленным стремлением клеток вернуться к норме. Это происходит благодаря сложным процессам клеточной, гуморальной и нервной регуляции, возникшим и развившимся на разных ступенях эволюции живого.

Ткань - расположение в организме, виды, функции, строение

Ткани - это система клеток и межклеточного вещества, имеющих одинаковое строение, происхождение и функции.

Межклеточное вещество - продукт жизнедеятельности клеток. Оно обеспечивает связь между клетками и формирует для них благоприятную среду. Оно может быть жидким, например, плазма крови; аморфным - хрящи; структурированным - мышечные волокна; твёрдым - костная ткань (в виде соли).

Клетки ткани имеют различную форму, которая определяет их функцию. Ткани делятся на четыре типа:

• эпителиальная - пограничные ткани: кожа, слизистая;
• соединительная - внутренняя среда нашего организма;
• мышечная ткань;
• нервная ткань.

Эпителиальная ткань

Эпителиальные (пограничные) ткани - выстилают поверхность тела, слизистые оболочки всех внутренних органов и полостей организма, серозные оболочки, а также формируют железы внешней и внутренней секреции. Эпителий, выстилающий слизистую оболочку, располагается на базальной мембране, а внутренней поверхностью непосредственно обращен к внешней среде. Его питание совершается путём диффузии веществ и кислорода из кровеносных сосудов через базальную мембрану.

Особенности: клеток много, межклеточного вещества мало и оно представлено базальной мембраной.

Эпителиальные ткани выполняют следующие функции:

• защитная;
• выделительная;
• всасывающая.

Классификация эпителиев. По числу слоёв различают однослойный и многослойный. По форме различают: плоский, кубический, цилиндрический.

Если все эпителиальные клетки достигают базальной мембраны, это однослойный эпителий, а если с базальной мембраной связаны только клетки одного ряда, а другие свободны, - это многослойный. Однослойный эпителий может быть однорядным и многорядным, что зависит от уровня расположения ядер. Иногда одноядерный или многоядерный эпителий имеет мерцательные реснички, обращенные во внешнюю среду.

Многослойный эпителий Эпителиальная (покровная) ткань, или эпителий, представляет собой пограничный слой клеток, который выстилает покровы тела, слизистые оболочки всех внутренних органов и полостей, а также составляет основу многих желез.

Железистый эпителий Эпителий отделяет организм (внутреннюю среду) от внешней среды, но одновременно служит посредником при взаимодействии организма с окружающей средой. Клетки эпителия плотно соединены друг с другом и образуют механический барьер, препятствующий проникновению микроорганизмов и чужеродных веществ внутрь организма. Клетки эпителиальной ткани живут непродолжительное время и быстро заменяются новыми (этот процесс именуется регенерацией).

Эпителиальная ткань участвует и во многих других функциях: секреции (железы внешней и внутренней секреции), всасывании (кишечный эпителий), газообмене (эпителий легких).

Главной особенностью Эпителия является то, что он состоит из непрерывного слоя плотно прилегающих клеток. Эпителий может быть в виде пласта из клеток, выстилающих все поверхности организма, и в виде крупных скоплений клеток - желез: печень, поджелудочная, щитовидная, слюнные железы и др. В первом случае он лежит на базальной мембране, которая отделяет эпителий от подлежащей соединительной ткани. Однако существуют исключения: эпителиальные клетки в лимфатической ткани чередуются с элементами соединительной ткани, такой эпителий называется атипическим.

Эпителиальные клетки, располагающиеся пластом, могут лежать во много слоев (многослойный эпителий) или в один слой (однослойный эпителий). По высоте клеток различают эпителии плоский, кубический, призматический, цилиндрический.

Однослойный плоский эпителий - выстилает поверхность серозных оболочек: плевра, лёгкие, брюшина, перикард сердца.

Однослойный кубический эпителий - образует стенки канальцев почек и выводные протоки желёз.

Однослойный цилиндрический эпителий - образует слизистую желудка.

Каёмчатый эпителий - однослойный цилиндрический эпителий, на наружной поверхности клеток которого имеется каёмка, образованная микроворсинками, обеспечивающими всасывание питательных веществ - выстилает слизистую тонкого кишечника.

Мерцательный эпителий (реснитчатый эпителий) - псевдомногослойный эпителий, состоящий из цилиндрических клеток, внутренний край которых, т. е. обращенный в полость или канал, снабжён постоянно колеблющимися волосковидными образованиями (ресничками) - реснички обеспечивают движение яйцеклетки в трубах; в дыхательных путях удаляет микробов и пыль.

Многослойный эпителий расположен на границе организма и внешней среды. Если в эпителии протекают процессы ороговения, т. е. верхние слои клеток превращаются в роговые чешуйки, то такой многослойный эпителий называется ороговевающим (поверхность кожи). Многослойный эпителий выстилает слизистую рта, пищевой полости, роговую глаза.

Переходный эпителий выстилает стенки мочевого пузыря, почечных лоханок, мочеточника. При наполнении этих органов переходный эпителий растягивается, а клетки могут переходить из одного ряда в другой.

Железистый эпителий - образует железы и выполняет секреторную функцию (выделяет вещества - секреты, которые либо выводятся во внешнюю среду, либо поступают в кровь и лимфу (гормоны)). Способность клеток вырабатывать и выделять вещества, необходимые для жизнедетельности организма, называется секрецией. В связи с этим такой эпителий получил также название секреторного эпителия.

Соединительная ткань

Соединительная ткань Состоит из клеток, межклеточного вещества и соединительнотканных волокон. Из нее состоят кости, хрящи, сухожилия, связки, кровь, жир, она есть во всех органах (рыхлая соединительная ткань) в виде так называемой стромы (каркаса) органов.

В противоположность эпителиальной ткани во всех типах соединительной ткани (кроме жировой) межклеточное вещество преобладает над клетками по объему, т. е. межклеточное вещество очень хорошо выражено. Химический состав и физические свойства межклеточного вещества очень разнообразны в различных типах соединительной ткани. Например, кровь - клетки в ней «плавают» и передвигаются свободно, поскольку межклеточное вещество хорошо развито.

В целом, соединительная ткань составляет то, что называют внутренней средой организма. Она очень разнообразна и представлена различными видами - от плотных и рыхлых форм до крови и лимфы, клетки которых находятся в жидкости. Принципиальные различия типов соединительной ткани определяются соотношениями клеточных компонентов и характером межклеточного вещества.

В плотной волокнистой соединительной ткани (сухожилия мышц, связки суставов) преобладают волокнистые структуры, она испытывает существенные механические нагрузки.

Рыхлая волокнистая соединительная ткань чрезвычайно распространена в организме. Она очень богата, наоборот, клеточными формами разных типов. Одни из них участвуют в образовании волокон ткани (фибробласты), другие, что особенно важно, обеспечивают прежде всего защитные и регулирующие процессы, в том числе через иммунные механизмы (макрофаги, лимфоциты, тканевые базофилы, плазмоциты).

Костная ткань

Костная ткань Костная ткань, образующая кости скелета, отличается большой прочностью. Она поддерживает форму тела (конституцию) и защищает органы, расположенные в черепной коробке, грудной и тазовой полостях, участвует в минеральном обмене. Ткань состоит из клеток (остеоцитов) и межклеточного вещества, в котором расположены питательные каналы с сосудами. В межклеточном веществе содержится до 70% минеральных солей (кальций, фосфор и магний).

В своем развитии костная ткань проходит волокнистую и пластинчатую стадии. На различных участках кости она организуется в виде компактного или губчатого костного вещества.

Хрящевая ткань

Хрящевая ткань состоит из клеток (хондроцитов) и межклеточного вещества (хрящевого матрикса), характеризующегося повышенной упругостью. Она выполняет опорную функцию, так как образует основную массу хрящей.

Различают три разновидности хрящевой ткани: гиалиновую, входящую в состав хрящей трахеи, бронхов, концов ребер, суставных поверхностей костей; эластическую, образующую ушную раковину и надгортанник; волокнистую, располагающуюся в межпозвоночных дисках и соединениях лобковых костей.

Жировая ткань

Жировая ткань похожа на рыхлую соединительную ткань. Клетки крупные, наполнены жиром. Жировая ткань выполняет питательную, формообразующую и терморегулирующую функции. Жировая ткань подразеляется на два типа: белую и бурую. У человека преобладает белая жировая ткань, часть ее окружает органы, сохраняя их положение в теле человека и другие функции. Количество бурой жировой ткани у человека невелико (она имеется главным образом у новорожденного ребенка). Главная функция бурой жировой ткани - теплопродукция. Бурая жировая ткань поддерживает температуру тела животных во время спячки и температуру новорожденных детей.

Мышечная ткань

Мышечные клетки называют мышечными волокнами, потому что они постоянно вытянуты в одном направлении.

Классификация мышечных тканей проводится на основании строения ткани (гистологически): по наличию или отсутствию поперечной исчерченности, и на основании механизма сокращения - произвольного (как в скелетной мышце) или непроизвольного (гладкая или сердечная мышцы).

Мышечная ткань обладает возбудимостью и способностью к активному сокращению под влиянием нервной системы и некоторых веществ. Микроскопические различия позволяют выделить два типа этой ткани - гладкую (неисчерченную) и поперечнополосатую (исчерченную).

Гладкая мышечная ткань имеет клеточное строение. Она образует мышечные оболочки стенок внутренних органов (кишечника, матки, мочевого пузыря и др.), кровеносных и лимфатических сосудов; сокращение ее происходит непроизвольно.

Поперечнополосатая мышечная ткань состоит из мышечных волокон, каждое из которых представлено многими тысячами клеток, слившимися, кроме их ядер, в одну структуру. Она образует скелетные мышцы. Их мы можем сокращать по своему желанию.

Разновидностью поперечнополосатой мышечной ткани является сердечная мышца, обладающая уникальными способностями. В течение жизни (около 70 лет) сердечная мышца сокращается более 2,5 млн. раз. Ни одна другая ткань не обладает таким потенциалом прочности. Сердечная мышечная ткань имеет поперечную исчерченность. Однако в отличие от скелетной мышцы здесь есть специальные участки, где мышечные волокна смыкаются. Благодаря такому строению сокращение одного волокна быстро передается соседним. Это обеспечивает одновременность сокращения больших участков сердечной мышцы.

Также особенности строения мышечной ткани в том, что ее клетки содержат пучки миофибрилл, сформированных двумя белками - актином и миозином.

Нервная ткань

Нервная ткань состоит из двух разновидностей клеток: нервных (нейронов) и глиальных. Глиальные клетки вплотную прилегают к нейрону, выполняя опорную, питательную, секреторную и защитную функции.

Нейрон - основная структурная и функциональная единица нервной ткани. Главная его особенность - способность генерировать нервные импульсы и передавать возбуждение другим нейронам или мышечным и железистым клеткам рабочих органов. Нейроны могут состоять из тела и отростков. Нервные клетки предназначены для проведения нервных импульсов. Получив информацию на одном участке поверхности, нейрон очень быстро передает ее на другой участок своей поверхности. Так как отростки нейрона очень длинные, то информация передается на большие расстояния. Большинство нейронов имеют отростки двух видов: короткие, толстые, ветвящиеся вблизи тела - дендриты и длинные (до 1.5 м), тонкие и ветвящиеся только на самом конце - аксоны. Аксоны образуют нервные волокна.

Нервный импульс - это электрическая волна, бегущая с большой скоростью по нервному волокну.

В зависимости от выполняемых функций и особенностей строения все нервные клетки подразделяются на три типа: чувствительные, двигательные (исполнительные) и вставочные. Двигательные волокна, идущие в составе нервов, передают сигналы мышцам и железам, чувствительные волокна передают информацию о состоянии органов в центральную нервную систему.

Теперь всю полученную информацию мы можем объединить в таблицу.

Типы тканей (таблица)

Выписка из рабочей программы по теме «Клетка. Ткани»

Тема лекции : «Клетка.Ткани»

Клетка является наименьшей структурной, обладающей всеми признаками живого.

Живое характеризует ряд свойств:

Способность к самовоспроизведению;

Изменчивость;

Обмен веществ;

Раздражимость;

Адаптация.

Совокупность этих свойств впервые обнаруживается на уровне клетки.

Клетка - это ограниченная активной мембраной, упорядоченная структурная система биополимеров. Она является микроскопическим образованием, различным по величине и форме.

Клетки были открыты и описаны более 300 лет назад. Роберт Гук наблюдал растительные клетки с помощью увеличительных линз. Наибольшего развития цитология (наука о клетке) получила после того, как Т.Шванн(1838)сформулировал клеточную теорию, объединив все существовавшие результаты исследований. В настоящее время клеточная теория базируется на основных положениях:

клетка- наименьшая единица живого;

клетки разных организмов сходны по своему строению и функции (гомологичны);

размножение клеток происходит путем деления исходной клетки.

клетки являются частью многоклеточного организма, где они объединены в ткани и органы и связаны межклеточными, гуморальными и нервными формами регуляции.

Согласно второму принципу теории клетки различных организмов, несмотря на многообразие, имеет общие принципы строения. Каждая клетка состоит из плазмолеммы(мембраны), цитоплазмы и большинство клеток – ядра.

Рассмотрим характеристики компонентов клетки.

Плазмолемма является мембранной структурой (тонкий пласт, состоящий из двойного слоя липидов, соединенных с белками) и выполняет барьерно – транспортную и рецепторную функции. Она отделяет цитоплазму клетки от внешней среды. Транспортная функция плазмолеммы осуществляется различными механизмами. Существует пассивный перенос молекул путем диффузии(ионы), осмоса (молекулы воды), активный перенос – с затратой энергии АТФ и с помощью ферментов – пермеаз(перенос АК, натрия, сахаров). Перенос более крупных молекул называется эндоцитозом. Основными разновидностями его являются фагоцитоз – перенос твердых частиц и пиноцитоз – перенос в жидких средах. Захваченные клеткой частицы погружаются, окруженные участком цитоплазмы (фагосомы и пиносомы) и сливаются с лизосомами, которые подвергают их расщеплению. Рецепторная функция плазмолеммы заключается в «узнавании» клеткой различных химических (гормоны, белки) и физических(свет, звук) факторов с помощью рецепторов, расположенных в плазмолемме (полисахариды, гликопротеиды).

Плазмолемма может образовывать яд специальных образований – микроворсинки, щеточную каемка, реснички и жгутики, а также разнообразные межклеточные контакты.

Микроворсинки – выросты цитоплазмы, ограниченные плазмолеммой (много в эпителиальных клетках кишечника, почек); увеличивают площадь клеточной поверхности.

Реснички и жгутики – выросты цитоплазмы, происхождение которых связано с центриолями, служат аппаратом движения клеток.

Межклеточные контакты – структуры плазмалеммы, обеспечивающие соединение и взаимодействие клеток (передачу ионов, молекул).

Цитоплазма состоит гиалоплазмы и расположенных в ней органелл и включений.

Гиалоплазма – внутренняя среда клетки, бесструктурное, полупрозрачное, полужидкое образование, способное менять свое ф.-х. состояние. В ее состав входит белки и ферменты, трансп. РНК, аминокислоты, полисахариды, АТФ, различные ионы. Основная функция – обеспечение химического взаимодействия расположенных в ней структур.

Органеллы делятся на мембранные и немембранные.

К мембранным относятся: эндоплазматическая сеть

митохондрии

апп. Гольджи

лизосомы

К немембранным относятся: рибосомы

полисомы

микротрубочки

центриоли

ЭПС – система трубочек, цистерн, вакуолей, ограниченных одной мембраной. Различают гранулярную и агранулярную ЭПС. Для гранулярной характерно наличие гранул – рибосом.

Основная функция ЭПС осуществляется в синтезе веществ и транспортировке их в различные части клетки и во внешнюю среду. В агранулярной ЭПС осуществляется синтез липидов и углеводов, а в гранулярной – белков.

Митохондрии – структуры округлой или палочковидной формы, образованные двумя мембранами (наружной и внутренней, которая образует выросты внутрь – кристы, погруженные в матрикс, в котором располагаются рибосомы, гранулы). На кристах происходит образование АТФ. Основная функция митохондрий – обеспечение клеточного дыхания и обработка АТФ, энергия которых используется для движения клеток, мышечного сокращения, процессов синтеза и секреции веществ, прохождения веществ через мембраны.

Комплекс Гольджи – множественные и единичные диктиосомы (мембранные структуры, состоящие из цистерн с расширениями, мелких транспортных везикул, крупных секреторных везикул и гранул). Комплекс Гольджи участвует в процессе секреции(белки, синтезируемые в рибосомах ЭПС, поступают в комплекс Гольджи), синтезирует полисахариды, образует лизосомы.

Лизосомы – это мелкие пузырьки размером 0.2 – 0.4 мкм, ограниченные одинарной мембраной и содержащие более 40 разнообразных ферментов, расщепляющих белки, нуклеиновые кислоты, липиды, углеводы. Функция лизосом заключается в переваривание различных веществ, поступающих извне и уничтожение стареющих или дефектных структур в самой клетке.

Немембранные органеллы:

Рибосомы – органеллы синтеза белка образуется в ядрышке. Они состоят из двух субъединиц – малой и большой, каждая из которых построена из скрученного тяжа рибонуклеопротеида, где представлены поровну белки и рибосомная РНК. Для молодых клеток характерно наличие свободных рибосом, обеспечивающих синтез белков для самой клетки (рост). В дифференцированных клетках увеличивается число рибосом и полисом, связанных с ЭПС и обеспечивающих синтез белков «на экспорт» (секрет клетки)

Микротрубочки – полые цилиндры диметром 24 нм, состоящие из белка тубулина. Они могут постоянно образовываться в гиалоплазме, участвуя в формировании цитоскелета клетки. Входят в состав центреолей, ресничек, жгутиков, веретена деления.

Центриоли – лежат в паре, каждая состоит из микротрубочек. Располагаются перпендикулярно относительно друг друга и окружены радиально отходящими микротрубочками(центросфера)

Микрофиламенты и микрофибрилы – выполняет опорно-каркасную и сократительную функции в клетке, что обеспечивает движение клетки и перемещение в гиалоплазме органелл и включений.

Ядро выполняет в клетке важнейшие функции – хранение и передача генетической информации и обеспечение синтеза белка(образование всех видов РНК – инф., траснсп., рибосомн., синтез рибосомных белков). Структура и функции белка изменяются в течение клеточного цикла – времени существовании от деления до деления или от деления до смерти.

Ядро интерфазной клетки (неделящейся) состоит из ядерной оболочки, хроматина, ядрышка и кариоплазмы (нуклеоплазмы)

Ядерная оболочка состоит из двух мембран – наружной и внутренней. В оболочке имеются поры(комплексы), которые обеспечивают прохождение макромолекул из ядра в цитоплазму. Одной из функций ядерной оболочки является фиксация хромосом и обеспечение их пространственного положения.

Хромосомы постоянно присутствуют в ядре и хорошо видны только во время митоза. В интерфазном ядре хромосомы дисперализованы и не видны. Состоит из ДНК, белка, РНК.

ядрышко – тельце округлой формы, в котором происходит образование рибосом. Число ядрышек в разных клетках варьирует. Увеличение числа и размеров ядрышек свидетельствует о высокой интенсивности синтеза РНК и белков.

Жизненный цикл клетки

Клетка, являясь частью целостного многоклеточного организма, выполняет свойственно живому функции. К таковым относится воспроизводство.

Основной формой воспроизведения клеток является митоз (непрямое деление). Митоз состоит из 4 основных фаз: профазы, метафазы, анафазы, телофазы.

- профаза происходит конденсация хромосом, они становятся видимыми, каждая хромосома состоит из двух сестринских хромосом – хроматид, ядрышки уменьшаются и исчезают, оболочка ядра разрушается, уменьшается число рибосом, гран. ЭПС распадается на мелкие вакуоли, центриоли расходятся, и начинает формироваться веретено деления (микротрубочки, отходящие от центриолей);

- метафаза завершается формироваться веретено деления и хромосомы располагаются экваториальной плоскости клетки;

- анафаза половинки хромосом теряют связь в обл. центромер и расходятся к полюсам клетки, к полюсу отходит диплоидный набор хромосом(46 у человека);

- телофаза происходит восстановление структур интерфазного ядра – деспирализация хромосом, реконструкция оболочки ядра, появление ядрышек, разделение клеточного тела на две части.

Продолжительность митоза и его отдельных фаз варьирует в различных клетках от 30 мин. До 3 часов и более(интерфаза 10-30ч., профаза 30-60ч., метафаза 2-10мин., анафаза 2-3мин., телофаза 20-30мин.). Количество митозов в тканях и органах является показателем интенсивности их роста и регенерации (физиологической и реперативной) в норме и паталогии.

Разновидностью митоза является мейоза – деление созревающих половых клеток, которое приводит к уменьшению в 2 раза числа хромосом, т.е. формированию гаплоидного числа хромосом (23 у человека). Мейоз состоит из двух следующих друг за другом деления с короткой интерфазой – редукционное (число хромосом редуцируется) и эвационное(митоз).

Кроме способности к воспроизводству клетка обладает рядом свойств, характеризующих живое:

Обмен веществ из внешней среды (кровь, лимфа, тканевая жидкость) поступают через полупроницаемую мембрану вещества, идущие на построение клетки, окислительные процессы, через оболочку выводятся продукты жизнедеятельности клетки.

Проницаемость клетки зависит от различных факторов в т.ч. от

концентрации соле Поступление веществ возможно путем фагоцитоза

и пиноцитоза.

Секреция – выделяемые клетками вещества(гормоны,

ферменты, БАВ).

Раздражимость способность отвечать специфическими реакциями на

воздействия внешнего раздражителя. Мышечная,нервная, железистая клетки обладают высшей степенью раздражимости -

возбудимости. Как частный вид раздражимости является способность клеток к движению – лейкоциты, макрофаги, фибробласты, сперматозоиды.

Ткани. Виды, их морфологическая и функциональная характеристика.

В организме человека различают 4 вида тканей:

эпителиальную;

соединительную;

мышечную;

Эпителий покрывает поверхности тела, слизистых и серозных оболочек внутренних органов и образует большинство желез.

Покровный эпителий выполняет:

барьерную функцию

обменную функцию

защитную функцию

Железистый эпителий осуществляет секреторную функцию.

Общая характеристика покровного эпителия.

Разнообразие морфологических форм;

Нет межклеточного вещества;

Клетки располагаются в виде пласта;

Располагаются на базальной мембране;

Отсутствуют кровеносные сосуды;

Высокая регенерация.

Строение и функции покровного эпителия.

Морфологическая классификация эпителия:

Однослойный эпителий-

Кубический

Призматический

Многорядный

Многослойный эпителий

Неороговевающий

Ороговевающий

Переходный

Железистый эпителий.

Железы (gianduiae) выполняют секреторную функцию и являются производными железистого эпителия.

Многие железы – самостоятельные органы (поджелудочная, щитовидная железа), другие железы являются частью органа (железы желудка).

Все железы подразделяются на:

Эндокринные, вырабатывающие свой секрет (гормоны) в кровь.

Экзокринные вырабатывают секрет во внешнюю среду (на кожу и в полости органов).

По строению экзокринные железы разделены на простые и сложные с ветвящимися выводными протоками. По химическому составу секрета они делятся на белковые (серозные), слизистые, белково-слизистые.

Опорно-трофические ткани.

К этой группе относятся кровь и лимфа, а также соединительная ткань. Все они имеют сходное строение: содержат хорошо развитое межклеточное вещество. Все ткани этой группы выполняют трофическую функцию (кровь, лимфа) и опорную функцию (хрящевая, костная).

Кровь, лимфа, рыхлая соединительная ткань составляют внутреннюю среду организма.

Соединительная ткань.

К этой группе относятся:

собственно соединительная ткань (рыхлая и плотная)

со специальными свойствами (ретикулярная, жировая, слизистая, пигментная)

скелетная соединительная ткань (хрящевая, костная ткань)

Соединительная ткань характеризуются разнообразием клеток и хорошо развитым межклеточным веществом, состоящим из волокон и основного аморфного вещества. В основу классификации положено соотношение клеток и межклеточного вещества, а также степень упорядочности расположения волокон.

Клетки ткани : фибробласты, макрофаги, плазмоциты, тучные клетки, адипоциты, пигментоциты, адвентициальные клетки, лейкоциты крови.

Межклеточное вещество : состоит из коллагеновых, ретикулярных, эластических волокон и основного вещества.

Рыхлая волокнистая соединительная ткань – сопровождает кровеносные и лимфатические сосуды, образует строму многих органов.

Плотная волокнистая соединительная ткань содержит большое количество плотно расположенных волокон и небольшое количество клеточных элементов. Эта ткань лежит в основе сухожилий, связок, фиброзных оболочек.

Хрящевая ткань состоит из клеток (хондроцитов) и большого количества межклеточного вещества.

Различают три вида хрящевой ткани:

гиалиновую (скелет эмбриона, реберно-грудинное соединение, хрящи гортани, суставные поверхности)

эластическую (в основе ушной раковины)

волокнистую (межпозвоночные диски, полуподвижные сочленения)

Костная ткань специализированный тип соединительной ткани с высокой минерализацией межклеточного вещества, содержащего около 70% неорганических веществ (фосфатов кальция).

Существует два типа костной ткани – ретикулофиброзная и пластинчатая.

К клеткам костной ткани относятся: остеоциты, остеобласты, остеокласты.

Пластинчатая костная ткань наиболее распространенная костная ткань во взрослом организме. Она состоит из костных пластинок, образованных костными клетками и минерализованным основным веществом с колагеновами волокнами. В соседних пластинках волокна имеют разное направление, чем достигается большая прочность костной ткани. Из этой ткани построены компактное и губчатое вещество костей скелета.

Мышечная ткань.

Обеспечивает перемещение в пространстве организма в целом и его частей. Мышечная ткань обладает способностью к сокращению под действием нервных импульсов, что сопровождается изменением мембранных потенциалов. Сокращение происходит благодаря содержанию в мышечных клетках миофибрилл, вследствие взаимодействия белков актина и миозина с участием ионов Са.

Все мышечные ткани делятся на две подгруппы:

гладкие мышечные ткани (нити актина и миозина миофибрилл не имеют поперечной исчерчености) присутствуют на стенках внутренних органов и обладают большей растяжимостью, меньшей возбудимостью, чем скелетная;

поперечно полосатые ткани (актиновые и миозиновые миофибриллы создают поперечную исчерченость) образуют сердечную мышечную ткань и скелетную мышечную ткань.

Нервная ткань.

Нервная ткань осуществляет регуляцию деятельности тканей и органов, их взаимосвязь и связь с окружающей средой. Нервная ткань состоит из нейронов (нервных клеток) и нейроглии, которая осуществляют опорную, трофическую, разграничительную и защитную функции.

Нейроны проводят нервные импульсы от места возникновения до рабочего органа. Каждая клетка имеет отростки – аксон (проводит импульс от тела клетки и заканчивается на соседнем нейроне, мышце, железе) и дендрит (несет импульс к телу, их может быть несколько и они ветвятся). По количеству отростков нейроны делятся:

Униполярные (1 отросток)

Биполярные (2 отростка)

Мультиполярные (3 и более отростков)

К биполярным клеткам относятся и псевдоуниполярные клетки (аксон и дендрит этих клеток начинаются общим выростом). Отростки нервных клеток, обычно покрытые оболочками, называются нервными волокнами. Все нервные волокна заканчиваются концевыми аппаратами, которые получили название нервных окончаний, они делятся на три группы

Эффекторные (двигательные и секреторные)

Рецепторные (чувствительные)

Концевые (межнейронные синапсы).