Основы цитологии и гистологии человека

Гистология.RU: ОСНОВЫ ОБЩЕЙ ЦИТОЛОГИИ

Основы цитологии и гистологии человека

Цитология – наука о развитии, строении и жизнедеятельности клеток. Клетки являются основным структурным и функциональным элементом организма. Их форма, размеры и специфичность дифференцировки разнообразны, характерны для различных тканей и в значительной мере отражают своеобразие их организации в связи со специфичностью их функций.

Так, клетки крови, взвешенные в ее плазме, округлые. Клетки, выстилающие поверхность, плотно прилежат друг к другу и имеют плоскую, кубическую или призматическую форму. Клетки гладкой мышечной ткани вытянутые, веретенообразные. У нервных клеток длинные отростки, что позволяет им проводить свои импульсы на большие расстояния (рис. 4).

Вещество клетки – протоплазма – в процессе жизнедеятельности непрерывно взаимодействует с окружающей средой. Химический состав ее определяется специфичностью обмена веществ организма. Известно, что 96% массы животного составляют 4 элемента: углерод, кислород, водород и азот.

В значительных количествах (в сумме до 3%) в тканях содержатся калий, кальций, натрий, фосфор, сера, магний, железо, хлор. Все остальные химические элементы, входящие в состав тканей организма, – микроэлементы (медь, марганец, кобальт, цинк и др.

) – содержатся в сотых и тысячных долях процента, участвуют в важных физиологических процессах, имеют существенное значение в жизнедеятельности организма.

Химические элементы входят в состав протоплазмы в виде сложных органических соединений – белков, углеводов, липидов, нуклеиновых кислот и др.

Рис. 4. Форма и общий принцип строения фиксированных клеток (схема):

1 – цилиндрические клетки эпителия кишечника; 2 – кубические клетки мочевых канальцев почки; 3 – плоские клетки мезотелия брюшины; 4 – округлые клетки крови (а – с дольчатым ядром – нейтрофильный лейкоцит, б – с округлым ядром – лимфоциты); 5 – веретеновидная клетка с палочковидным ядром (гладкая мышечная клетка); 6 – отростчатая (нервная) клетка; 7 – бокаловидная клетка эпителия кишечника; 8 – клетка с ресничками (из многорядного мерцательного эпителия дыхательных путей); 9 – крылатая (сухожильная) клетка; 10 – жгутиковая клетка (спермий); и – многоядерная клетка (остеокласт); 12 – безъядерные клетки (эритроциты).

По определению В. Я. Александрова, клетка представляет собой живую систему, состоящую из двух важнейших, неразрывно связанных между собой частей – цитоплазмы и ядра.

Наиболее распространенный компонент структурной организации клетки – биологические мембраны.

В их составе локализованы различные субстанции и энзимы, катализирующие многочисленные специфические, характерные для клеток химические реакции, протекающие на границе двух фаз: между структурами цитоплазмы – органеллами и цитоплазматическим матриксом, между клетками и окружающей средой. Мембраны регламентируют взаимодействие ферментов и субстратов во времени.

При значительном разнообразии строения клеточных мембран все они представлены пластами липопротеидной природы (липиды – 40%, белки – 60%).

Молекулы липидов биологических мембран характеризуются наличием несущих заряд полярных головок – гидрофильного полюса молекулы и неполярных хвостов (их гидрофобного полюса), образованных жирными кислотами.

Взаимодействие последних формирует жидкостно-бимолекулярный слой липидов биологических мембран. Белки в составе мембраны связываются с липидами как с помощью ионных, так и на основе гидрофобных связей, погружаясь в липидный слой мембраны (рис. 5).

Рис. 5. Взаимодействие белков с липидными слоями:

А – белковая молекула, связанная ионными взаимодействиями; Б, В – гидрофильные (б1, в1) и гидрофобные (б2, B2) взаимодействия белков с липидами (фл) (по Покровскому и Тутельману).

Мембранные белки представлены тремя разновидностями: периферическими, интегральными и полу интегральными.

Периферические белки располагаются на поверхности мембраны. Их молекулы связаны с полярными головками молекул лппи-дов электростатическим взаимодействием. Интегральные и полуинтегральные белки погружены в липидный слой. Молекулы интегральных белков проходят весь липидный слой мембраны.

Их гидрофобная часть находится в средине молекулы и соответственно локализуется в гидрофобной зоне липидной фазы мембраны.

В молекулах полуинтегральных белков гидрофобные аминокислоты сосредоточены на одном полюсе, в соответствии с этим они погружаются в липидный слои мембраны лишь наполовину – полюсом, взаимодействующим с гидрофобной частью липидных молекул.

Белки мембран, взаимодействуя с молекулами липидов, не закреплены жестко и способны менять степень погружения в липидный слой и перемещаться в плоскости мембраны.

На мембранах фиксируются ансамбли различных ферментов. Они участвуют в реакциях, протекающих на границе между органеллами и цитоплазматическим матриксом и между клеткой и окружающей ее средой. Мембраны регулируют время реакции, скорость активного транспорта субстратов и энзимов, обеспечивают высокую степень химической неоднородности, характерную для цитоплазмы клеток.

Отзывов (0)

Источник: https://HistologyBook.ru/osnovy_citologii.html

Цитология

Основы цитологии и гистологии человека

Строение клетки

Цитология (cytos — клетка, logos — наука) – это наука о клетке. В более широком смысле выделяют цитоморфологию — науку о строении клетки и цитофизиологию — науку о жизнедеятельности клетки.

Лекция: ЦИТОЛОГИЯ

Что такое клетка? Клетка — это наименьшая единица живой материи, которая обладает самостоятельной жизнедеятельностью и способностью к самовоспроизведению.

Клеточная теория сформулирована в середине XIX века М. Шлейденом и Т. Шванном, дополненная Р. Вирховым. Основные положения клеточной теории:

1.Клетка – элементарная единица живого;

2.Клетка – единая система, она включает множество закономерно связанных между собой элементов, представляющих целостное образование, состоящее из сопряжённых функциональных единиц – органоидов;

3.Клетки всех организмов гомологичны.

4.Клетка происходит только путём деления материнской клетки, после удвоения её генетического материала.

5.Многоклеточный организм представляет собой сложную систему из множества клеток, объединённых и интегрированных в системы тканей и органов, связанных друг с другом.

Основные компоненты клетки: 1) ядро; 2) цитоплазма; 3) цитолемма.

ФИЛЬМ О ЖИЗНИ КЛЕТКИ С КОММЕНТАРИЯМИ на русском из ЮТУБа

1. Ядро клетки – хранитель генетической информации состоит из: 1) хроматина (эухроматин – активный, гетерохроматин – неактивный), 2) ядрышка, 3) нуклеоплазмы, 4) ядерной оболочки (нуклеолеммы).

Эти компоненты хорошо выражены только в интерфазе. Хроматин – это способ существования хромосом вне деления клетки.

2. Цитоплазма состоит из трёх структур: 1) гиалоплазма; 2) органеллы; 3) включения.

1) Гиалоплазма составляет внутреннюю среду клетки и состоит из коллоидной среды (биополимеры с водой), которая может находиться в виде геля (плотная) или золя (жидкая).

Циклоз – внутриклеточное движение цитоплазмы, происходящее без внешней деформации клетки. В гиалоплазме находятся различные органеллы и включения.

2) Органеллы – это постоянные структурные элементы цитоплазмы клетки, имеющие специфическое строение и выполняющие определенные функции.

Классификация органелл:

1) органеллы общего назначения: имеются во всех клетках и обеспечивают жизнедеятельность клетки;

2) органеллы специального назначения: имеются в цитоплазме только определенных клеток и выполняют специфические функции этих клеток.

Органеллы общего назначения подразделяются на: 1) мембранные:  митохондрии; агранулярная эндоплазматическая сеть (аЭПС); гранулярная эндоплазматическая сеть (грЭПС); пластинчатый комплекс Гольджи; лизосомы; пероксисомы; 2) немембранные: рибосомы; клеточный центр; микротрубочки; микрофибриллы; микрофиламенты.

Органеллы специального назначения подразделяются на: цитоплазматические (миофибриллы, нейрофибриллы, тонофибриллы); и органеллы клеточной мембраны, или поверхности (реснички, жгутики).

3) Включения – непостоянные структурные компоненты цитоплазмы. Классификация включений: 1) трофические; 2) секреторные; 3) экскреторные; 4) пигментные.

3. Плазмолемма – это оболочка клетки, которая обеспечивает не только отграничение содержимого клетки от окружающей среды, но и взаимодействие клетки с внеклеточной средой.

Функции плазмолеммы: 1) разграничительная (барьерная); 2) рецепторная; 3) антигенная; 4) транспортная; 5) адгезивная (образование межклеточных контактов).

Химический состав веществ плазмолеммы: белки, липиды, углеводы.

Строение плазмолеммы: 1) двойной слой липидных молекул, составляющий основу плазмолеммы, в которую местами включены молекулы белков; 2) надмембранный слой; 3) подмембранный слой, имеющийся в некоторых клетках.

В каждой липидной молекуле различают две части: 1) гидрофильную головку; 2) гидрофобные хвосты, которые связываются друг с другом и образуют билипидный слой. Гидрофильные головки соприкасаются с внешней и внутренней средой.

Белковые молекулы встроены в билипидный слой мембраны локально и не образуют сплошного слоя.

По выполняемой функции белки плазмолеммы подразделяются на: 1) структурные; 2) транспортные; 3) белки-рецепторы; 4) белки-ферменты; 5) антигенные детерминанты.

Надмембранный слой — гликокаликс, образован внешней поверхностью плазмолеммы, где находятся комплексы макромолекул белков + гидрофильные головки липидов + цепочки.

Значительная часть поверхностных гликопротеидов и гликолипидов выполняет в норме рецепторные функции: воспринимает гормоны и другие биологически активные вещества.

Такие клеточные рецепторы передают воспринимаемые сигналы на внутриклеточные ферментные системы, усиливая или угнетая обмен веществ, и тем самым оказывают влияние на функции клеток.

Различают следующие способы транспорта веществ: 1)  диффузия веществ (ионов, некоторых низкомолекулярных веществ) через плазмолемму без затраты энергии; 2) активный транспорт веществ (аминокислот, нуклеотидов и др.) с помощью белков-переносчиков с затратой энергии; 3) везикулярный транспорт (производится посредством везикул.

Транспорт веществ: эндоцитоз – транспорт веществ в клетку, экзоцитоз – транспорт веществ из клетки. В свою очередь, эндоцитоз подразделяется на: 1) фагоцитоз – захват и перемещение в клетку плотных частиц; 2) пиноцитоз – перенос воды и небольших молекул.

Процесс фагоцитоза подразделяется на несколько фаз:

1) адгезию (прилипание) объекта к цитолемме фагоцитирующей клетки;

2) поглощение объекта путем образования вначале углубления инвагинации, а затем передвижения ее в гиалоплазму.

В тех тканях, в которых клетки или их отростки плотно прилежат друг к другу (эпителиальная, гладкомышечная и др.), между плазмолеммами контактирующих клеток формируются специальные образования – межклеточные контакты.

Таблица 1. Основные проявления жизнедеятельности клеток

Функциональное    состояние клетокСтруктурные    и биохимические основы процессов
РостВоспроизводство   структурных белков и других структурных молекул.
РазмножениеРепликация   генов и последующий рост клеток.
ДифференцировкаФормирование   органоидов и ферментных систем.
ДвижениеИзменение   пространственной конфигурации сократительных белков.
ПроводимостьПроведение   волны возбуждения – перенос ионов через мембраны.
РаздражимостьРеакция   на раздражитель за счет рецепторных белков, свойств плазмолеммы и других   элементов клетки.
Эндоцитоз   (фагоцитоз, пиноцитоз)Захват   цитолеммой веществ, их лизис ферментами лизосом.
СекрецияСинтез   эндоплазматической сетью веществ, оформление их в комплексе Гольджи в   секреторные гранулы, выход из клетки.
Мембранный   двухсторонний перенос веществЗа   счет разности концентраций веществ (пассивный перенос) и мембранных белков –   переносчиков (активный энергозависимый процесс).
Синтез   мембран клетки и других структур (внутриклеточная регенерация)Сборка   макромолекул на рибосомах (полисомах), биохимические процессы с участием   ферментов.
Синтез   энергииСинтез   макроэнергетических молекул, перенос электронов в митохондриях, расщепление   макроэргических связей.
МитозНаиболее   универсальный способ репродукции соматической клетки (стадии см. ниже) –   непрямое деление.
АмитозДеление   изменённых клеток, сопровождается неравномерным распределением генетического   материала, часто отсутствует деление цитоплазмы.
МейозДеление   ядра эукариотической клетки с уменьшением числа хромосом в два раза.   Происходит в два этапа (редукционный и эквационный этапы мейоза).
ЭндомитозНезаконченный   митоз, в результате которого образуется полиплоидная, или многоядерная,   клетка. Такой способ репродукции характерен дни нейронов, гепатоцитов,   мегакариоцитов и некоторых других клеток.
ПаранекрозНеспецифическая   реакция, которая возникает в результате старения клетки или в ответ на   воздействие неблагоприятных факторов и приводит к нарушению внутреннего   равновесия в клетке. В основе – обратимая денатурация белков.
НекрозФорма   гибели клетки. В основе –необратимая   коагуляция белков, протеолиз.
АпоптозЗапрограммированная   гибель клеток, вызываемая   внутренними или внешними сигналами, которые сами по себе не являются   токсичными или деструктивными. Является энергозависимым общебиологическим   механизмом, ответственным за поддержание постоянства численности клеток,   формообразование, выбраковку дефектных клеток в органах и тканях. В   опухолевых клетках апоптоз снижен.

Жизненный и клеточный цикл клетки

Жизненный цикл клеткижизнь клетки от момента её появления до гибели или деления. Жизненный цикл клетки от деления до деления называется клеточным циклом.

Клеточный цикл (см. таб. 6) включает в себя два периода: 1) собственно деление (митоз) и 2) подготовка к делению (интерфаза).

Структурно-функциональные основы жизненного цикла делящихся клеток

 ИНТЕРФАЗА: стадии

Гетеросинтетическая (G0) — Синтез РНК, белка, рост клетки, дифференцировка, функционирование — Выполнение  специальных функций

 Пресинтетическая   (G1) — Синтез   РНК, белка, рост клетки — Рост   клеток, тканей органов

 Синтетическая   (S) — Удвоение   ДНК

Постсинтетическая (G2) — Синтез   и накопление АТФ, образование веретена деления — Подготовка   клетки к делению (в результате ошибок возможны хромосомные нарушения)

МИТОЗ:   стадии:

1) Профаза — Спирализация   и удвоение хромосом, расхождение центриолей, редукция кариолеммы — Увеличение   генетического материала

2) Метафаза — Хромосомы в области экватора, создан митотический аппарат — Подготовка   к разъединению хромосом

3) Анафаза — Разъединение хромосом — Подготовка к обособлению ядер

4) Телофаза — Деспирализация   хромосом, формирование ядрышек, кариолеммы. Цитокинез — Образование дочерних клеток из одной клетки

Источник: http://cytohistology.ru/citologiya/

Консультация доктора
Добавить комментарий