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.
Нервная ткань состоит из нервных клеток с их отростками и окончаниями этих отростков. К ней относятся также образования, имеющие для собственно нервной ткани опорное и трофическое зна чение и именуемые нейроглией /макро- и микроглия/.
Каждая нервная клетка содержит цитоплазму и ядро округлой
отростков клетки, так как соответ ственно каждому отростку тело нейрона образует выступ.
Характер отхождения отростков позволяет дифференцировать ней роны на униполярные (с одним отро стком, Т-образно делящимся на две ветки), биполярные (с двумя отрост
Рис. 9. Строение двигательного
нейрона:
Перикарион; 2 - аксон и нервное волокно; 3 - нервные окончания в мышце; 4 - дендриты; 5 - мякотная оболочка; 6 - перехваты Ранвъе. В схеме сопоставлены световая и электронная микроскопия (по Г.Ф. Иванову и Ковальскому, изменено)
или слегка овальной формы. В цитоплазме хорошо выражены мито хондрии и комплекс Гольджи. Встречаются отложения тигроида, возникшие на основе видоизменений эндоплазматической сети. Под электронным микроскопом определяются нейрофиламенты - нити толщиной около 10 нм.
Нервная клетка с ее отростками называется нейроном (рис. 9). Он представляет собой структурную единицу нервной ткани. Нервные клетки, отростки которых идут к органам (например, мышцам) и не-
ками) и мультиполярные (многоотростчатые).
Одни отростки нервных клеток - короткие, протоплазматичес- кие, древовидно разветвляющиеся - дендриты; другие-длинные нейриты, или аксоны. Длина отростков нервных клеток может быть очень велика (в некоторых местах более 1 м). По нейритам раздраже ния идут от тела клетки, в то время как по дендритам - к телу клетки.
Отростки продолжаются в составе нервных волокон в виде осевых ци линдров, обычно покрытых глиальными оболочками более простого или
Строение и биологическая роль тканей человеческого организма:
Общие указания: Ткань - это совокупность клеток, имеющих сходное происхождение, строение и функции.
Каждая ткань характеризуется развитием в онтогенезе из определенного эмбрионального зачатка и типичными для нее взаимоотношениями с другими тканями и положением в организме (Н.А. Шевченко)
Тканевая жидкость - составная часть внутренней среды организма. представляет собой жидкость с растворенными в ней питательными веществами, конечными продуктами метаболизма, кислородом и углекислым газом. Находится в промежутках между клетками тканей и органов у позвоночных. Выполняет роль посредника между кровеносной системой и клетками организма. Из тканевой жидкости в кровеносную систему поступают углекислый газ, а вода и конечные продукты метаболизма всасываются в лимфатические капилляры. Объем ее составляет 26,5% массы тела.
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.
Эпителий отделяет организм 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.
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, 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 ткан ь состоит из клеток (хондроцитов) и межклеточного вещества (хрящевого матрикса ), характеризующегося повышенной упругостью. Она выполняет опорную функцию, так как образует основную массу хрящей.
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.
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 бысто передается соседним. Это обеспечивает одновременность сокращения больших участков сердечной мышцы.
Типы тканей
Группа тканей | Виды тканей | Строение ткани | Местонахождение | Функции |
Эпителий | Плоский | Поверхность клеток гладкая. Клетки плотно примыкают друг к другу | Поверхность кожи, ротовая полость, пищевод, альвеолы, капсулы нефронов | Покровная, защитная, выделительная (газообмен, выделение мочи) |
Железистый | Железистые клетки вырабатывают секрет | Железы кожи, желудок, кишечник, железы внутренней секреции, слюнные железы | Выделительная (выделение пота, слез), секреторная (образование слюны, желудочного и кишечного сока, гормонов) |
|
Мерцательный (реснитча тый) | Состоит из клеток с многочисленными волосками(реснички) | Дыхательные пути | Защитная (реснички задерживают и удаляют частицы пыли) |
|
Соединительная | Плотная волокнистая | Группы волокнистых, плотно лежащих клеток без межклеточного вещества | Собственно кожа, сухожилия, связки, оболочки кровеносных сосудов, роговица глаза | Покровная, защитная, двигательная |
Рыхлая волокнистая | Рыхло расположенные волокнистые клетки, переплетающиеся между собой. Межклеточное вещество бесструктурное | Подкожная жировая клетчатка, околосердечная сумка, проводящие пути нервной системы | Соединяет кожу с мышцами, поддерживает органы в организме, заполняет промежутки между органами. Осуществляет терморегуляцию тела |
|
Хрящевая (гиалиноыая, эластическая,волокнистая) | Живые круглые или овальные клетки, лежащие в капсулах, межклеточное вещество плотное, упругое, прозрачное | Межпозвоночные диски, хрящи гортани, трахей, ушная раковина, поверхность суставов | Сглаживание трущихся поверхностей костей. Защита от деформации дыхательных путей, ушных раковин |
|
Костная компактная и губчатая | Живые клетки с длинными отростками, соединенные между собой, межклеточное вещество – неорганические соли и белок оссеин | Кости скелета | Опорная, двигательная, защитная |
|
Кровь и лимфа | Жидкая соединительная ткань, состоит из форменных элементов (клеток) и плазмы (жидкость с растворенными в ней органическими и минеральными веществами – сыворотка и белок фибриноген) | Кровеносная система всего организма | Разносит О2 и питательные вещества по всему организму. Собирает СО2 и продукты диссимиляции. Обеспечивает постоянство внутренней среды, химический и газовый состав организма. Защитная (иммунитет). Регуляторная (гуморальная) |
|
Мышечная | Поперечно– полосатая | Многоядерные клетки цилиндрической формы до 10 см длины, исчерченные поперечными полосами | Скелетные мышцы, сердечная мышца | Произвольные движения тела и его частей, мимика лица, речь. Непроизвольные сокращения (автоматия) сердечной мышцы для проталкивания крови через камеры сердца.Имеет свойства возбудимости и сократимости |
Гладкая | Одноядерные клетки до 0,5 мм длины с заостренными концами | Стенки пищеварительного тракта, кровеносных и лимфатических сосудов, мышцы кожи | Непроизвольные сокращения стенок внутренних полых органов. Поднятие волос на коже |
|
Нервная | Нервные клетки (нейроны) | Тела нервных клеток, разнообразные по форме и величине, до 0,1 мм в диаметре | Образуют серое вещество головного и спинного мозга | Высшая нервная деятельность. Связь организма с внешней средой. Центры условных и безусловных рефлексов. Нервная ткань обладает свойствами возбудимости и проводимости |
Короткие отростки нейронов – древовидноветвящиеся дендриты | Соединяются с отростками соседних клеток | Передают возбуждение одного нейрона на другой, устанавливая связь между всеми органами тела |
||
Нервные волокна – аксоны (нейриты) – длинные выросты нейронов до 1,5 м длины. В органах заканчиваются ветвистыми нервными окончаниями | Нервы периферической нервной системы, которые иннервируют все органы тела | Проводящие пути нервной системы. Передают возбуждение от нервной клетки к периферии по центробежным нейронам; от рецепторов (иннервируемых органов) – к нервной клетке по центростремительным нейронам. Вставочные нейроны передают возбуждение с центростремительных (чувствительных) нейронов на центробежные(двигательные) |
||
Нейроглия | Нейроглия состоит из клеток нейроцитов | Находится между нейронами | Опора, питание, защита нейронов |
Основное содержание.
Вы наверняка знаете, что у растений отсутствует скелет, который бы помогал ему противостоять действию тяжести собственных органов (ветвей, листьев, цветков, плодов и пр.), а также действию ветра, дождя, снега и т.п. Кроме того, из-за отсутствия нервной системы оно не может быстро мобилизовать (как это делают животные) мускульное сопротивление порывам бури и разным другим давлениям и нагрузкам. Однако растение успешно противостоит этим нагрузкам. Необходимую ему прочность даёт комплекс всех тканей. Растение в целом можно рассматривать как природное сооружение, существующее благодаря целесообразным принципам его строения.
Значительная прочность растения достигается, прежде всего, тургором (давлением жидкости внутри клетки, равным давлению на клетку снаружи) живых клеток и тканей.
Большую роль в прочности растений исполняют механические ткани. 
Высшие растения всю жизнь проводят на одном месте. Форма тела растений, особенности деревьев, представляет значительную по площади поверхность. Оснастка этой поверхности в виде мощной кроны, а также глубокая корневая система должны оказывать сопротивление бурям, ливням, граду и т.д. в течение десятков и сотен лет жизни. Давление самой кроны на ствол дерева представляет постоянно действующую силу, напряжение которой меняется в зависимости от количества плодов, ветвей, листьев, снега и т.д.
Обычно считают, что функции сопротивления всем видам давления и нагрузки выполняет лишь специальные механические ткани. Между тем прочность органов растения зависит не только от механических тканей, но и от всей массы остальных тканей.
Растение можно сравнить во многих случаях с железобетонным сооружением. Последнее состоит из железного каркаса (арматуры), вокруг и в промежутках которого размещают основную массу (бетон). Каркас, погружённый в массу бетона, играет роль скелета, скрепителя бетонных материалов. Комплекс механических тканей (арматура растения) подобен каркасу, находящемуся в массе основной, проводящей и других тканей.
Различают механические ткани с равномерно и неравномерно утолщёнными клеточными стенками.
Классификация механических тканей
Колленхима.
Ткань, клетки которой имеют неравномерно утолщённые клетки. Различают уголковую и пластинчатую колленхиму. Стенки клеток колленхимы состоят из целлюлозы, гемицеллюлозы и пектиновых веществ. Клетки являются хлорофиллоносными, поэтому в подземных органах колленхима не встречается.
Колленхима в листьях подорожника
Во многом колленхима напоминает паренхиму, но для неё характерно дополнительное отложение целлюлозы в уголках клеток. Это отложение происходит уже после формирования первичной клеточной стенки. Кроме того, клетки колленхимы вытягиваются параллельно длинной оси органа, в которой закладывается эта ткань. В стеблях и листовых черешках опорная функция колленхимы усиливается ещё и благодаря тому, что эта ткань располагается у поверхности органа. Часто она залегает непосредственно под эпидермой, во внешней зоне коры, постепенно переходя в паренхиму к центральной части органа, т.е. образует в трёх измерениях как бы в полый цилиндр. В других случаях она может образовывать рёбра, повышающие прочность органа, как, например, в мясистых черешках листьев сельдерея или в ребристых стеблях таких растений, как яснотка. В листьях двудольных колленхима окружает среднюю жилку и служит опорой проводящим пучкам.
Клетка уголковой колленхимы
имеет форму шестиугольного многогранника, у которого утолщение целлюлозной оболочки идёт вдоль рёбер, а на поперечном срезе утолщения клеточной стенки заметны по углам этого многогранника. Уголковая колленхима встречается в стеблях двудольных растений (в основном травянистых), в черешках листьев по обеим сторонам крупных жилок листа. Колленхима не препятствует росту органа в длину, в котором она расположена.
Клетка пластинчатой колленхимы
имеет форму параллепипеда, у которой утолщается только пара граней (стенок), заметных на поперечном срезе с тангентальных сторон, т.е. находящихся параллельно поверхности стебля. Пластинчатая колленхима встречается, как правило, в стеблях древесных растений.
Склеренхима. Ткань, клетки которой имеют одревесневшие (пропитанные лигнином особым веществом, вызывающим обревеснение)
1 – 6 – склеренхимные волокна 7-8 - склереиды
равномерно утолщённые клеточные стенки. Ядро и цитоплазма разрушаются. Существует две разновидности склеренхимы – склеренхимные волокна и склереиды. Волокна собраны в пучки или тяжи.
Волокна кокоса
Склеренхимные волокна образуют ткань, состоящую из клеток вытянутой формы с заострёнными концами и поровыми каналами в клеточных стенках. Эти клетки плотно примыкают друг к другу и их оболочки обладают высокой прочностью. На поперечном срезе клетки многогранны.
Если склеренхимные волокна встречаются в древесине (ксилеме), то они называются древесными волокнами (либриформ). Они защищают сосуды от давления других тканей, являясь
Пенька – волокна конопли
механической частью ксилемы (древесины).
Если склеренхимные волокна встречаются в лубе (флоэме), то они называются лубяными волокнами (камбиформ). Лубяные волокна могут быть и неодревесневшими, обладая при этом большой прочностью и эластичностью, что находит большое практическое применение в текстильной и др. промышленности (например, волокна льна, джута, конопли).
 |
 |
 |
|
Пенька (волокна конопли) |
Лапти (лыко липы) |
Лыковые туеса |
 |
 |
 |
|
Волокна льна |
Волокна джута |
Склереиды (каменистые клетки)
Склереиды обычно возникают из клеток основной паренхимы в результате утолщения и лигнификации (одревеснения) их клеточных стенок. Они имеют различную форму и встречаются во многих органах растения. Склереиды более или менее изодиаметричной формы (с одинаковым диаметром клетки) называются брахисклереидами, или каменистыми клетками (в плодах груши, косточки вишни)
Склереиды, имеющие расширение на обоих концах клетки – остеосклереиды – встречаются в листьях чая. Склереиды, форма которых напоминает звезду, называются астросклереидами (в листьях камелии). Удлинённые палочковидные клетки склереид находятся в семенах бобовых.
Скорлупа орехов также образована склереидами.
 |
 |
 |
0
Ткань — это совокупность клеток и межклеточного вещества, объединённых единством строения и происхождения и выполняющих одинаковые функции.
Каждая ткань состоит из определенных групп клеток. Иногда эти клетки одинаковы по своему строению, но бывают и разные. Во многих случаях клетки выделяют межклеточное вещество , которое нередко определяет свойства тканей: прочность костей, эластичность хрящей.
Тканей в организме много, но все они подразделяются на 4 вида: эпителиальные ,соединительные , мышечные и нервную .
Эпителиальные ткани . Клетки этих тканей сомкнуты в ряды. Межклеточное вещество почти отсутствует. Эпителиальная ткань образует покровы тела и хорошо защищает расположенные под ней внутренние органы.
Внутренняя поверхность сердца и кровеносных сосудов, дыхательных путей, пищеварительных и выделительных органов и желёз также выстлана эпителиальной тканью, точнее, эндотелием . Его клетки более уплощены. Многие виды эпителиальной ткани обладают секреторной функцией.
Эпителий кожи — это многослойный плоский ороговевающий эпителий, который состоит из нескольких слоёв клеток. Самый поверхностный слой представлен мёртвыми плоскими клетками, которые называются роговыми чешуйками и периодически слущиваются.
Потерянные чешуйки образуются вновь из нижележащих клеток.
Железистые эпителиальные клетки — это клетки, входящие в состав эпителиальной ткани, которые вырабатывают и выделяют вещества различной природы. Эти вещества называются секретами . В состав эпителиальной ткани могут входить отдельные клетки, обладающие секреторной активностью (это так называемые одноклеточные железы), а также все клетки эпителиальной ткани могут образовывать секреты. В последнем случае железы будут многоклеточными.
Соединительные (опорно-трофические) ткани . В этих тканях сильно развито межклеточное вещество, в котором разбросаны отдельные клетки. В организме соединительная ткань выполняет различные функции. Из этой ткани состоят, например, хрящи и кости . Они создают опору тела. Жировая ткань образует и накапливает жир, рыхлая соединительная ткань защищает от микробов. Кровь - это тоже соединительная ткань. Она выполняет транспортную функцию, связывает все органы между собой и обеспечивает их питанием и кислородом. Соединительная ткань часто замещает другие ткани, утраченные организмом вследствие болезни и других причин, например мышечную, железистую, покровную, но выполнять их функции она не может.
Хрящевая ткань — это специализированная ткань организма, которая выполняет опорную функцию. Она сочетает в себе прочность, упругость и пластичность, благодаря чему успешно противостоит давлению и сжатию. Ткань содержит большое количество воды, а также органические и минеральные вещества. Межклеточное вещество преобладает над клетками, а клетки — хондроциты — располагаются в полостях — лакунах . Ткань входит в состав скелета, а также формирует стенку некоторых внутренних органов (гортань, трахея, бронхи).
Костная ткань — это специализированная разновидность опорно-трофических (соединительных) тканей, приспособленная к выполнению опорной функции. Она сочетает в себе прочность и лёгкость. Межклеточное вещество этой ткани содержит большое количество минеральных веществ; в ней сконцентрировано около 98% всех неорганических веществ организма, в том числе кальций, фосфор, магний и др. Костная ткань формирует скелет (скелетную систему).
Жировая ткань — это разновидность опорно-трофических (соединительных) тканей, которая выполняет специфическую функцию благодаря преобладанию специализированных клеток (жировых клеток). В этих клетках откладывается жир, благодаря чему жировая ткань является депо (запасом) жира и воды, а также источником энергии. Она принимает участие в терморегуляции (поддержании температуры тела), выполняет защитную и аммортизационную функции. Жировая ткань располагается под кожей и вокруг внутренних органов.
Кровь — это жидкая соединительная (опорно-трофическая) ткань, клетки которой называются форменными элементами (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты), а межклеточное вещество — плазмой.
Основные функции крови:
Общее количество крови в организме взрослого человека в норме составляет 6 — 8% массы тела и примерно равно 4,5 — 6 л. В покое в сосудистой системе находится 60 — 70% крови. Это циркулирующая кровь. Другая часть крови (30 — 40%) седержится в специальных кровяных депо (печень, селезёнка, подкожная жировая клетчатка). Это депонированная, или резервная, кровь.
Межклеточное вещество —
это составная часть различных видов соединительных (опорно-трофических) тканей. В состав межклеточного вещества могут входить жидкость (плазма крови или лимфа), волокна, построенные из белка (коллагеновые, эластиновые и ретикулиновые), и основное аморфное (не имеющее постоянной формы) вещество, или матрикс
, состоящий из сложных органических веществ. Межклеточное вещество образуют клетки соединительных (опорно-трофических) тканей. Это вещество объединяет клетки в ткань, выполняет опорную и питательную функции.
