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.
Клетка — это структурно-функциональная единица живого организма, способная к делению и обмену с окружающей средой. Она осуществляет передачу генетической информации путем самовоспроизведения.
Клетки очень разнообразны по строению, функции, форме, размерам (рис. 1). Последние колеблются от 5 до 200 мкм. Самыми крупными в организме человека являются яйцеклетка и нервная клетка, а самыми маленькими — лимфоциты крови. По форме клетки бывают шаровидные, веретеновидные, плоские, кубические, призматические и др. Некоторые клетки вᴍеϲте с отростками достигают длины до 1,5 м и более (например, нейроны).
Рис. 1. Формы клеток:
1 — нервная; 2 — эпителиальная; 3 — соединителытотканная; 4 — гладкая мышечная; 5— эритроцит; 6— сперматозоид; 7—яйцеклетка
Каждая клетка имеет сложное строение и представляет собой систему биополимеров, содержит ядро, цитоплазму и находящиеся в ней органеллы (рис. 2). От внешней среды клетка отграничивается клеточной оболочкой — плазма-леммой (толщина 9—10 мм), которая осуществляет транспорт необходимых веществ в клетку, и наоборот, взаимодействует с соседними клетками и межклеточным веществом. Внутри клетки находится ядро, в котором происходит синтез белка, оно хранит генетическую информацию в виде ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота). Ядро может иметь округлую или овоидную форму, но в плоских клетках оно несколько сплющенное, а в лейкоцитах палочковидное или бобовидное. В эритроцитах и тромбоцитах оно отсутствует. Сверху ядро покрыто ядерной оболочкой, которая представлена внешней и внутренней мембраной. В ядре находится нуклеошазма, которая представляет собой гелеобразное вещество и содержит хроматин и ядрышко.
Рис. 2. Схема ультрамикроскопического строения клетки
(по М. Р. Сапину, Г. Л. Билич, 1989):
1 — цитолемма (плазматическая мембрана); 2 — пиноцитозные пузырьки; 3 — центросома (клеточный центр, цитоцентр); 4 — гиалоплазма; 5 — эн-доплазматическая сеть (о — мембраны эндоплазматической сети, б — ри-босомы); 6— ядро; 7— связь перинуклеарного пространства с полостями эндоплазматической сети; 8 — ядерные поры; 9 — ядрышко; 10 — внутриклеточный сетчатый аппарат (комплекс Гольджи); 77-^ секреторные вакуоли; 12— митохондрии; 7J — лизосомы; 74—три последовательные стадии фагоцитоза; 75 — связь клеточной оболочки (цитолеммы) с мембранами эндоплазматической сети
Ядро окружает цитоплазма, в состав которой входят ги-алоплазма, органеллы и включения.
Гиалоплазма — это основное вещество цитоплазмы, она участвует в обменных процессах клетки, содержит белки, полисахариды, нуклеиновую кислоту и др.
Постоянные части клетки, которые имеют определенную структуру и выполняют биохимические функции, называются органеллами. К ним относятся клеточный центр, митохондрии, комплекс Гольджи, эндоплазматическая (ци-топлазматическая) сеть.
Клеточный центр обычно находится около ядра или комплекса Гольджи, состоит из двух плотных образований — центриолей, которые входят в состав веретена движущейся клетки и образуют реснички и жгутики.
Митохондрии имеют форму зерен, нитей, палочек, формируются из двух мембран — внутренней и внешней. Длина митохондрии колеблется от 1 до 15 мкм, диаметр — от 0,2 до 1,0 мкм. Внутренняя мембрана образует складки (кри-сты), в которых располагаются ферменты. В митохондриях происходят расщепление глюкозы, аминокислот, окислении жирных кислот, образование АТФ (аденозинтрифосфорнай кислота) — основного энергетического материала.
Комплекс Гольджи (внутриклеточный сетчатый аппарат) имеет вид пузырьков, пластинок, трубочек, расположенных вокруг ядра. Его функция состоит в транспорте веществ, химической их обработке и выведении за пределы клетки продуктов ее жизнедеятельности.
Эндоплазматическая (цитоплазматическая) сеть формируется из агранулярной (гладкой) и гранулярной (зернистой) сети. Агранулярная Эндоплазматическая сеть образуется преимущественно мелкими цистернами и трубочками диаметром 50—100 нм, которые участвуют в обмене липи-дов и полисахаридов. Гранулярная Эндоплазматическая сеть состоит из пластинок, трубочек, цистерн, к стенкам которых прилегают мелкие образования — рибосомы, синтезирующие белки.
Цитоплазма также имеет постоянные скопления отдельных веществ, которые называются включениями цитоплазмы и имеют белковую, жировую и пигментную природу.
Клетка как часть многоклеточного организма выполняет основные функции: усвоение поступающих веществ и расщепление их с образованием энергии, необходимой для поддержания жизнедеятельности организма. Клетки обладают также раздражимостью (двигательные реакции) и способны размножаться делением. Деление клеток бывает непрямое (митоз) и редукционное (мейоз).
Митоз — самая распространенная форма клеточного деления. Он состоит из нескольких этапов — профазы, метафазы, анафазы и телофазы. Простое (или прямое) деление клеток — амитоз — встречается редко, в тех случаях, когда клетка делится на равные или неравные части. Мейоз — форма ядерного деления, при котором количество хроᴍоϲом в оплодотворенной клетке уменьшается вдвое и наблюдается перестройка генного аппарата клетки. Период от одного деления клетки к другому называется ее жизненным циклом.
Клетка входит в состав ткани, из которой состоит организм человека и животных.
Ткань — это система клеток и внеклеточных структур, объединенных единством происхождения, строения и функций.
В результате взаимодействия организма с внешней средой, которое сложилось в процессе эволюции, появились четыре вида тканей с определенными функциональными особенностями: эпителиальная, соединительная, мышечная и нервная.
Каждый орган состоит из различных тканей, которые тесно связаны между собой. Например, желудок, кишечник, другие органы состоят из эпителиальной, соединительной, ᴦладкомышечной и нервной тканей.
Соединительная ткань многих органов образует строму, а эпителиальная — паренхиму. Функция пищеварительной системы не может быть выполнена полностью, если нарушена ее мышечная деятельность.
Таким образом, различные ткани, входящие в состав того или иного органа, обеспечивают выполнение ᴦлавной функции данного органа.
Эпителиальная ткань
Эпителиальная ткань (эпителий) покрывает всю наружную поверхность тела человека и животных, выстилает слизистые оболочки полых внутренних органов (желудок, кишечник, мочевыводящие пути, плевру, перикард, брюшину) и входит в состав желез внутренней секреции. Выделяют покровный (поверхностный) и секреторный (железистый) эпителий. Эпителиальная ткань участвует в обмене веществ между организмом и внешней средой, выполняет защитную функцию (эпителий кожи), функции секреции, всасывания (эпителий кишечника), выделения (эпителий почек), газообмена (эпителий легких), имеет большую регенеративную способность.
В зависиᴍоϲти от количества клеточных слоев и формы отдельных клеток различают эпителий многослойный — оро-говевающий и неороговевающий, переходный и однослой-ный — простой столбчатый, простой кубический (плоский), простой сквамозный (мезотелий) (рис. 3).
В плоском эпителии клетки тонкие, уплотненные, содержат ᴍало цитоплазмы, дисковидное ядро находится в центре, край его неровный. Плоский эпителий выстилает альвеолы легких, стенки капилляров, сосудов, полостей сердца, где благодаря своей тонкости осуществляет диффузию различных веществ, снижает трение текущих жидкостей.
Кубический эпителий выстилает протоки многих желез, а также образует канальцы почек, выполняет секреторную функцию.
Цилиндрический эпителий состоит из высоких и узких клеток. Он выстилает желудок, кишечник, желчный пузырь, почечные канальцы, а также входит в состав щитовидной железы.
Рис. 3. Различные виды эпителия:
А — однослойный плоский; Б — однослойный кубический; В — цилиндрический; Г—однослойный реснитчатый; Д—многорадный; Е —многослойный ороговевающий
Клетки реснитчатого эпителия обычно имеют форму цилиндра, с множеством на свободных поверхностях ресничек; выстилает яйцеводы, желудочки головного мозга, спинномозговой канал и дыхательные пути, где обеспечивает транспорт различных веществ.
Многорядный эпителий выстилает мочевыводящие пути, трахею, дыхательные пути и входит в состав слизистой оболочки обонятельных полостей.
Многослойный эпителий состоит из нескольких слоев клеток. Он выстилает наружную поверхность кожи, слизистую оболочку пищевода, внутреннюю поверхность щек, влагалище.
Переходный эпителий находится в тех органах, которые подвергаются сильному растяжению (мочевой пузырь, мочеточник, почечная лоханка). Толщина переходного эпителия препятствует попаданию мочи в окружающие ткани.
Железистый эпителий составляет основную массу тех желез, у которых эпителиальные клетки участвуют в образовании и выделении необходимых организму веществ.
Существуют два типа секреторных клеток — экзокрин-ные и эндокринные. Экзокринные клетки выделяют секрет на свободную поверхность эпителия и через протоки в полость (желудка, кишечника, дыхательных путей и др.). Эндокринными называют железы, секрет (гормон) которых выделяется непосредственно в кровь или лимфу (гипофиз, щитовидная, вилочковая железы, надпочечники).
По строению экзокринные железы могут быть трубчатыми, альвеолярными, трубчато-альвеолярными.
Соединительная ткань
По свойствам соединительная ткань объединяет значительную группу тканей: собственно соединительные ткани (рыхлая волокнистая, плотная волокнистая — неоформленная и оформленная); ткани, которые имеют особые свойства (жировая, ретикулярная); скелетные твердые (костная и хрящевая) и жидкие (кровь, лимфа). Соединительная ткань выполняет опорную, защитную (механическую), формообразовательную, пластическую и трофическую функции. Эта ткань состоит из множества клеток и межклеточного вещества, в котором находятся разнообразные волокна (коллагеновые, эластические, ретикулярные).
Рыхлая волокнистая соедᴎнительная ткань содержит клеточные элементы (фибробласты, макрофаги, плазматические и тучные клетки и др.). В зависиᴍоϲти от строения и функции органа волокна по-разному ориентированы в основном веществе. Эта ткань располагается преимущественно по ходу кровеносных сосудов.
Плотная волокнистая соедᴎнительная ткань бывает оформленной и неоформленной. В оформленной плотной соедᴎнительной ткани волокна располагаются параллельно и собраны в пучок, участвуют в образовании связок, сухожилий, перепонок и фасций. Для неоформленной плотной соедᴎнительной ткани характерны переплетение волокон и небольшое количество клеточных элементов.
Жировая ткань образуется под кожей, особенно под брюшᴎной и сальником, не имеет собственного основного вещества. В каждой клетке в центре располагается жировая капля, а ядро и цитоплазма — по периферии. Жировая ткань служит энергетическим депо, защищает внутренние органы от ударов, сохраняет тепло в организме.
К скелетным тканям относятся хрящ и кость. Хрящевая ткань состоит из хрящевых клеток (хондроцитов), которые располагаются по две-три клетки, и основного вещества, находящегося в состоянии геля. Различают гиалᴎновые, фиброзные и эластические хрящи. Из гиалᴎнового хряща состоят хрящи суставов, ребер, он входит в щитовидный и перстневидный хрящи гортани, дыхательные пути. Волокнистый хрящ входит в межпозвоночные и внутрисуставные диски, в мениски, покрывает суставные поверхности височно-нижнечелюстного и грудᴎно-ключичного суставов. Из эластического хряща построены надгортанник, черпало-видные, рожковидные и клᴎновидные хрящи, ушная раковᴎна, хрящевая часть слуховой трубы и наружного слухового прохода.
Кровь и лимфа, а также межтканевая жидкость являются внутренней средой организма. Кровь несет тканям питательные вещества и кислород, удаляет продукты обмена и углекислый газ, вырабатывает антитела, переносит гормоны, которые регулируют деятельность различных систем организма. Несмотря на то, что кровь циркулирует по кровеносным сосудам и отделена от других тканей сосудистой стенкой, форменные элементы, а также вещества плазмы крови могут переходить в соедᴎнительную ткань, которая окружает кровеносные сосуды. Благодаря этому кровь обеспечивает постоянство состава внутренней среды организма.
В зависиᴍоϲти от характера транспортируемых веществ различают следующие основные функции крови: дыхательную, выделительную, питательную, гомеостатическую, регуляторную, защитную и терморегуляторную.
Благодаря дыхательной функции кровь переносит кислород от легких к органам и тканям и углекислый газ от периферических тканей в легкие. Выделительная функция осуществляет транспорт продуктов обмена (мочевой кислоты, билирубᴎна и др.) к органам выделения (почки, кишечник, кожа и др.) с целью последующего их удаления как веществ, вредных для организма. Питательная функция основана на перемещении питательных веществ (глюкозы, амᴎнокислот и др.), образовавшихся в результате пищеварения, к органам и тканям. Гомеостатическая функция — это равномерное распределение крови между органами и тканями, поддержание постоянного осмотического давления и рН с помощью белков плазмы крови и др. Регуляторная функция — это перенос выработанных железами внутренней секреции гормонов в определенные органы-мишени для передачи ᴎнформации внутри организма. Защитная функция заключается в обезвреживании клетками крови микроорганизмов и их токсᴎнов, формировании антител, удалении продуктов распада тканей, остановке кровотечения в результате образования тромба. Терморегуляторная функция осуществляется путем переноса тепла наружу из глубоколежащих органов к сосудам кожи, а также путем равномерного распределения тепла в организме в результате высокой теплоемкости и теплопроводности крови.
У человека масса крови составляет 6—8 % массы тела и в норме приблизительно равна 4,5—5,0 л. В состоянии покоя циркулирует всего 40—50 % всей крови, остальная часть находится в депо (печень, селезенка, кожа). В ᴍалом круге кровообращения содержится 20—25 % объема крови, в большом круге — 75—85 % крови. В артериальной системе циркулирует 15—20 % крови, в венозной — 70—75 %, в капиллярах — 5—7 %.
Кровь состоит из клеточных (форменных) элементов (45 %) и жидкой части — плазмы (65 %). После выделения форменных элементов в плазме содержатся растворенные в воде соли, белки, углеводы, биологически активные соедᴎнения, а также углекислый газ и кислород. В плазме находится около 90 % воды, 7—8 % белка, 1,1 % других органических веществ и 0,9 % неорганических компонентов. Она обеспечивает постоянство объема внутри сосудистой жидкости и кислотно-щелочное равновесие (КЩР), а также участвует в переносе активных веществ и продуктов метаболизма. Белки плазмы делятся на две основные группы:
альбумᴎны и глобулᴎны. К первой группе относится около 60 % белков плазмы. Глобулᴎны представлены фракциями: альфа1-, альфа2-, бета2- и гамма-глобулᴎнами. В глобулᴎновую фракцию входит также фибрᴎноген. Белки плазмы участвуют в таких процессах, как образование тканевой жидкости, лимфы, мочи и всасывание воды. Питательная функция плазмы связана с наличием в ней липи-дов, содержание которых зависит от особенностей питания.
Сыворотка крови не содержит фибрᴎноген, этим она отличается от плазмы и не свертывается. Сыворотку готовят из плазмы крови путем удаления из нее фибрᴎна. Кровь помещают в цилᴎндрический сосуд, через определенное время она свертывается и превращается в сгусток, из которого извлекают светло-желтую жидкость — сыворотку крови.
Кровь представляет собой коллоидно-полимерный раствор, растворителем в котором является вода, а растворимыми веществами — соли, низкомолекулярные органические соедᴎнения, белки и их комплексы.
Осмотическое давление крови — это сила движения растворителя через полупроницаемую мембрану из менее концентрированного раствора в более концентрированный. Осмотическое давление крови находится на относительно постоянном для обмена веществ уровне и равно 7,3 атм (5600 мм рт. ст., или 745 кПа). Оно зависит от содержания ионов и солей, которые находятся в диссоциированном состоянии, а также от количества растворенных в организме жидкостей. Концентрация солей в крови составляет 0,9 %, от их содержания ᴦлавным образом и зависит осмотическое давление крови.
Осмотическое давление определяется концентрацией различных веществ, растворенных в жидкостях организма, на необходимом физиологическом уровне.
Таким образом, при помощи осмотического давления вода распределяется равномерно между клетками и тканями. Растворы, у которых уровень осмотического давления выше, чем в содержимом клеток (гипертонические растворы), вызывают сморщивание клеток в результате перехода воды из клетки в раствор. Растворы с более низким уровнем осмотического давления, чем в содержимом клеток (гипотонические растворы), увеличивают объем клеток в результате перехода воды из раствора в клетку. Растворы, осмотическое давление которых равно осмотическому давлению содержимого клеток и которые не вызывают изменения клеток, называют изотоническими.
Регуляция осмотического давления осуществляется ней-рогуморальным путем. Кроме того, в стенках кровеносных сосудов, тканях, гипоталамусе находятся специальные ос-морецепторы, которые реагируют на изменения осмотического давления. Раздражение их приводит к изменению деятельности выделительных органов (почки, потовые железы).
В крови поддерживается постоянство рН реакции. Реакция среды определяется концентрацией водородных ионов, выражающихся водородным показателем рН, который имеет большое значение, поскольку абсолютное большинство биохимических реакций может протекать в норме только при определенных показателях рН. Кровь человека имеет слабощелочную реакцию: значение рН венозной крови 7,36; артериальной — 7,4. Жизнь возможна в довольно узких пределах сдвига рН — от 7,0 до 7,8. Несмотря на беспрерывное поступление в кровь кислых и щелочных продуктов обмена, рН крови сохраняется на относительно постоянном уровне. Это постоянство поддерживается физико-химическими, биохимическими и физиологическими механизмами.
Известно несколько буферных систем крови (карбонатная, белков плазмы, фосфатная и гемоглобина), которые связывают гидроксильные (ОН") и водородные (ЬГ) ионы и, следовательно, удерживают реакцию крови на постоянном уровне. При этом из организма выделяется избыток образованных кислых и щелочных продуктов обмена почками с мочой, а легкими выделяется углекислый газ.
К форменным элементам крови относятся эритроциты, лейкоциты и тромбоциты.
Эритроциты — красные кровяные тельца двояковогнутой формы. У них нет ядра. Средний диаметр эритроцитов 7—8 мкм, он приблизительно равен внутреннему диаметру кровеносного капилляра. Форма эритроцита повышает возможность газообмена, способствует диффузии газов с поверхности на весь объем клетки. Эритроциты отличаются большой эластичностью. Они легко проходят по капиллярам, имеющим вдвое меньший диаметр, чем сама клетка. Общая поверхность площади всех эритроцитов взрослого человека составляет около 3800 м2, т. е; в 1500 раз превышает поверхность тела.
В крови мужчин содержится около 5�1012/л эритроцитов, в крови женщин — 4,5 . Ю^/л. При усиленной физической нагрузке количество эритроцитов в крови может увеличиться до 6�1012/л. Это связано с поступлением в круг кровообращения депонированной крови.
Главная особенность эритроцитов — наличие в них гемоглобина, который связывает кислород (превратившись в оксигемоглобин) и отдает его периферическим тканям. Гемоглобин, отдавший кислород, называется восстановленным или редуцированным, он имеет цвет венозной крови. Отдав кислород, кровь постепенно вбирает в себя конечный продукт обмена веществ — СО2 (углекислый газ). Реакция присоединения гемоглобина к СО2 проходит сложнее, чем связывание с кислородом. Это объясняется ролью СО2 в образовании в организме кислотно-щелочного равновесия. Гемоглобин, связывающий углекислый газ, называется карбогемоглобином. Под влиянием находящегося в эритроцитах фермента карбоангидразы угольная кислота расщепляется на СО2 и Н2О. Углекислый газ выделяется легкими и изменения реакции крови не происходит. Особенно легко гемоглобин присоединяется к угарному газу (СО) вследствие его высокого химического сродства (в 300 раз выше, чем к О2) к гемоглобину. Блокированный угарным газом гемоглобин уже не может служить переносчиком кислорода и называется карбоксигемоглобином. В результате этого в организме возникает кислородное голодание, сопровождающееся рвотой, головной болью, потерей сознания.
Гемоглобин состоит из белка глобина и простетической группы гема, которые присоединяются к четырем полипептидным цепям глобина и придают крови красный цвет. В норме в крови содержится около 140 г/л гемоглобина: у мужчин — 135—155 г/л, у женщин — 120—140 г/л.
Уменьшение количества гемоглобина эритроцитов в крови называется анемией. Она наблюдается при кровотечении, интоксикации, дефиците витамина В12, фолиевой кислоты и др.
Продолжительность жизни эритроцитов около 3—4 месяцев. Процесс разрушения эритроцитов, при котором гемоглобин выходит из них в плазму, называется гемолизом.
При нахождении крови в вертикально расположенной пробирке наблюдается оседание эритроцитов вниз. Это происходит потому, что удельная плотноϲть эритроцитов выше плотноϲти плазмы (1,096 и 1,027).
Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) выражается в миллиметрах высоты столба плазмы над эритроцитами за единицу времени (обычно за 1 ч). Эта реакция характеризует некоторые физико-химические свойства крови. СОЭ у мужчин в норме составляет 5—7 мм/ч, у женщин — 8— 12 мм/ч. Механизм оседания эритроцитов зависит от многих факторов, например от количества эритроцитов, их морфологических особенностей, величины заряда, способности к агломерации, белкового состава плазмы и др. Повышенная СОЭ характерна для беременных — до 30 мм/ч, больных с инфекционными и воспалительными процессами, а также со злокачественными образованиями — до 50 мм/ч и более.
Лейкоциты — белые кровяные тельца. По размерам они больше эритроцитов, имеют ядро. Продолжительность жизни лейкоцитов — несколько дней. Количество лейкоцитов в крови человека в норме составляет 4—9�109/л и колеблется в течение суток. Меньше всего их утром натощак.
Увеличение количества лейкоцитов в крови называется лейкоцитозом, а уменьшение — лейкопенией. Различают физиологический и реактивный лейкоцитоз. Первый чаще наблюдается после приема пищи, во время беременности, при мышечных нагрузках, боли, эмоциональных стрессах и др. Второй вид характерен для воспалительных процессов и инфекционных заболеваний. Лейкопения отмечается при некоторых инфекционных заболеваниях, воздействии ионизирующего излучения, приеме лекарственных препаратов и др.
Лейкоциты всех видов обладают подвижностью амеб и при наличии соответствующих химических раздражителей проходят через эндотелий капилляров (диапедез) и устремляются к раздражителю: микробам, инородным телам или комплексам антиген — антитело.
По наличию в цитоплазме зернистости лейкоциты делятся на зернистые (гранулоциты) и незернистые (агранулоциты).
Клетки, гранулы которых окрашиваются кислыми красками (эозин и др.), называют эозинофилами; основными красками (метиленовый синий и др.) — базофилами; нейтральными красками — нейтрофилами. Первые окрашиваются в розовый цвет, вторые — в синий, третьи — в розово-фиолетовый.
Гранулоциты составляют 72 % общего-количества лейкоцитов, из них 70 % нейтрофилов, 1,5 % эозинофилов и 0,5 % базофилов. Нейтрофилы способны проникать в межклеточные пространства к инфицированным участкам тела, поглощать и переваривать болезнетворные бактерии. Количество эозинофилов увеличивается при аллергических реакциях, бронхиальной астме, сенной лихорадке, они обладают антигистаминным действием. Базофилы вырабатывают гепарин и гистамин.
Агранулоциты — это лейкоциты, которые состоят из ядра овальной формы и незернистой цитоплазмы. К ним относятся моноциты и лимфоциты. Моноциты имеют ядро бобовидной формы, образуются в костном мозге. Они активно проникают в очаги воспаления и поглощают (фагоцитируют) бактерии. Лимфоциты образуются в вилочковой железе (тимусе), из стволовых лимфоидных клеток костного мозга и селезенки. Лимфоциты вырабатывают антитела и принимают участие в клеточных иммунных реакциях. Существуют Т- и В-лимфоциты. Т-лимфоциты при помощи ферментов самостоятельно разрушают микроорганизмы, вирусы, клетки трансплантируемой ткани и получили название киллеров — клеток-убийц. В-лимфоциты при встрече с инородным веществом при помощи специфических антител нейтрализуют и связывают эти вещества, подготавливая их к фагоцитозу. Состояние, при котором количество лимфоцитов превышает обычный уровень их содержания, называется лимфоцитозом, а снижение — лимфопенией.
Лимфоциты являются ᴦлавным звеном иммунной системы, они участвуют в процессах клеточного роста, регенерации тканей, управлении генетическим аппаратом других клеток.
Соотношение различных видов лейкоцитов в крови называется лейкоцитарной формулой (табл. 1).
Таблица 1
Лейкоцитарная формула
|
Лейкоциты, 10% |
Эозинофи- лы, % |
Базо филы, % |
Нейтрофилы, % |
Лимфоциты, % |
Моноциты, % |
|||
|
Юные |
палоч- коядерные |
сег- менто- ядер- ные |
||||||
| 4,0-9,0 | 1-4 | 0-0,5 | 0-1 | 2-5 | 55-68 | 25-30 | 6-8 | |
Количество отдельных видов лейкоцитов при ряде заболеваний увеличивается. Например, при коклюше, брюшном тифе повышается уровень лимфоцитов, при малярии — моноцитов, а при пневмонии и других инфекционных заболеваниях — нейтрофилов. Количество эозинофилов увеличивается при аллергических заболеваниях (бронхиальная астма, скарлатина и др.). Характерные изменения лейкоцитарной формулы дают возможность поставить точный диагноз.
Тромбоциты (кровяные пластинки) — бесцветные сферические безъядерные тельца диаметром 2—5 мкм. Они образуются в крупных клетках костного мозга — мегакариоцитах. Продолжительность жизни тромбоцитов от 5 до 11 дней. Они играют важную роль в свертывании крови. Значительная их часть сохраняется в селезенке, печени, легких и по мере необходиᴍоϲти поступает в кровь. При мышечной работе, принятии пищи, беременности количество тромбоцитов в крови увеличивается. В норме содержание тромбоцитов составляет около 250�109/л.
Группы крови — иммуногенетические и индивидуальные признаки крови, которые объединяют людей по сходству определенных антигенов — агглютиногенов — в эритроцитах и находящиᴍϲя в плазме крови антител — агглютининов.
По наличию или отсутствию в мембранах донорских эритроцитов специфических мукополисахаридов — агглютиногенов А и В и в плазме крови реципиента агглютининов а и р определяется группа крови (табл. 2).
Таблица 2
Зависимость группы крови от наличия в ней агглютиногенов
эритроцитов и агглютининов плазмы
| Группы крови | Агглютиногены в эритроцитах | Агглютинины в сыворотке |
| 0(1) | — | a, b |
| А (II) | А | b |
| В (III) | В | a |
| AB(IV) | А, В | — |
В связи с этим различают четыре группы крови: 0 (I), А (II), В (III) и АВ (IV). При совмещении сходных агглютиногенов эритроцитов с агглютининами плазмы происходит реакция агглютинации (склеивания) эритроцитов, которая лежит в основе групповой несовᴍеϲтиᴍоϲти крови. Этим положением необходимо руководствоваться при переливании крови.
Учение о группах крови значительно усложнилось в связи с открытием новых агглютиногенов. Например, группа А имеет ряд подгрупп, кроме того, найдены и новые агглютиногены — М, N, S, Р и др. Эти факторы иной раз являются причиной осложнений при повторных переливаниях крови.
Люди с первой группой крови считаются универсальными донорами. Однако выяснилось, что эта универсальность не абсолютна. Это связано с тем, что у людей с первой группой крови в значительной степени выявлены иммунные анти-А- и анти-В-агглютинины. Переливание такой крови может привести к тяжелым осложнениям и, возможно, к летальному исходу. Эти данные послужили основанием к переливанию только одногруппной крови (рис. 4).
Переливание несовᴍеϲтимой крови ведет к развитию гемотрансфузионного шока (тромбозу, а затем гемолизу эритроцитов, поражению почек и др.).
Рис. 4. Совᴍеϲтимость групп крови:
черта — совᴍеϲтима; квадрат — несовᴍеϲтима
Кроме основных агглютиногенов А и В, в эритроцитах могут быть и другие, в частноϲти так называемый резус-фактор (Rh-фактор), который впервые был найден в крови обезьяны макака-резус. По наличию или отсутствию резус-фактора выделяют резус-положительные (около 85 % людей) и резус-отрицательные (около 15 % людей) организмы. В лечебной практике резус-фактор имеет большое значение. Так, у резус-отрицательных людей переливание крови или повторные беременности вызывают образование резус-антител. При переливании резус-положительной крови людям с резус-антителами происходят тяжелые гемолити-ческие реакции, сопровождающиеся разрушением перелитых эритроцитов.
В основе развития резус-конфликтной беременности лежит попадание в организм через плаценту резус-отрицательной женщины резус-положительных эритроцитов плода и образование специфических антител (рис. 5).
В таких случаях первый ребенок, унаследовавший резус-положительную принадлежность, рождается нормальным. А при второй беременности антитела матери, проникшие в кровь плода, вызывают разрушение эритроцитов, накоп- ление билирубина в крови новорожденного и появление гемолитической желтухи с поражением внутренних органов ребенка.
Рис. 5. Развитие резус-конфликта и его предотвращение:
I — резус-конфликт; II — предотвращение резус-конфликта
Свертывание крови является защитной реакцией, которая предупреждает потерю крови и попадание в организм болезнетворных микробов. Это составляет многостадийный процесс. В нем принимает участие 12 факторов, которые находятся в плазме крови, а также вещества, высвобождающиеся из поврежденных тканей и тромбоцитов. В свертывании крови выделяют три стадии. В первой стадии кровь, вытекающая из раны, смешивается с веществами поврежденных тканей, разрушенных тромбоцитов и соприкасается с воздухом. Затем освобожденный предшественник тромбопластина под влиянием факторов плазмы ионов кальция (Са2+) превращается в активный тромбопластин. Во второй стадии при участии тромбопластина, факторов плазмы, ионов кальция неактивный белок плазмы протромбин превращается в тромбин. В третьей стадии тромбин (протео-литический фермент) расщепляет молекулу белка плазмы фибриногена.на мелкие части и создает сеть нитей фибрина (нерастворимый белок), который выпадает в осадок. В сетях из фибрина задерживаются форменные элементы крови и образуют сгусток, который препятствует потере крови и проникновению в рану микроорганизмов. После удаления фибрина из плазмы остается жидкость — сыворотка.
Кровь является лечебным средством. В практической медицине широко применяется переливание крови и ее препаратов. Для обеспечения кровью широко распространено донорство. Людей, которые сдают кровь в лечебных целях, называют донорами. У активных доноров разовая доза сдачи крови составляет 250—450 мл. Как правило, при этом происходит снижение количества гемоглобина и эритроцитов пропорционально количеству взятой крови. Скорость возвращения к норме крови донора зависит от многих причин,
Выписка из рабочей программы по теме «Клетка. Ткани»
|
Теория |
Практика | |
|
2 часа |
2 часа 2 часа |
Клетка. Ткани. Строение и функции клетки. Понятие о ткани. Виды тканей. Представления клетка как структурная единица, обладающая свойствами живого гистологические особенности различных видов тканей Знания строение клетки, ее структур, функции ядра, клеточной мембраны, цитоплазмы, органелл жизненный цикл клетки, виды деления клеток свойства клетки как элементарной единицы живого ткань – определение, классификация особенности строения и топографии эпителиальной, соединительной, мышечной и нервной тканей, их виды функциональное значение различных видов тканей Умения уметь различать под микроскопом клетки и межклеточное вещество уметь различать различные виды эпителиальной, соединительной, мышечной ткани уметь различать в клетке ее структуры с указанием особенностей их строения и функции уметь давать краткую морфологическую и функциональную характеристику тканей |
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).
Ткань - совокупность клеток и межклеточного вещества, обладающих общим строением, функцией и происхождением.
Эпителиальная ткань
Функции
- Пограничная (наружный слой кожи, внутренний слой дыхательных путей, легких, желудка, кишечника).
- Выделение веществ (железы).
Особенности строения:
- Клетки плотно прилегают друг к другу, межклеточного вещества мало.
- Клетки очень быстро делятся, за счет этого повреждения эпителия быстро залечиваются.
Соединительная ткань
Функции
- Питательная (кровь, жировая ткань)
- Опорная (кость, хрящ, соединительнотканная оболочка всех органов).
Особенность строения: межклеточного вещества очень много.
Мышечная ткань
Функции: возбудимость и сократимость.
| Три типа мышечной ткани | поперечно-полосатая скелетная | поперечно-полосатая сердечная | гладкая |
| Входит в состав | скелетных мышц (например, мышц конечностей) | сердца | внутренних органов (желудок, кровеносные сосуды и т.п.) |
| клетки | многоядерные | одноядерные | |
| управление | подчиняется сознанию (иннервируется соматической нервной системой) | не подчиняется сознанию (иннервируется вегетативной нервной системой) | |
| сокращается | быстро | медленно | |
Нервная ткань
Функции: возбудимость и проводимость.
Основные клетки нервной ткани - нейроны - состоят из тела и отростков. Отростки бывают двух видов:
- дендриты - короткие, разветвленные, принимают возбуждение;
- аксон - длинный, неразветвленный, отдает возбуждение.
Кроме нейронов, в нервной ткани выделяют еще клетки-спутники (нейроглия), их в 10 раз больше, чем нейронов, они выполняют питательную, опорную и защитную функцию.
Аксоны могут быть покрыты белым жироподобным веществом миелином, ускоряющим проведение нервного импульса. Скопление таких аксонов образует белое вещество нервной системы. Клетки-спутники, тела нейронов и дендриты образуют серое вещество .
БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ: ,
ЗАДАНИЯ ЧАСТИ 2:
Тесты и задания
Установите соответствие между характеристикой ткани человека и её типом: 1) эпителиальная, 2) соединительная. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) осуществляет транспорт веществ в организме
В) образует эпидермис кожи
Г) вырабатывает антитела
Е) содержит много межклеточного вещества
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. Какие функции выполняют в нервной ткани клетки-спутники
1) возникновения возбуждения и его проведения по нервным волокнам
2) питательную, опорную и защитную
3) передачи нервных импульсов от нейрона к нейрону
4) постоянного обновления нервной ткани
Ответ
Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания изображенной на рисунке ткани. Определите два признака, «выпадающие» из общего списка и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) способность к сократимости
2) наличие большого количества ядер
3) способность проводить водные растворы
4) способность к проведению импульсов
5) наличие хорошо развитого межклеточного вещества
Ответ
1. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие функции в организме человека выполняет соединительная ткань?
1) выполняет рефлекторную функцию
2) участвует в транспорте кислорода от лёгких к клеткам
3) обеспечивает постоянство состава внутренней среды
4) вырабатывает пищеварительные ферменты
5) образует подкожную жировую клетчатку
6) задерживает и удаляет частицы пыли в носовой полости
Ответ
2. Выберите три особенности соединительной ткани.
1) Клетки плотно прилегают друг к другу
2) Межклеточного вещества мало
3) Хорошо развито межклеточное вещество
4) Заполняет промежутки между органами
5) Клетки разнообразны по строению и функциям
Ответ
3. Выберите два признака, характеризующих особенности соединительной ткани человека. Запишите цифры, под которыми они указаны.
1) межклеточное вещество хорошо развито
2) клетки всегда одноядерные
3) в клетках содержится белок миозин
4) клетки содержат много митохондрий
5) ткань может быть жидкой
Ответ
4. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Соединительная ткань организма человека
1) представлена кровью, лимфой, хрящом
2) выстилает слизистые оболочки желудка, ротовой полости
3) может быть жидкой или твёрдой
4) обладает возбудимостью и проводимостью
5) имеет слабо выраженное межклеточное вещество
6) выполняет транспортную функцию
Ответ
Установите соответствие между характеристикой ткани и видом ткани, обладающим этой характеристикой: 1) эпителиальная, 2) соединительная, 3) мышечная. Запишите цифры 1, 2 и 3 в правильном порядке.
А) состоит из одноядерных и многоядерных клеток
Б) бывает жидкой, твердой, эластичной
В) выстилает слизистые оболочки органов
Г) образует пищеварительные железы
Д) межклеточное вещество сильно развито
Е) обладает возбудимостью
Ответ
Установите соответствие между характеристиками тканей человека и их типами: 1) мышечная, 2) соединительная. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) способна накапливать жир
Б) некоторые клетки содержат гемоглобин
В) её клетки длинные с поперечной исчерченностью
Г) обладает сократимостью и возбудимостью
Д) межклеточное вещество хорошо развито
Е) клетки одноядерные или многоядерные
Ответ
Выберите три варианта. Свойствами возбудимости и сократимости обладают ткани
1) сердечная мышечная
2) железистая эпителиальная
3) гладкая мышечная
4) нервная
5) рыхлая соединительная
6) поперечнополосатая мышечная
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. Изменение диаметра кровеносных сосудов происходит за счет ткани
1) эпителиальной
2) соединительной
3) гладкой мышечной
Ответ
1. Выберите три варианта. Поперечнополосатая мышечная ткань, в отличие от гладкой
Ответ
2. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Каковы особенности поперечнополосатой мышечной ткани?
1) образует мышцы, расположенные в стенках внутренних органов
2) состоит из веретеновидных клеток с одним ядром
3) образует скелетные мышцы
4) состоит из длинных многоядерных клеток
5) имеет волокна с поперечной исчерченностью
6) участвует в изменении просветов кровеносных сосудов
Ответ
3. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Поперечнополосатая мышечная ткань человека
1) образует мускулатуру кровеносных сосудов
2) входит в состав языка, глотки и начального отдела пищевода
3) выполняет непроизвольные сокращения
4) имеет двигательные центры в коре головного мозга
5) регулируется соматическим отделом нервной системы
6) состоит из одиночных веретеновидных клеток
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. Изменение просвета артерий происходит у человека за счет ткани
1) эпителиальной
2) соединительной
3) гладкой мышечной
4) поперечнополосатой мышечной
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. Серое вещество в головном и спинном мозге человека образовано
1) телами чувствительных нейронов
2) длинными отростками двигательных нейронов
3) длинными отростками чувствительных нейронов
4) телами двигательных и вставочных нейронов
Ответ
Установите соответствие между характеристиками и типами ткани человека: 1) эпителиальная, 2) соединительная, 3) нервная. Запишите цифры 1, 2 и 3 в правильном порядке.
А) обладает проводимостью
Б) выполняет функцию опоры и питания
В) образует наружный покров кожи
Г) вырабатывает антитела
Д) состоит из тесно прилегающих клеток
Е) образует серое вещество спинного мозга
Ответ
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Сердечная мышца человека характеризуется
1) наличием поперечной исчерченности
2) обилием межклеточного вещества
3) самопроизвольными ритмичными сокращениями
4) наличием веретеновидных клеток
5) многочисленными соединениями между клетками
6) отсутствием ядер в клетках
Ответ
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Гладкая мышечная ткань, в отличие от поперечнополосатой
1) состоит из многоядерных клеток
2) состоит из вытянутых клеток с овальным ядром
3) обладает большей быстротой и энергией сокращения
4) составляет основу скелетной мускулатуры
5) располагается в стенках внутренних органов
6) сокращается медленно, ритмично, непроизвольно
Ответ
Установите соответствие между характеристикой ткани и ее типом: 1) эпителиальная, 2) соединительная. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) межклеточное вещество практически отсутствует
Б) выполняет питательную и опорную функции
В) выстилает изнутри полости кишечника и других органов
Г) образует подкожную жировую клетчатку
Д) является компонентом (частью) внутренней среды организма
Ответ
Установите соответствие между характеристиками и типами тканей человека, изображенными на рисунке. Запишите цифры 1-4 в правильном порядке.
А) состоит из многоядерных клеток
Б) обладает возбудимостью и проводимостью
В) клетки плотно прилегают друг к другу
Г) содержит эластичные волокна
Д) клетка имеет тело и отростки
Е) способна к сократимости
Ответ
Б) содержит много межклеточного вещества
В) образует потовые железы
Г) обеспечивает транспорт газов
Д) образует поверхностный слой кожи
Е) выполняет опорную и механическую функции
Ответ
Установите соответствие между характеристикой ткани человека и ее типом: 1) эпителиальная, 2) соединительная.
А) состоит из плотно прилегающих друг к другу клеток
Б) состоит из рыхло расположенных клеток
В) содержит жидкое или твердое межклеточное вещество
Г) образует ногти и волосы
Д) обеспечивает связь между органами
Ответ
Установите соответствие между характеристикой ткани и ее типом: 1) эпителиальная, 2) соединительная.
А) транспорт веществ в организме
Б) плотное прилегание клеток друг к другу
В) обилие межклеточного вещества
Г) выделение ферментов и гормонов
Д) участие в образовании кожных покровов
Ответ
Установите соответствие между характеристикой ткани человека и ее типом: 1) эпителиальная, 2) соединительная, 3) нервная.
А) регуляция движений тела
Г) защита от химических воздействий
Д) выделение пота
Ответ
Установите соответствие между функциями тканей и их типом: 1) эпителиальная, 2) соединительная, 3) нервная.
А) регуляция процессов жизнедеятельности
Б) отложение питательных веществ в запас
В) передвижение веществ в организме
Г) защита от механических повреждений
Д) обеспечение обмена веществ между организмом и средой
Ответ
Установите соответствие между особенностью и видом мышечной ткани человека, для которого она характерна: 1) гладкая, 2) сердечная
А) образована веретеновидными клетками
Б) клетки имеют поперечную исчерченность
В) клетки одноядерные
Г) мышцы имеют высокую скорость сокращения
Ответ
Установите соответствие между свойствами и тканями человека: 1) Мышечная, 2) Нервная. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) проводит электрический импульс
Б) клетки способны к сокращению
В) бывает гладкой и поперечно-полосатой
Г) в клетках может быть несколько ядер
Д) в клетках строго одно ядро
Е) большинство клеток имеет множество отростков
Ответ
Установите соответствие между особенностями ткани человека и её видом: 1) Эпителиальная, 2) Соединительная. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) клетки плотно прилегают друг к другу
Б) клетки могут быть плоскими, кубическими, цилиндрическими
В) ткань бывает реснитчатой, железистой, ороговевающей
Г) ткань имеет мезодермальное происхождение
Д) ткань бывает жидкой и твёрдой
Е) межклеточное вещество хорошо развито
Ответ
Установите соответствие между видами тканей и их особенностями: 1) мышечная, 2) нервная. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) обладает возбудимостью и проводимостью
Б) представлена миоцитами
В) способна сокращаться
Г) представлена нейронами
Д) обеспечивает связь органов и их согласованную работу
Е) обеспечивает движение тела и работу внутренних органов
Ответ
Установите соответствие между функцией ткани в организме человека и ее типом: 1) эпителиальная, 2) соединительная. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) передвижение веществ в организме
Б) продуцирование гормонов
В) продуцирование фагоцитов
Г) обмен веществ между организмом и внешней средой
Д) отложение питательных веществ в запас
Ответ
Установите соответствие между строением и функциями отростков нейрона и их названием: 1) дендрит, 2) аксон. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) обеспечивает проведение сигнала от тела нейрона
Б) обеспечивает проведение сигнала к телу нейрона
В) короткий и сильно ветвится
Г) длинный и не ветвится
Д) снаружи покрыт миелиновой оболочкой
Ответ
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Эпителиальные ткани человека
1) выстилают изнутри полые органы
2) способны сокращаться
3) способны возбуждаться
4) содержат мало межклеточного вещества
5) клетки имеют миелиновую оболочку
6) образуют железы
Ответ
1. Установите соответствие между характеристикой мышечной ткани и ее видом: 1) поперечно-полосатая, 2) гладкая. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) образует скелетные мышцы
Б) образует средний слой стенок вен и артерий
В) обеспечивает произвольные движения
Г) обеспечивает перистальтику кишечника
Д) соcтоит из клеток веретеновидной формы
Е) состоит из многоядерных клеток (волокон)
Ответ
2. Установите соответствие между характеристиками и видами мышечной ткани: 1) гладкая, 2) поперечнополосатая. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) способна к быстрому мощному сокращению
Б) состоит из коротких веретеновидных клеток
В) клетка содержит большое количество ядер
Г) миофибриллы в клетке расположены неупорядоченно
Д) входит в состав стенок полых внутренних органов
Е) управляется соматической нервной системой
Ответ
3. Установите соответствие между характеристиками тканей человека и их видами: 1) гладкая, 2) поперечнополосатая. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) представлена клетками веретеновидной формы
Б) образует мышцы опорно-двигательного аппарата
В) состоит из многоядерных удлиненных волокон
Г) сокращение белковых волокон медленное
Д) образует средний слой стенки кровеносных сосудов
Ответ
Перечисленные ниже признаки, кроме двух, используются для описания строения и функций изображенных клеток. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) являются эукариотическими
2) содержат клеточные стенки
3) образуют эпителиальную ткань
4) соматические клетки гаплоидны
5) способны к митозу
Ответ
Установите соответствие между особенностью строения и функционирования поперечнополосатых мышц и их видом: 1) скелетная, 2) сердечная
А) прикрепляется к костям
Б) состоит из длинных волокон, не соединяющихся друг с другом
В) воспринимает импульсы по соматической рефлекторной дуге
Г) волокна плотно смыкаются в определенных участках
Д) работает автономно
Е) способна сокращаться во всех направлениях
Ответ
Установите соответствие между характеристиками и типами тканей: 1) поперечно-полосатая мышечная, 2) эпителиальная. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) образует скелетную мускулатуру
Б) состоит из плотно прилегающих друг к другу клеток
В) обладает свойствами возбудимости и сократимости
Г) выстилает носовую полость
Д) выполняет защитную функцию
Е) обеспечивает движение тела
Ответ
Рассмотрите рисунок, определите (А) тип ткани, (Б) разновидность ткани и (В) укажите местоположение этой ткани в организме человека. Для каждой буквы выберите соответствующий термин из предложенного списка.
1) соединительная
2) эпителиальная
3) поперечнополосатая мышечная
4) гладкая мышечная
5) реснитчатый эпителий
6) многослойный эпителий
7) слизистая оболочка полости носа
8) внутренняя поверхность желудка
Ответ
Проанализируйте таблицу. Для каждой ячейки, обозначенной буквами, выберите соответствующий термин из предложенного списка.
1) защитная
2) лимфатические сосуды
3) альвеолярные пузырьки
4) гладкая мышечная
5) перистальтика кишечника
6) артерии, вены, капилляры
7) поперечнополосатая мышечная
8) соединительная
Ответ
Установите соответствие между характеристиками и типами тканей: 1) эпителиальная, 2) нервная. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) большинство клеток имеет многочисленные отростки
Б) клетки объединяются и образуют слои
В) клетки способны проводить электрический импульс
Г) клетки могут иметь многочисленные ворсинки
Д) клетки обладают высокой способностью к регенерации
Е) зрелые клетки не способны к делению
Ответ
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Каковы особенности костной ткани?
1) имеет плотное межклеточное вещество
2) содержит глиальные клетки
3) выполняет транспортную функцию
4) формируется из энтодермы
5) выполняет опорную функцию
6) состоит из пластинок
Ответ
Установите соответствие между характеристиками и видами соединительной ткани: 1) костная, 2) кровь. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) межклеточное вещество жидкой консистенции
Б) выполняет транспортную функцию
В) межклеточное вещество плотной консистенции
Г) осуществляет опорную функцию
Д) обеспечивает дыхательную функцию
Е) служит депо кальция в организме
Ответ
Установите соответствие между характеристиками и типами мышечной ткани, представленными на рисунках. Запишите цифры 1-3 в порядке, соответствующем буквам.
А) образована многоядерными клетками, образующими длинные волокна
Б) способна генерировать и проводить электрический импульс
В) состоит из коротких веретеновидных клеток
Г) состоит из клеток с боковыми отростками, образующими контакты между собой
Д) управляется соматической нервной системой
Е) находится в стенках желудка и кишечника
Ответ
© Д.В.Поздняков, 2009-2019
Выделяют четыре основных типа тканей: эпителиальную, соединительную, мышечную и нервную.
Эпителиальная ткань состоит из клеток, очень плотно прилегающих друг к другу. Межклеточное вещество развито слабо. Эпителиальные ткани покрывают поверхность тела снаружи (кожа), а также выстилают изнутри полые органы (желудок, кишечник, почечные канальцы, легочные пузырьки). Эпителий бывает однослойным и многослойным. Эпителиальные ткани осуществляют защитную, выделительную и обменную функции.
Защитная функция эпителия заключается в защите тела от повреждения и проникновения в него болезнетворных микроорганизмов. К эпителиальным тканям принадлежит реснитчатый эпителий, клетки которого на наружной поверхности имеют реснички, способные двигаться. Движением ресничек эпителий направляет чужеродные частицы за пределы тела. Реснитчатый эпителий выстилает внутреннюю поверхность дыхательных путей и выводит наружу частицы пыли, поступающие в легкие с воздухом.
Выделительная функция осуществляется железистым эпителием, клетки которого способны образовывать жидкости - секреты: слюну, желудочный и кишечный соки, пот, слезы и др.
Обменная функция эпителиальных тканей состоит в осуществлении обмена веществами между внешней и внутренней средой:
выделение углекислого газа и поглощение кислорода в легких, всасывание питательных веществ из кишечника в кровь.
Большинство эпителиальных клеток в процессе жизнедеятельности отмирает и слущивается (в коже, пищеварительном тракте), поэтому их количество должно все время восстанавливаться за счет деления.
Соединительная ткань. Это название объединяет группу тканей с общим происхождением и функцией, но имеющих разное строение. Функции соединительной ткани - придание прочности телу и органам поддержание и соединение между собой всех клеток, тканей и органов тела. Соединительная ткань состоит из клеток и основного, или межклеточного, вещества, которое может иметь форму волокон или быть сплошным, однородным. Волокна соединительной ткани построены из белков коллагена, эластина и др. Различают следующие виды соединительной ткани: плотную, хрящевую, костную, рыхлую и кровь. Плотная соединительная ткань имеется в коже, сухожилиях, связках. Большое количество волокон в этой ткани придает ей прочность. Хрящевая ткань имеет много плотного и упругого межклеточного вещества, она содержится в ушной раковине, хрящах гортани, трахее, межпозвоночных дисках. Костная ткань наиболее твердая за счет того, что в состав ее межклеточного вещества входят минеральные соли. Эта ткань состоит из костных пластинок, соединенных друг-с другом, и клеток между ними. Из костной ткани построены все кости скелета. Рыхлая соединительная ткань соединяет кожу с мышцами, заполняет промежутки между органами. В ее клетках содержится жир, поэтому эту ткань часто называют Жировой. В соединительной ткани, как и в других, проходят кровеносные сосуды и нервы. Кровь – жидкая соединительная ткань, состоящая из плазмы и кровяных клеток. Мышечная ткань обладает способностью к сокращению и расслаблению и выполняет двигательную функцию. Она состоит из волокон разной формы и размеров. По строению волокон и их свойствам различают поперечнополосатые и гладкие мышцы. При микроскопическом исследовании волокон поперечнополосатых мышц видны светлые и темные полоски, идущие поперек волокна. Волокна имеют цилиндрическую форму, очень тонкие, но достаточно длинные (до 10 см). Поперечнополосатые мышцы прикрепляются к костям скелета и обеспечивают движение тела и его частей. Гладкие мышцы состоят из очень мелких волокон (длиной около 0,1 мм), не имеют исчерченности и находятся в стенках полых внутренних органов - желудка, кишечника, кровеносных сосудов. Сердце построено из мышечных волокон, имеющих поперечную исчерченность, но по свойствам приближающихся к гладким мышцам.
Нервная ткань состоит из нейронов - клеток, имеющих более или менее округлое тело диаметром 20-80 мкм, короткие (дендриты) и длинные (аксоны) отростки. Клетки с одним отростком называются униполярными, с двумя - биполярными и с несколькими - мультиполярными (рис. 35). Часть аксонов покрыта миэлиновой оболочкой, содержащей миэлин - жироподобное белое вещество. Скопления таких волокон образуют белое вещество нервной системы, скопления тел нейронов и коротких отростков - серое вещество. Оно расположено в центральной - головном и спинном мозге - и периферической нервной системе - в спинномозговых узлах. Кроме последних к периферической нервной системе относятся нервы, большинство волокон которых имеют миэлиновую оболочку. Миэлиновая оболочка покрыта тонкой шванновской оболочкой. Эта оболочка состоит из клеток своеобразной нервной ткани - глии в которую погружены все нервные клетки. Глия играет вспомогательную роль - она выполняет опорную, трофическую и защитную функции. Нейроны соединены между собой с помощью отростков; места соединения называются синапсами.
Основные свойства нервной системы - возбудимость и проводимость. Возбуждение - процесс, возникающий в нервной системе в ответ на раздражение, а способность нервной ткани к возбуждению называется возбудимостью. Способность к проведению возбуждения называется проводимостью. Возбуждение распространяется по нервным волокнам со скоростью до 120 м/с. Нервная система регулирует все процессы в организме, а также обеспечивает соответствующую реакцию организма на действие внешней среды. Эти функции нервной системы выполняются рефлекторно. Рефлекс - ответ организма на раздражение, который происходит при участии центральной нервной системы. Рефлексы осуществляются вследствие распространения по рефлекторной дуге процесса возбуждения. Рефлекторная деятельность - это, как правило, результат взаимодействия двух процессов - возбуждения и торможения. Торможение в центральной нервной системе было открыто выдающимся русским физиологом И. М. Сеченовым в 1863 г. Торможение может уменьшить или вовсе прекратить рефлекторный ответ на раздражение. Например, мы отдергиваем руку, когда уколемся иголкой. Но мы не отдергиваем палец, если нам его прокалывают для взятия крови на анализ. В этом случае мы волевым усилием тормозим рефлекторный ответ на болевое раздражение.
Возбуждение и торможение - два противоположных процесса, взаимодействие которых обеспечивает согласованную деятельность нервной системы и согласованную работу органов нашего тела. Нервная система посредством процессов возбуждения и торможения регулирует работу мышц и внутренних органов. Кроме нервной, в организме существует еще гуморальная регуляция, осуществляющаяся гормонами и другими физиологически активными веществами, которые разносятся кровью.
— Источник—
Богданова, Т.Л. Справочник по биологии/ Т.Л. Богданова [и д.р.]. – К.: Наукова думка, 1985.- 585 с.
Загрузка...