Клетки, ткани, органы, системы органов Кафедра нормальной и патологической анатомии



Дата конвертації29.09.2020
Розмір14.5 Mb.

Клетки, ткани, органы, системы органов

Кафедра нормальной и патологической анатомии


1 - элементный и молекулярный;

2 - клеточный;

3 - тканевый;

4 - органный;

5 - системный;

6 - организменный

Уровни организации живой материи



Современная клеточная теория включает следующие положения:

1. Клетка является универсальной элементарной единицей живого

2. Клетки всех организмов сходны по строению, функции и химическому составу;

3.Клетки сохраняют, превращают и реализуют генетическую информацию

4. Клетки размножаются только путем деления материнской клетки;

5. Многоклеточные организмы являются сложными целостными системами,

6. Благодаря деятельности клеток происходит рост,

развитие, обмен веществ и энергии в организме.



М. Шлейден Т. Шванн Р. Вирхов

В организме взрослого человека насчитывается более двухсот триллионов клеток, состоящих из схожих структурных элементов, но имеющих разную форму и ответственных за различные функции.


Visualizing Cells

Клетка

  • В 1665 году английский ученый Роберт Гук впервые увидел на собственном микроскопе клетку. Это была мертвая клетка дубовой коры. Ему же принадлежит название увиденной структуры «клетка»

Клетка - основная структурная единица организма. Она является элементарной единицей всего живого, так как ей присущи все свойства живых организмов: высокая упорядоченность ее структурных элементов, использование внешней энергии для обеспечения жизнедеятельности, обмен веществ, рост, размножение, передача биологической информации потомкам, реакция на раздражение, регенерация, адаптация к окружающей среды. Клетки бывают двух типов – эукариотические и прокариотические.

Клетка

Прокариотическая клетка


Прокариотические клетки не имеют оформленного ядра. Их ДНК погружена в цитоплазму и не окружена оболочкой, т.е. ядра нет. Наследственная информация заложена в одной молекуле ДНК, погруженной в цитоплазму. Такая клетка окружена мембраной, отделяющей цитоплазму от клеточной стенки. В цитоплазме находятся рибосомы, осуществляющие синтез белков. Все ферменты,

обеспечивающие процессы жизнедеятельности бактерий, диффузно рассеяны по цитоплазме или прикреплены к внутренней поверхности мембраны. Так же в прокариотической

клетке могут быть

специальные

органеллы, напр.,

жгутики.


Базовая структура клетки

Плазматическая мембрана

Оболочка клетки

Над и


Плазматическая мембрана

Над и


Оболочка клетки

Цитоплазма

Органеллы

Цитоплазма

Органеллы

Оболочка


Ядро

Ядрышко


Оболочка

Ядро


Ядрышко

Цитоплазма

Митохондрии

Рибосомы

Лизосомы

Ядро

Ядрышко

Клеточная мембрана

Клеточный центр

Эндоплазматическая сеть

Строение оболочки клетки

Мембрана – это фосфолипидный бислой, в котором расположены различные белки и другие молекулы.

Подмембраный слой – состоит из микротрубочек и микрониточек, которые крепятся к мембране с внутренней стороны мембраны и своим сокращением

позволяют мембране

менять свою форму.

Надмембранный комплекс образован гликолипидами, липопротеинами, гликопротеинами и гликолипопротеинами. Отдельные части этих молекул выступают над поверхностью мембраны и составляют надмембраный слой (в т.ч. рецепторы клетки).

Жидко-кристалическая модель мембраны

  • In 1972, S. Singer and G. Nicolson proposed the Fluid Mosaic Model of membrane structure

Extracellular fluid

Carbohydrate

Glycolipid

Transmembrane

proteins

Glycoprotein

Peripheral

protein

Cholesterol

Filaments of

cytoskeleton

Cytoplasm

Строение фосфолипидов


Hydrophilic

heads


Hydrophobic

tails


ECF WATER

ICF WATER


Фосфолипидный барьер

  • За счет наличия гидрофильных «головок» фосфолипидов и жирных – гидрофобных – «хвостиков» - только липидные молекулы могут проникать сквозь мембрану клетки, вода же будет отталкиваться.
  • N’B’ Для чего нам это знать? Препараты на водной основе действуют только поверхностно, а на липидной – проникают вглубь тканей.

Polar

hydro-philic

heads

Nonpolar

hydro-phobic

tails

Polar

hydro-philic

heads

Холестерин в мембранах

  • Обеспечивает «текучесть» мембран

Cholesterol

Мембранные белки


Glycoprotein

Carbohydrate

Microfilaments

of cytoskeleton

Cholesterol

Peripheral

protein

Integral


protein

Glycolipid


  • В составе мембраны имеются различные белки:
  • Интегральные – пронизывают мембрану полностью.

    Периферические – находятся в толще мембраны

    не выступая на ее поверхность


Fibers of extracellular

matrix (ECM)

N-terminus

C-terminus

a Helix

CYTOPLASMIC



SIDE

Функции мембраны

  • 1) Барьерная (отграничение внутреннего содержимого клетки);
  • 2) структурная (придание определенной формы клеткам в соответствии с выполняемыми функциями);
  • 3) защитная (за счет избирательной проницаемости, рецепции и антигенности мембраны);
  • 4) регуляторная
  • 5) адгезивная функция (все клетки связаны между собой посредством специфических контактов (плотных и неплотных);
  • 6) рецепторная (за счет работы периферических белков мембраны).
  • 7) электрогенная (изменение электрического потенциала поверхности клетки за счет перераспределения ионов калия и натрия (мембранный потенциал нервных клеток составляет 90 мВ);
  • 8) антигенная: связана с гликопротеинами и полисахаридами мембраны. На поверхности каждой клетки имеются белковые молекулы, которые специфичны только для данного вида клеток. С их помощью
  • иммунная системы способна различать свои и чужие клетки.
  • 9) обмен веществ между клеткой и окружающей
  • средой осуществляется разными способами

    — пассивными и активными.

Проникновение веществ в клетку

Мембранный транспорт

  • Существует пассивный транспорт без затраты энергии по законам диффузии или осмоса, и активный транспорт с затратой энергии путем пиноцитоза, эндо- и экзоцито-за, работы натрий-калиевого насоса, фагоцитоза).
  • Путем фагоцитоза поглощаются целые клетки или крупные частицы (например, вспомните питание у амеб или фагоцитоз защитными клетками крови бактерий). При пиноцитозе происходит поглощение мелких частиц или капелек жидкого вещества. Общим для обоих процессов является то, что поглощаемые вещества окружаются впячивающейся наружной мембраной с образованием вакуоли, которая затем перемещается в глубь цитоплазмы клетки.
  • Экзоцитоз представляет собой процесс (будучи также активным транспортом), противоположный по направлению фагоцитозу и пиноцитозу. С его помощью могут выводиться непереварен-
  • ные остатки пищи у простейших либо образованные в
  • секреторной клетке биологически активные вещества.

Пассивный транспорт

  • Пассивный транспорт – это проникновение веществ в клетку без затрат энергии. Пример – диффузия, облегченная диффузия и осмос.

Net diffusion

Net diffusion

Equilibrium

Осмос


Процесс односторонней диффузии через мембрану молекул растворителя в сторону бо́льшей концентрации растворённого вещества (меньшей концентрации растворителя).

Справа на анимации молекул воды (а вода это растворитель) больше, а слева меньше. Потому через мембрану вода проходит в туда, где ее меньше.


Осмотическая стабильность

  • Зачем нам это знать? По закону осмоса человеку нельзя инъекционно ввести воду (клетка разбухает и умирает), но! ввести и 10% NaCl
  • нельзя – клетка сморщивается и тоже умирает. Вводить инъекционно можно только изотонические растворы, например 0,9% NaCl


Hypotonic solution

Isotonic solution

Hypertonic solution

H2O


H2O

H2O


H2O

Lysed


Normal

Shriveled


Пассивный и активный транспорт


ATP

Активный транспорт


  • Транспорт веществ против градиента концентрации с затратой энергии.

Активный транспорт

Process of Phagocytosis

Ядро клетки


Nucleus

Nucleus


Nucleolus

Chromatin

Nuclear envelope:

Inner membrane

Outer membrane

Nuclear pore

Rough ER

Pore


complex

Surface of nuclear envelope.

Pore complexes (TEM).

Nuclear lamina (TEM).

Close-up of nuclear

envelope

Ribosome


1 µm

1 µm


0.25 µm

Состоит из двухмембранной оболочки, в которой есть поры, кариоплазмы и хромосом. Скопление большинства хромосом

в одном месте называется ядрышко.

Хромосомы

  • Хромосомы состоят из нитей ДНК, которые «намотаны» на белки – гистоны. Строение и форма хромосом различна. В хромосомах закодирована генетическая информация. В каждой клетке тела человека – 46 хросом (44 аутосомы и 2 половые), а в яйцеклетке и сперматозоиде кол-во хромосом всего лишь 23.

Рибосомы

  • Рибосомы – немембранные органелы. Состоят из 2х субедениц: малой 40S и большой – 60 S, которые образованы р-РНК. Функция - синтез белков. Если рибосома свободно плавает в клетке – она синтезирует белок «на экспорт», если рибосома связана с ЭПС – она синтезирует белок для собственных потребностей клетки.

ER

Ribosomes

Cytosol

Free ribosomes



Bound ribosomes

Large


subunit

Small


subunit

TEM showing ER and ribosomes

Diagram of a ribosome

0.5 µm


Endoplasmic reticulum (ER)

Задайте вопрос!

  • Что такое S (например 40S – рибосома).
  • S – от слова Сведберг. В таких единицах измеряется скорость “седиментации” – процесс центривугирования клетки при котором отделяются органелы. Так вот 40S рибосома отделяется при скорости 40 Сведберг.

ЭПР

  • Эндоплазматическая сеть (ЭПР) = Эндоплазматический ретикулум (ЭПР) – органелла образующая лабиринты внутри цитоплазмы. Может быть гранулярная (связанная с белком) и гладкая (с белком не связанная). Функция: в ней проходят “созревание” вещества, которые образовались в клетке.

Комплекс Гольджи (аппарат Гольджи)


Система из 3-4 цистерн, в которых накапливаются вещества, насинтезированные в клетке, оформляются в везикулы и выходят в свободный путь – по клетке или наружу.

Лизосомы – круглые органеллы, одномембранные, содержат ферменты, белки или другие вещества. Образуются в комплексе Гольджи. Функция – транспорт веществ.

Пероксисомы - круглые органеллы, одномембранные, содержат ферменты для окислительно-восстановительных реакций.

Митохондрия

  • Двухмембранная органелла. Имеет свой генетический аппарат. Функция: выработка энергии (путем окисления
  • глюкозы аэробного или анаэробного) + синтез
  • стероидных гормонов.

Цитоскелет

  • Представлен микротрубочками и микрониточками + миофилламентами (актин и миозин)

Центриоли

  • Органеллы, состоящие из двух циллиндров, расположенных в двух разных плоскостях, состоят из микротрубочек, необходимы для деления клетки при митозе и мейозе.
  • N’B’ – специальные органеллы мы не расматриваем. Рекомендовано почитать о них самостоятельно.

Цитоплазма

Митохондрии

Рибосомы

Лизосомы

Ядро

Ядрышко

Клеточная мембрана

Клеточный центр

Эндоплазматическая сеть

совокупность клеток и межклеточного вещества, объединенных общим строением, функцией и происхождением.

Ткань - это





Эпителиальные

Соединительные

Мышечные

Нервная

Ткани

  • Эпителиальные ткани — это ткани, которые состоят из клеток близко прилегающих друг к другу, благодаря малому количеству межклеточного вещества.
  • Эти ткани расположены на границе внутренней и внешней сред (эпителий кожи и слизистых оболочек), а также входят в состав желёз.
  • Эпителиальная ткань входит в состав покровов тела, полостей и желез, оболочек внутренних органов.


Эпителий

Разновидность

Место положения



Функции

Однослойный

Смежные оболочки внутренних органов

Защитная, всасывающая

Многослойный

Покровы тела

Защитная

Железистый

Железы внешней и внутренней секреции

Секреторная

Эпителий















Однослойный

Многослойный

Железистый

Мерцательный

(ресничный)

Плоский

Кубический

Неороговевающий

Ороговевающий

Сенсорный*

Эпителий


Особенность: сильное развитие межклеточного вещества.

Функции: соединительная, питательная, запасающая опорная.

Соединительная ткань

  • Костная ткань — Межклеточное

  • вещество этой ткани содержит большое

    количество минеральных веществ; в ней

    сконцентрировано около 98% всех

    неорганических веществ организма,

    в том числе кальций, фосфор, магний и др.


  • Хрящевая ткань —выполняет опорную функцию. Она сочетает в себе прочность, упругость и пластичность, благодаря чему успешно противостоит давлению и сжатию. Ткань содержит большое количество воды, а также органические и минеральные вещества.
  • А где у нас хрящики?
  • Жировая ткань —В ее клетках откладывается жир, благодаря чему жировая ткань является депо (запасом) жира и воды, а также источником энергии. Она принимает участие в терморегуляции (поддержании температуры тела), выполняет защитную и амортизационную функции. Жировая ткань располагается под кожей и вокруг внутренних органов.

МЫШЕЧНАЯ ТКАНЬ

ПОПЕРЕЧНО-ПОЛОСАТАЯ

ГЛАДКАЯ

СКЕЛЕТНАЯ

СЕРДЕЧНАЯ

Особенность: возбудимость и сократимость

Функции: движение тела, работа сердца и органов

Мышечная ткань

Поперечно-полосатая скелетная – образует

скелетные мышцы

Поперечно-полосатая сердечная – образует

миокард


Гладкая мышечная – образует

мышцы стенок органов и сосудов



Каждому виду ткани свойствен свой тип видоизмененных клеток – мышечных волокон.

Микроскопия мышц

Особенность: возбудимость и проводимость

Функции: регуляция процессов через рефлексы


  • Орган — это часть организма, имеющая определённую форму и особенности строения, занимающая в организме определённое положение и выполняющая конкретные функции, одна из которых является главной, а остальные — второстепенными.
  • Орган состоит из нескольких видов тканей, одна из которых обеспечивает выполнение основной функции, а другие являются вспомогательными.

Часть органов расположена в полостях тела, поэтому их называют внутренними органами.

Позвоночный канал

Диафрагма

Полость глазницы

Носовая полость

Грудная полость

Брюшная полость

Полость таза

Полость черепа

Ротовая полость
  • Внешние органы – соприкасаются

  • с окружающей средой.
  • Внутренние органы – не соприкасаются

  • с окружающей средой.
  • Система органов — это группа органов, которые имеют общий план строения, общее происхождение и выполняют общую функцию.
  • Система органов — это объединение органов по анатомическому (строение) и функциональному принципам.
  • Oрганы могут объединяться в аппараты.
  • Аппарат — это совокупность органов, объединённых только по функциональному признаку, то есть, это - органы, имеющие различное строение и происхождение, но выполняющие одну общую

  • функцию. Например, опорно-двигательный, эндокринный аппараты.

Функциональная система
  • Системы органов работают не изолированно, а объединяются для достижения полезного организму результата.
  • Такое временное объединение органов называют функциональной системой.
  • Пример: выделительная система (кожа+легкие+почки+кишечник)


Поділіться з Вашими друзьями:


База даних захищена авторським правом ©res.in.ua 2019
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка