Предмет і завдання вивчення гістології з цитологією та ембріологією (стр. 3 из 6)

Вчення про клітину має велике значення для прогресивної еволюції живих істот; воно пояснює точність передачі спадкової інформації від організму до організму у форму, що забезпечує виникнення і збереження нових властивостей, утворення тканин, що забезпечують здійснення основних функцій організму і являють собою будівельний матеріал для його органів, збільшення росту організму, що забезпечує йому високий енергетичний потенціал, чим створює сприятливі умови в складному взаємозв'язку із зовнішнім середовищем, а також зміну зношуваних в процесі життєдіяльності структурних елементів при фізіологічній регенерації і ушкоджених частин тіла (репаративна регенерація).

Нині в цитології існують такі напрями, як цитоморфологія — наука про будову клітин, цитофізіологія — наука про функціональні прояви клітин, цитохімія — наука про хімічний склад клітин, цитогенетика — наука про спадковість та мінливість клітин, цитопатологія — наука про патологічні зміни клітин.

Сучасну цитологію на основі експериментальних досліджень застосовують при цитодіагностиці хвороб, цитоімунологічних пробах, у тканевоспецифічних регуляціях розмноження клітин, реактивних змін під впливом факторів зовнішнього середовища тощо.

Науково-технічний прогрес, успіхи розвитку методів дослідження дали змогу визначити ультраструктурну організацію клітини та неклітинних структур, зрозуміти процеси диференціювання, регенерації, передачі спадкових ознак тощо.

4. Біологія клітин: органели, їх будова і функції.

Серед живих організмів існує два типи організації клітин: прокаріотичні та еукаріотичні. До прокаріотичних відносять клітини бактерій та синьозелених водоростей, їх називають доядерними клітинами, вони обмежені плазматичною мембраною, зовні від плазматичної мембрани знаходиться клітинна стінка, яка є похідним клітинної активності. Прокаріотичні клітини не мають морфологічного ядра, але містять нуклеоідну зону, заповнену ДНК, а в матриксі цитоплазми прокаріотів розміщуються рибосоми.

Еукаріотичні клітини належать до вищого типу, їх обов'язковою структурою є: цитоплазма, клітинна оболонка (плазмолема) та клітинне ядро, яке відокремлене від цитоплазми ядерною мембраною. У клітинах еукаріотичного типу в цитоплазмі є спеціальні структури — органели, які виконують окремі специфічні функції. До органел відносять мембранні та немембранні структури (рис. 1).

У тварин найменшою одиницею живого є клітина еукаріотичного типу.

Узагальнюючи уяву про будову клітин, як одиниць живого, їх розмноження і ролі у формуванні багатоклітинних організмів, клітина являє собою елементарну саморегулюючу живу систему, основу будови, розвитку та життєдіяльності усіх тваринних і рослинних організмів.

Виходячи із положення клітинної теорії Т.Шванна, клітина є частина цілісного організму, найменша його одиниця, їй притаманні усі властивості, що відповідають визначенню поняття «живого»; клітини рослин і тварин мають однаковий загальний план будови і подібність загально-клітинних функцій для підтримання їх життя та розмноження, яке відбувається шляхом поділу. У багатоклітинному організмі клітини мають спеціалізацію будови і виконують різні функції. Однак вони підпорядковані цілому, входять до складу тканин, органів, систем органів, пов'язані міжклітинними та нейрогуморальними формами регуляції. Величезна різноманітність живої матерії та індивідуальність, що притаманні кожному організмові, різноманітність форм та функцій клітин у багатоклітинному організмі пов'язані з білками та нуклеїновими кислотами. Нуклеїнові кислоти забезпечують передачу спадкової інформації, відіграють велику роль у процесах біосинтезу білків. Білки беруть безпосередню участь у всіх реакціях, що відбуваються в клітинах та в організмі, характеризуються високим ступенем специфічності. Білкову природу мають усі ферменти, антитіла, деякі гормони тощо. До складу живої матерії входять вода, вуглеводи, ліпіди, вітаміни, мінеральні солі. Щодо фізико-хімічного стану клітина являє собою колоїдну систему, залежно від функціонального стану здатну переходити із рідкого в гелепо-дібний та в зворотній стан. Детальна інформація про фізико-хімічні особливості речовин, що входять до складу живої системи, вивчає наука біохімія.

рис.1.Загальна схема будови клітини.

1 —плазмолема; 2 – комплексГольджі; 3 —цитоплазма; 4 —мітохондрія;

5 – ендоплазматичнасітка; 6 - рибосома; 7- лізосома; 8 - мікротрубочка;'

9 —мікрофіламенти; 10 - ядро; 11- центросома.

Структурні компоненти клітин.

Цитоплазма (cytoplasma), від навколишнього середовища відокремлена пла-змолемою; до неї належать гіалоплазма, органели, включення.

Плазмолема є різновидом мембран клітини. Це тонкі (6—10 нм) пласти ліпо- протеїдної природи, до складу яких входять 40% ліпідів, близько 60% білків, значна частина клітинних мембран містить 5—10% вуглеводів. Серед ліпідів знаходяться органічні речовини, які є гідрофобними — погано розчиняються у воді та характеризуються значною розчинністю в органічних розчинниках та жирах — ліпофільні. Серед ліпідів, що входять до складу клітинних мембран, знаходяться фосфоліпіди, сфінгомієліни, холестерин. Особливістю ліпідних мембран є поділ молекул на дві функціонально різні частини: гідрофобні неполярні, що не несуть зарядів, «хвости», складаються із жирних кислот, та гідрофільні, заряджені полярні «головки». Це визначає здатність ліпідів довільно утворювати двошарові (біліпідні) мембранні структури товщиною 5—7 нм. Клітинні мембрани можуть значно різнитися між собою за ліпідним складом та білковими молекулами. Багато мембранних білків складаються з двох частин, з ділянок багатих полярними (що несуть заряд) амінокислотами, та ділянок, збагачених неполярними амінокислотами. Такі білки в ліпідних шарах мембран розміщуються так, що їх неполярні ділянки ніби занурені в «жирну» частину мембрани, де знаходяться гідрофобні ділянки ліпідів. Полярна (гідрофільна) частина цих білків взаємодіє з головками ліпідів і оберальних білків, існують білки частково вмонтовані у мембрану — напівінтегральні та примембранні, вмонтовані в біліпідний шар. За біологічним значенням білки мембран поділяються на білки-ферменти, переносники, рецепторні та структурні.

Вуглеводи мембран входять до складу не у вільному стані, а у зв'язку з молекулами ліпідів або білків. Такі речовини називають відповідно гліколіпідами та глікопротеїдами. На поверхні плазмолеми вони формують надмембранну зону — глікокалікс, товщиною 3— 4 нм. За його участю здійснюється взаєморозпізнання клітин та взаємодія їх між собою. Всі мембрани є бар'єрними структурами.

Плазмолема виконує функції розмежування цитоплазми із зовнішнім середовищем, рецепції та транспорту різних речовин, серед яких важливе місце належить забезпеченню оптимального рівня асиметрії концентрації іонів натрію і калію у клітині та за її межами, а також забезпечує взаєморозпізнавання і взаємодію клітин з утворенням міжклітинних контактів, формування структури клітинної поверхні, рецепцію сигналізації з боку зовнішнього середовища.

Транспортна функція плазмолеми здійснюється шляхом дифузії пасивного перенесення різних речовин — води, іонів, деяких низькомолекулярних сполук. Інші речовини проникають через мембрану шляхом активного перенесення проти градієнта концентрації за рахунок розщеплення АТФ. Так транспортуються цукри, амінокислоти. Ці процеси відбуваються за участю спеціальних білків — переносників. Транспорт із зовнішнього середовища в клітину називають ендоцитозом, за межі клітини — екзоцитозом. Великі молекули та їх агрегати проникають у клітину шляхом фагоцитозу, який був вперше описаний І.І. Меч-никовим.

Поглинання частинок рідини називають піноцитозом. Загальним для цих процесів є те, що поглинання на поверхні плазмолеми відбувається шляхом оточення речовини ділянкою плазматичної мембрани у вигляді вакуолі, яка переміщується у цитоплазму. Поглинуті частинки розщеплюються за допомогою ферментів і їхні складові засвоюються клітиною. Таким чином, поглинуті речовини у середині мембранних вакуолей, утворених із елементів плазмолеми, підлягають внутрішньому клітинному травленню. Процес, при якому поглинені частинки в оточенні мембрани проходять через цитоплазму і виводяться без змін за межі клітини називають цитопемпсисом.

Плазмолема бере участь у виведенні речовин із клітини (екзоцитоз). У цьому випадку внутрішньоклітинні продукти (білки, мукополісахариди, жирові краплі тощо) містяться у вакуолі або міхурці і відмежовані від гіалоплазми мембраною наближаються до плазмолеми. У місцях контакту плазмолема та мембрана вакуолі зливаються і вміст вакуолі виходить за межі клітини.

Екзоцитоз поділяють на такі різновиди: секрецію — виділення клітиною продуктів її синтетичної діяльності; екскреція — виділення шкідливих продуктів метаболізму; клазматоз — видалення за межі клітин окремих її структурних компонентів.

Ендоцитоз та екзоцитоз відбуваються за участю пов'язаних з плазмолемою системи фібрилярних компонентів цитоплазми — мікротрубочок та скорочувальних мікрофіламентів, вони з'єднуються у певних ділянках плазмолеми і утворюють кортикальний шар.

Рецепторні функції плазмолеми пов'язані з локалізацією на ній спеціальних структур, які беруть участь в специфічному пізнанні хімічних та фізичних факторів. Клітинна поверхня має велику кількість рецепторів, що визначають можливість специфічних реакцій. Існують рецептори до біологічно активних речовин — гормонів, медіаторів, антигенів тощо. Складні процеси рецепції є основою взаєморозпізнання клітин, важливою і необхідною умовою існування багатоклітинних організмів.