WWW.GOLKOM.RU   Добавить в Избранное


БИБЛИОТЕКА ПРИРОДЫ
информационный портал

Главная  Новости  Каталог  Книги  КМЭ  Форум

ТУ  Гербарий  Golkom-Balance  Golkom-Post

 
Регистрация:

Краткая медицинская энциклопедия


А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Клетка

Перейти к следующей статье 'КЛЕТКА (дополнение)'Перейти к предыдущей статье 'КЛАССИФИКАЦИЯ БОЛЕЗНЕЙ'КЛЕТКА - элементарная структурная и функциональная единица растительных и животных организмов, способная к самовоспроизведению и развитию. Клетки существуют как самостоятельные организмы (напр., простейшие, бактерии, нек-рые водоросли, грибы) и в составе многоклеточных организмов (к ним относятся большинство растений и животных). Вирусы представляют собою неклеточные формы жизни. Размеры клеток варьируют от долей микрометра (бактерии и микоплазмы) до сотен микрометров (клетки многих растений и животных).

Строение клетки. Все клетки имеют сложное строение, состоят из различных компонентов, выполняющих в процессе жизнедеятельности разные функции. Снаружи клетка покрыта клеточной, или плазматической, оболочкой. Внутри клетки (в ее цитоплазме) расположены (рис. 1) клеточное ядро, митохондрии, эндоплазматическая сеть (эндоплазматический ретикулум), комплекс Гольджи (пластинчатый комплекс), лизосомы, микротрубочки и другие внутриклеточные структуры, получившие название органелл, или органоидов. В основном веществе цитоплазмы (гиалоплазме) нек-рых клеток встречаются также включения, состоящие из продуктов жизнедеятельности клеток, к-рые либо откладываются про запас и долгое время не включаются в активный обмен веществ (зерна гликогена, капельки жиров и др.), либо подлежат удалению из клетки (секреторные гранулы, продукты жизнедеятельности). Клеточная, или плазматическая, оболочка представляет собой мембрану толщиной 6--10 нм, образованную двойным слоем (бислоем) молекул фосфолипидов, ориентированных так, что неполярные цепи остатков жирных к-т сосредотачиваются внутри самой мембраны, а полярные группы фосфолипидов обращены к водному окружению, т. е. располагаются на внешней и внутренней поверхностях мембраны (рис. 2). Между молекулами фосфолипидов находятся молекулы различных белков и холестерина. Участки молекул белков, выступающие над внешней поверхностью мембраны, могут быть связаны с молекулами олигосахаридов. При этом они образуют различные рецепторные участки, обладающие сродством к тем или иным веществам - гормонам, липопротеинам, группоспецифическим и тканеспецифическим веществам и др. (см. Мембраны биологические). Нек-рые клетки окружены оболочкой, образованной продуктами выделения самой клетки Она служит элементом опоры, выполняет функцию защиты клетки, удержания в ней воды и т. д. (так наз. гликокаликс). Разнообразные сочетания белков коллагена, эластина или ретикулина с углеводами хондроитинсульфатом и гиалуроновой к-той, входящих в состав гликокаликса, обеспечивают различную степень эластичности и прочности клеточных систем в разных тканях. В клетках костной ткани гликокаликс содержит значительное количество минеральных солей, к-рые придают кости прочность и жесткость.

Ядро - обязательная часть клетки животных, содержащая микроструктуры, хранящие наследственную информацию клетки (см. Ген, Наследственность). Большинство клеток имеют одно ядро, но бывают и многоядерные клетки Нек-рые клетки утрачивают ядро (напр., эритроциты). Ядро обычно имеет сферическую форму, хотя встречаются клетки с ядрами неправильной формы (многолопастные, подковообразные, эллипсоидальные, грушевидные, ланцетовидные и др.). Ядро окружено ядерной оболочкой из двух мембран. В ней имеются крупные сквозные отверстия - поры, по к-рым в гиалоплазму клетки могут переходить макромолекулы информационной рибонуклеиновой кислоты - РНК (см. Нуклеиновые кислоты) и субъединицы рибосом. В ядре имеется особая структура - ядрышко, ответственное за синтез рибосомальных РНК и субъединицы рибосом. В ядре размещаются хромосомы - гигантские нитевидные структуры, образованные макромолекулами дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и специфическими белками (в основном гистонами). Именно ДНК являются носителем наследственной информации. Перед делением клетки хромосомы скручиваются (спирализуются), так что их длина значительно уменьшается, а диаметр увеличивается. Форма, размеры и число таких хромосом являются характерными и постоянными признаками для данного вида организмов.

Процесс скручивания - раскручивания хромосом имеет большой биологический смысл: сильно спирализованная форма хромосом представляет собой транспортную форму. В состоянии полного раскручивания (деспирализации) на нитевидных микромолекулах ДНК хромосом, как на матрицах, синтезируются макромолекулы информационных РНК либо комплементарные макромолекулы ДНК перед делением клетки.

Эндоплазматическая сеть - органелла клетки, представляющая собой систему тончайших канальцев и уплощенных мешочков (цистерн), окруженных мембраной. Различают гладкую (агранулярную) и шероховатую (гранулярную) эндоплазматическую сеть, на мембранах которой расположены рибосомы - нуклеопротеидные частицы диам. 15-30 нм, состоящие на 50-65% из рибосомальной РНК и на 35-50% из белка. Соединяясь с информационной РНК, рибосомы образуют крупные комплексы, обеспечивающие биохим, синтез белков из аминокислот. В эндоплазматической сети происходит также синтез жирных к-т, триглицеридов и стероидов, в частности холестерина.

Митохондрии - веретенообразные частицы размером ок. 0, 2-2, 0 мкм, представляющие собой "энергетические станции" клетки, в к-рых происходит синтез аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) и других трифосфатов - аккумуляторов большого количества энергии, используемой во всех внутриклеточных химических процессах. Митохондрии имеют две мембраны, причем внутренняя образует складки, или перегородки (рис. 3), на к-рых прикреплены ферментные комплексы, катализирующие окисление биол, веществ и синтез АТФ. Внутри митохондрий имеются собственная ДНК и свои рибосомы, за счет к-рых митохондрии способны к самостоятельному биосинтезу части своих белков. В клетках, характеризующихся высокой активностью процессов биосинтеза или выполняющих большую работу (в мышечных клетках, в клетках печени и др.), количество митохондрий очень велико (до 2 тыс.), и они занимают до 20% объема клетки.

Лизосомы - внутриклеточные органеллы, имеющие форму округлых пузырьков, диаметром 0, 2-0, 8 мкм, окруженные мембраной. Внутри них содержатся различные ферменты, способные расщеплять (лизировать) макромолекулы, и таким образом осуществлять внутриклеточное пищеварение. Ферменты лизосом синтезируются на рибосомах эндоплазматической сети и транспортируются в зону комплекса Гольджи, где происходит окончательное формирование специфического для лизосом набора ферментов и их упаковка в мембранный каркас. В нек-рых типах клеток лизосомы формируются в участках эндоплазматической сети вблизи комплекса Гольджи. Помимо внутриклеточного пищеварения, лизосомы участвуют в лизисе микроорганизмов и вирусов, в начальной стадии иммуногенеза, во внеклеточном гидролизе биополимеров и т. д. С участием лизосом происходит очистка клетки от утративших свое функциональное значение структур и макромолекул, процессы эмбрионального и постэмбрионального развития (клеточная дифференциация, регрессия, инволюция и т. д.), утилизация избытков накопленных в клетке пищевых веществ и др. (рис. 4).

Комплекс Гольджи состоит из сети уплощенных мешочков (цистерн), собранных в стопки. От краев и срединной части этих цистерн отшнуровываются пузырьки с "упакованными" в них ферментами, гликопротеинами, гормонами и другими веществами, предназначенными для выделения наружу (секреции) или внеклеточного переваривания пищевых веществ. Комплекс Гольджи занимает значительный объем в клетках печени, бокаловидных клетках жел. -киш. тракта, клетках желез, в клетках, образующих эмаль зубов, в хрящевых клетках, в фибробластах, синтезирующих белок коллаген, в В-лимфоцитах, в эпидермальных клетках и в ряде других. Мембраны пузырьков комплекса Гольджи, по-видимому, служат материалом для достройки клеточной мембраны при увеличении ее поверхности (напр., при делении клетки).

Микротрубочки являются элементами внутренней опоры клетки, ее эластическим цитоскелетом. Они имеют форму цилиндра диам. ок. 0, 025 мкм, образованного при скручивании в спираль нескольких длинных цепочек из молекул белка тубулина. Микротрубочки способны перестраиваться при изменениях физиол, состояния клетки и участвуют в перемещениях других внутриклеточных структур, составляют основу микроресничек в клетке мерцательного эпителия; их обнаруживают у внутренней поверхности мембраны клетки в области появления эндоцитозных впячиваний. Из микротрубочек образованы диплосомы, состоящие из двух центриолей, расположенных перпендикулярно друг другу (рис. 5); они участвуют в образовании структуры веретена деления клетки, служащего для перемещения хромосом к полюсам клетки при ее делении (см. ниже).

Жизнедеятельность клетки. Клетка является микросистемой, к-рая способна создавать и длительное время поддерживать в работоспособном состоянии свои органеллы; осуществлять различные хим. превращения, в т. ч. процессы синтеза сложных макромолекул белков, нуклеиновых к-т, углеводов, липидов и др. На определенной стадии развития клетки может воспроизводить свою полную копию, т. е. разделяться на две клетки, практически идентичные друг другу. В процессе жизнедеятельности клетки нуждаются в потреблении строительных материалов и энергии извне, к-рые поступают в клетку из пищевых веществ (см. Обмен веществ и энергии). Углеводы, жиры и белки пищи являются источниками как свободной химической энергии, так и строительных материалов - аминокислот, азотистых оснований, Сахаров, жирных кислот и др. Кроме поглощения, клетка способна выводить за свои пределы синтезируемые ею продукты и конечные продукты хим. реакций (секреция и экскреция). Гидролиз сложных органических веществ пищи у млекопитающих вначале осуществляется вне клетки пищеварительного тракта с помощью секретируемых железистыми клетками гидролитических ферментов, потом продолжается уже внутри клетки при участии лизосом в пищеварительных вакуолях (рис. 4) и затем в митохондриях.

Одно из важнейших свойств клетки - способность к развитию и дифференцировке. Последняя заключается в последовательной реализации наследственной информации клетки. При дифференцировке набор хромосом в клетке, как правило, не меняется, изменяется лишь соотношение активных и неактивных генов, кодирующих биосинтез различных белков. Благодаря способности клетки к дифференцировке стало возможным появление на Земле многоклеточных организмов, состоящих из множества специализированных клеток.

Жизненный цикл клетки начинается с момента ее образования после деления родительской клетки и заканчивается либо новым делением, либо превращением в специализированную клетку. Клетки, достигшие нек-рой стадии развития при дифференцировке, могут терять способность к делению.

Деление клетки на две идентичные - митоз - характеризуется сменой ряда морфологически и физиологически различающихся стадий (рис. 6). Перед делением удваивается количество наследственного материала. Главное в этом процессе - синтез копий ДНК на имеющихся макромолекулах ДНК, как на матрицах. На первой стадии митоза длинные неспирализованные нити хромосом плотно упаковываются в компактные, слегка вытянутые микрочастицы, каждая из к-рых состоит из двух идентичных половинок (хроматид) - будущих дочерних хромосом. Затем с помощью митотического веретена дочерние хромосомы расходятся к противоположным полюсам клетки. После окончательного расхождения дочерние хромосомы вновь раскручиваются, превращаясь в длинные и тонкие нити, окружаются ядерной оболочкой; веретено исчезает, а между дочерними ядрами образуется поперечная перегородка из двух клеточных мембран. Образовалось две клетки; каждая хромосома в ядре соматической клетки имеет своего двойника - почти одинаковую с ней, гомологичную хромосому. Поэтому набор хромосом в таких клетках называют двойным, или диплоидным. Он возникает при слиянии двух половых клеток, или гамет (сперматозоида и яйцеклетки), в процессе оплодотворения. В половых клетках количество хромосом вдвое меньше (гаплоидный, или единичный, набор), чем в соматических. Причем в этом наборе представлены все различные типы хромосом.

Процесс образования половых клеток с гаплоидным набором хромосом называется редукционным делением, или мейозом (рис. 7). Мейоз, как и митоз, начинается с удвоения хроматиновых нитей. Но затем происходит сцепление (конъюгация) гомологичных родительских хромосом друг с другом, часто сопровождаемое обменом отдельными участками хромосом. К противоположным полюсам клетки расходятся гомологичные родительские хромосомы. Затем следует второе деление, при к-ром половинки родительских хромосом расходятся с образованием четырех ядер. Каждое из них содержит гаплоидный набор дочерних хромосом. Так образуются предшественники половых клеток.

Типы клеток человека соответствуют типам тканей - эпителиальной, соединительной, мышечной и нервной. Сохраняя характерные черты данного типа ткани, клетки могут различаться и внешне, и функционально. В каждой ткани имеются клетки, сохраняющие способность к делению. Часть их потомков начинает дифференцироваться и заменяет отмирающие клетки данной ткани. Другая часть - стволовые клетки остаются недифференцированными или частично дифференцированными, способными к последующим делениям.

Эпителиальные клетки (рис. 8) выстилают все внутренние полости организма (жел. -киш. тракт, дыхательные и мочевыводящие пути, протоки желез и др.), покрывают тело снаружи и т. д. (см. Эпителиальная ткань).

Клетки соединительной ткани. К ним относятся клетки, выделяющие в межклеточное пространство белок коллаген, являющийся основным компонентом волокон соединительной ткани, клетки иммунной системы, клетки крови и др. Костную ткань образуют остеобласты, остеоциты, остеокласты (см. Кость). Особый вид соединительнотканных клеток представляют ретикулоциты. Из них при появлении в тканях, крови, лимфе молекул чужеродных белков или микрочастиц (в т. ч. бактерий) формируются иммунные клетки - лимфоциты, а также фагоцитирующие клетки - моноциты, макрофаги и гранулоциты. Лимфоциты - довольно крупные шарообразные клетки диаметром 5-13 мкм. В них синтезируются антитела - белки (иммуноглобулины), имеющие сродство к антигенам - чужеродным макромолекулам определенной природы. Из стволовых клеток - эритробластов в костном мозге образуются эритроциты. В их оболочке находятся вещества-агглютиногены, обусловливающие групповые антигенные свойства крови. Эритроциты - это клетки, утратившие ядро. Они имеют форму (рис. 9) двояковогнутого диска диаметром около 8 и толщиной ок. 2 мкм. Из мегакариоцитов формируются кровяные пластинки, или тромбоциты, несущие факторы свертывания крови (см. Свертывающая система крови).

Клетки мышечной ткани подразделяют на гладкие (неисчерченные) и поперечнополосатые (исчерченные) мышечные клетки (рис. 10). Гладкие мышечные клетки образуют функциональную основу гладкой (неисчерченной) мускулатуры кровеносных сосудов, дыхательных и мочевыводящих путей, жел. -киш. тракта, стенок матки и маточных труб (см. Мышцы). Гладкомышечные клетки невелики, имеют веретенообразную или разветвленную форму и содержат тонкие актиновые и толстые миозиновые нити. Поперечнополосатые мышечные клетки составляют функциональную основу скелетных мышц и мышцы сердца. Мышечные клетки поперечнополосатых (исчерченных) мышц - крупные удлиненные цилиндрические образования, называемые мышечными волокнами. Они образуются при слиянии большого числа мышечных клетках Внутри этих клеток параллельно продольной оси волокон располагаются тонкие актиновые и толстые миозиновые нити. Сокращение волокна происходит при скольжении тонких нитей относительно толстых. Мышечные клетки сердца (так наз. кардиомиоциты) похожи на мышечные клетки скелетных мышц, но отличаются от них деталями строения и характером функционирования. Кардиомиоциты - одноядерные клетки веретенообразной формы, длиной 50-120 мкм и толщиной 15-17 мкм. В них больше митохондрий (на единицу объема), чем в мышечных клетках скелетных мышц, отсутствует строгая упорядоченность (параллельность) в расположении миофибрилл. В отличие от других мышечных клеток кардиомиоциты работают (сокращаются) постоянно с определенной периодичностью (в регулируемых организмом пределах).

Клетки нервной ткани, или нейроны, осуществляют переработку, хранение и передачу по определенным путям информации, необходимой для координации работы различных тканей многоклеточного организма (см. Нервная система). Их подразделяют на афферентные, или чувствительные, рецепторные клетки (см. Рецепторы) и эфферентные, или двигательные, нервные клетки. Первые воспринимают свет (зрительные рецепторы), звуки (слуховые рецепторы), специфически взаимодействуют с различными химическими соединениями (обонятельные и вкусовые рецепторы), реагируют на механические контактные и тепловые воздействия. Интероцепторные клетки (см. Интероцепция) воспринимают изменения давления крови, концентрации углекислоты в ней, сигнализируют о состоянии внутренних органов организма и пр.

В двигательных нейронах возникают электрические импульсы и передаются по нервным волокнам к исполнительным клеткам различных тканей (мышечным, клеткам желез и др.). Двигательные нейроны могут иметь большое количество отростков - дендритов. Диаметр тела нервной клетки колеблется от 5-7 до 120- 150 мкм. Аксоны (нервные волокна) нек-рых нейронов (рис. 11) достигают в длину 1-1, 5 м. Аксон окружен спирально закрученными вокруг него так наз. шванновскими клетками, образующими миелиновую оболочку, к-рая обладает хорошими электроизоляционными свойствами. В определенных местах аксона, где эта оболочка отсутствует (так наз. перехваты Ранвье), происходит усиление электрических импульсов. В месте контакта нейрона с другими клетками (т. е. в синапсе) выделяются химические вещества-посредники, или медиаторы. Медиаторы, в свою очередь, вызывают возникновение электрического импульса в следующих клетках.

Особый вид клеток, тесно связанный с функционированием нервных клеток, представляют клетки нейроглии. Они осуществляют опорную, трофическую, защитную и ряд других функций; играют определенную роль в процессах возникновения, передачи и проведения нервных импульсов.

Патология клетки. Значительные отклонения от нормального функционирования, необратимые нарушения метаболизма и преждевременное разрушение органелл и гибель клеток являются результатом действия неблагоприятных внешних и внутренних факторов или бывают запрограммированы как необходимое явление в процессах морфогенеза многоклеточного организма. К неблагоприятным внешним факторам относятся различного рода физические воздействия (ионизирующие излучения, высокая или низкая температура), химические воздействия (активные химические вещества, в т. ч. выделяемые патогенными микроорганизмами и пр.), недостаток в пище соединений, снабжающих клетки либо химической энергией, либо специфическими строительными материалами (напр., незаменимыми аминокислотами и жирными к-тами, витаминами, микроэлементами и др.). Неблагоприятными могут быть и внутренние факторы. Так, мутации наследственного материала приводят к врожденным или приобретенным дефектам синтеза белка (напр., ферментов), липидов и пр. (см. Наследственные болезни). Часть повреждений ликвидируется клеткой благодаря имеющейся у нее системе репарации (восстановления), напр, репарации ДНК в ядре. Если клетка не справляется с возникающими повреждениями, то происходят необратимые изменения структуры и функционирования отдельных ее компонентов и систем (нарушение структуры и проницаемости мембран митохондрий, эндоплазматической сети, лизосом). В частности, при сахарном диабете (см. Диабет сахарный), голодании, алкоголизме, болезнях сердца, почек и т. д. митохондрии приобретают вид пузырька, ограниченного только одной мембраной и не имеющего внутренних складок или перегородок - крист. Это сопровождается значительным уменьшением образования в митохондриях макроэргических соединений типа АТФ, что негативно сказывается на энергетическом балансе всей клетки. Патологические изменения мембраны эндоплазматической сети при недостатке в пище незаменимых аминокислот и жирных к-т приводят к нарушениям биосинтеза белков. Повышение проницаемости мембраны лизосом при силикозе и асбестозе (см. Пневмокониозы), при гиповитаминозе Е (см. Витаминная недостаточность), гипервитаминозе А (см. Гипервитаминоз), при воздействии ионизирующего излучения приводит к выходу в цитоплазму гидролитических ферментов и к частичному или полному разрушению клетки. Широко распространенной причиной патологии клеток является проникновение в клетку и размножение в ней вирусов, микоплазм и бактерий.

А. Д. Морозкин.


Краткая Медицинская Энциклопедия, издательство "Советская Энциклопедия", издание второе, 1989, Москва


Поделитесь в социальных сетях:





Главная  Новости  Каталог  Книги  КМЭ  Форум

ТУ  Гербарий  Golkom-Balance  Golkom-Post


Copyright © 2002-2022 "Библиотека природы"
По вопросам размещения рекламы на сайте: info@golkom.ru