Клетки и ткани
Изобретение микроскопа позволило увидеть, что организм человека, как и все живое, состоит из мельчайших кирпичиков — клеток. В «построении» органов тела участвуют миллиарды клеток. Так как все органы разные, то и созданы они из разных клеток, каждая из которых выполняет свою функцию и взаимодействует с другими клетками.
Большинство клеток имеют сходное строение. Снаружи клетка покрыта оболочкой — мембраной, отделяющей ее от других клеток. Пространство между клетками заполнено межклеточным веществом. Главное назначение мембраны — осуществлять обмен веществ между клетками и межклеточным веществом. Мембрана снабжена порами, через которые вещества входят и выходят из клетки.
Клетка заполнена желеобразным веществом — цитоплазмой, в которой находятся более плотное ядро и различные органоиды. Ядро — важнейшая часть клетки. В нем образуются нитевидные хромосомы, содержащие генетическую информацию о наследственных признаках и свойствах человека. Ядро покрыто оболочкой, а внутри ядра есть ядрышко — центр производства белков, необходимых для деления клетки.
Органоиды — это мельчайшие клеточные структуры, выполняющие различные функции. Митохондрии — органоиды, превращающие кислород и питательные вещества в энергию, обеспечивающую деятельность клетки. Рибосомы — органоиды, в которых образуются клеточные белки — главный строительный материал клеток. Клеточные белки также необходимы для производства веществ (например, гормонов), поступающих в различные части тела. Эти вещества скапливаются в аппарате Гольджи, своего рода «клеточном складе». Клеточный центр участвует в делении клетки.
Клетки производят химические вещества, необходимые организму: углеводы, жиры, белки и нуклеиновые кислоты. Углеводы, состоящие из углерода, водорода и кислорода, растворимы в воде и являются основным источником энергии в организме. Жиры состоят из тех же элементов, но не растворяются в воде. Жиры входят в состав клеточных мембран и служат запасным источником энергии. Белки — самые сложные органические соединения в природе, служащие строительным материалом клеток. Некоторые белки способствуют ускорению протекания химических процессов в организме и называются ферментами. В клеточном ядре образуются нуклеиновые кислоты, обеспечивающие передачу наследственных свойств от родителей к детям и определяющие состав белков данной клетки.
Клетки постоянно умирают и заменяются новыми. Так обновляются клетки кожи, крови, печени и многих других органов. Но так происходит не со всеми клетками. Все слышали выражение «нервные клетки не восстанавливаются». Это правда — однажды образовавшись, клетки мозга и нервов не заменяются новыми.
Ткани, из которых мы «сшиты»
Клетки одинакового строения, выполняющие общие функции, образуют ткань. Наш организм состоит из 4 основных типов тканей. Эпителиальная (покровная) ткань образует кожу и слизистые оболочки внутренних органов. Через нее проходит обмен веществ между частями организма и внешней средой. Различают несколько видов эпителиальной ткани.
Кровь, лимфа, хрящи, кости, жир образованы разными видами соединительных тканей. В цитоплазме клеток мышечной ткани (мышечных волокнах) содержатся нитевидные образования, способные сокращаться, что обеспечивает движение мышц, образованных гладкой (внутренние органы) и поперечно-полосатой (скелетные мышцы и сердце) мышечной тканью. Нервная ткань состоит из особых клеток — нейронов, о которых мы расскажем далее.
Клетки и ткани изучает наука гистология. Исследование клеток возможно только с помощью микроскопа. Чтобы рассмотреть клетки, надо сделать специальный срез ткани толщиной в один слой клеток и подкрасить особым образом части клетки, чтобы они были видны. Изучение клеток и тканей дает ценную информацию обо всем организме. Все генетические исследования и опыты по клонированию были бы невозможны без изучения клеток.