Почти все из представленных здесь изображений сделаны с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ). Испускаемый таким прибором пучок электронов взаимодействует с атомами нужного объекта, результатом чего становятся 3D-изображения высочайшей разрешающей способности. Увеличение в 250000 раз позволяет разглядеть детали размером 1-5 нанометров (то есть миллиардных долей метра).
Первое СЭМ-изображение получил в 1935 году Макс Кнолль, а уже в 1965 году Кембриджская инструментальная компания предложила фирме «Дюпон» свой «Стереоскан». Сейчас такие устройства широко применяются в научно-исследовательских центрах.
Рассматривая предлагаемые ниже снимки, вы совершите путешествие по своему телу, начиная с головы и заканчивая кишечником и органами таза. Вы увидите, как выглядят нормальные клетки и что происходит с ними, когда их поражает рак, а также получите наглядное представление о том, как, скажем, происходит первая встреча яйцеклетки и сперматозоида.
Красные кровяные тельца
Здесь изображена, можно сказать, основа вашей крови — красные кровяные тельца (RBC). На этих симпатичных двояковогнутых клетках лежит ответственная задача разносить по всему телу кислород. Обычно в одном кубическом миллиметре крови таких клеток 4-5 миллионов у женщин и 5-6 миллионов у мужчин. У людей, живущих на высокогорье, где ощущается недостаток кислорода, красных телец еще больше.
Расщепленный человеческий волос
Чтобы избежать такого невидимого для обычного глаза расщепления волос, надо регулярно стричься и пользоваться хорошими шампунями и кондиционерами.
Клетки Пуркинье
Из 100 миллиардов нейронов вашего мозга клетки Пуркинье одни из самых крупных. Помимо прочего, они отвечают в коре мозжечка за двигательную координацию. На них губительно действуют как отравление алкоголем или литием, так и аутоиммунные заболевания, генетические отклонения (включая аутизм), а также нейродегенеративные болезни (Альцгеймера, Паркинсона, рассеянный склероз и т. п.).
Чувствительные волоски уха
Вот как выглядят стереоцилии, то есть чувствительные элементы вестибулярного аппарата внутри вашего уха. Улавливая звуковые колебания, они контролируют ответные механические движения и действия.
Кровеносные сосуды зрительного нерва
Здесь изображены кровеносные сосуды сетчатки глаза, выходящие из окрашенного в черный цвет диска зрительного нерва. Этот диск представляет собой «слепое пятно», так как на этом участке сетчатки нет световых рецепторов.
Вкусовой сосочек языка
На языке у человека находится около 10000 вкусовых рецепторов, которые помогают определить на вкус соленое, кислое, горькое, сладкое и острое.
Зубной налет
Чтобы на зубах не было таких похожих на необмолоченные колоски наслоений, желательно чистить зубы почаще.
Вспомните, как красиво выглядели здоровые красные кровяные тельца. А теперь посмотрите, какими они становятся в паутине смертельно опасного кровяного тромба. В самом центре находится белое кровяное тельце (лейкоцит).
Легочные альвеолы
Перед вами вид вашего легкого изнутри. Пустые полости — это альвеолы, где и происходит обмен кислорода на углекислый газ.
Раковые клетки легких
А теперь взгляните, как отличаются деформированные раком легкие от здоровых на предыдущем снимке.
Ворсинки тонкой кишки
Ворсинки тонкой кишки увеличивают ее площадь, что способствует лучшему усвоению пищи. Это выросты неправильной цилиндрической формы высотой до 1,2 миллиметра. Основу ворсинки составляет рыхлая соединительная ткань. В центре, подобно стержню, проходит широкий лимфатический капилляр, или млечный синус, а по сторонам от него располагаются кровеносные сосуды и капилляры. По млечному синусу в лимфу, а затем в кровь попадают жиры, а по кровеносным капиллярам ворсинок поступают в кровоток белки и углеводы. При внимательном рассмотрении можно заметить в бороздках пищевые остатки.
Человеческая яйцеклетка с корональными клетками
Здесь вы видите человеческую яйцеклетку. Яйцеклетка покрыта гликопротеиновой оболочкой (zona pellicuda), которая не только защищает ее, но и помогает захватить и удержать сперматозоид. К оболочке прикреплены две корональные клетки.
Сперматозоиды на поверхности яйцеклетки
На снимке схвачен момент, когда несколько сперматозоидов стараются оплодотворить яйцеклетку.
Человеческий эмбрион и сперматозоиды
Это похоже на войну миров, на самом же деле перед вами яйцеклетка через 5 дней после оплодотворения. Некоторые сперматозоиды все еще удерживаются на ее поверхности. Изображение сделано с помощью конфокального (софокусного) микроскопа. Яйцеклетка и ядра сперматозоидов окрашены в пурпурный цвет, тогда как жгутики сперматозоидов — в зеленый. Голубые участки — это нексусы, межклеточные щелевые контакты, осуществляющие связь между клетками.
Имплантация человеческого эмбриона
Вы присутствуете при начале нового жизненного цикла. Шестидневный эмбрион человека имплантируется в эндометрий, слизистую оболочку полости матки. Пожелаем ему удачи!
Костная ткань под микроскопом: фото с подписями
Микроскопическое строение костной ткани
o Остеоциты – зрелые клетки (не способны к делению)
o Остеобласты — молодые остеобразующие клетки костей, которые синтезируют межклеточное вещество — матрикс. По мере накопления межклеточного вещества остеобласты замуровываются в нём и становятся остеоцитами (располагаются в надкостнице; функция – деление, рост и регенерация костной ткани)
o Остеокласты – специальные макрофаги костной ткани (функция — уничтожение клеток и межклетников кости по мере их старения и отмирания – «пожиратели кости»)
- Межклеточное вещество (матрикс) — твёрдое:
o Основное вещество – желеобразная масса из воды, белков, гликопротеидов (мукополисахаридов)
o Оссеиновые волокна – тонкие нити (фибриллы), образованные из волокнистого прочного белка – коллагена (покрыты кристаллами солей гидрооксиапатита, сульфата, карбоната кальция и магния)
- Из межклеточного вещества образуются костные пластинки (клетки костной ткани лежат между пластинками)
o Костные пластинки образуют системы цилиндров, увеличивающегося диаметра вокруг каналов в костном веществе, где располагаются питающие кровеносные сосуды и нервы — Гаверсовы каналы, образуя – структурно-функциональные единицы компактного костного вещества – остеоны
Остеон – система цилиндров, увеличивающегося диаметра, образованных из костных пластинок, с каналом внутри
o отдельные пластинки лежат между остеонами и тянутся вдоль кости
o Гаверсовы каналы с сосудами и нервами густо разветвляются внутри костей
o Остеоны располагаются упорядочено в соответствии с нагрузкой
- Из костной ткани образуется костное вещество
Костное вещество
- Компактное (плотное) костное вещество
o Костные пластинки плотно прилежат друг к другу, образуя сплошной слой
o Костные пластины образуют перекладины, расположенные рыхло (между ними находится пространство, заполненное красным костным мозгом) – пористая структура, напоминающая губку
o Пластинки губчатого и компактного вещества ориентированы в направлении, противостоящем нагрузке, растяжению и сжатию, часто пересекаются под углом 900 (возникает жёсткая и прочная конструкция, в которой нагрузка равномерно распределяется на всю кость)
Читайте также: Наряды из полосатой ткани
o При увеличении нагрузки на кости количество пластин губчатого вещества увеличивается за счёт костеобразующей функции надкостницы, а при изменении направления нагрузки на кость пластины переориентируются
o Губчатое костное вещество не имеет Гаверсовых каналов
o Составляет большую часть костного вещества – полностью заполняет все губчатые, плоские, и воздухоносные кости, а также концы (эпифизы) длинных (трубчатых) костей под тонким слоем компактного вещества
o В раннем детском возрасте практически все кости скелета состоят только из губчатого вещества и заполнены красным костным мозгом, который с течением времени перерождается в жировой жёлтый костный мозг в диафизах длинных костей
- Функции губчатого вещества – увеличение лёгкости и прочности костей скелета; вместилище красного костного мозга (кроветворного органа)
- Скелет имеет массу 5 — 6 кг, составляет у мужчин 10%, а у женщин 8,5% общей массы тела
- Бедро выдерживает вертикально груз 1500 кг., большая берцовая кость – 1650 кг., плечевая кость — 850 кг.
- Наружный слой всех костей состоит из компактного вещества и покрыт костеобразующей надкостницей
Химический состав костной ткани (неорганические и органические вещества)
- Неорганические вещества (минеральные) -70% сухой массы
o минеральные соли – гидрооксиапатиты (фосфаты), сульфаты и карбонаты кальция, магния — 22%
ü в скелете взрослого человека содержится 1200 г Са,530 г Р, 11 Мg и 30 других химических элементов
Значение неорганических веществ — придают костям физические свойства – твёрдость и хрупкость
o выясняется в опыте с удалением из кости органических веществ путём обжигания (прокаливания)
o кость твёрже кирпича в 30 раз, гранита – в 2,5 раза, прочна как чугун
- Органические вещества — 30% сухой массы
o Белки (коллаген, оссеин) – 14%
o Мукополисахариды (сложный биополимер, состоящий из белков и углеводов)
Значение органических веществ – придают костям физические свойства: упругость, эластичность
o Выясняется в эксперименте по удалению из кости минеральных солей путём замачивания её на 2 -3 дня в НСl (слабый раствор 2 -5%); после декальцинирования кость можно завязать узлом
- Сочетание в костях органических и минеральных веществ делают её одновременно твёрдой, упругой и очень прочной (сравнима с прочностью металла)
Удивительное творение — живая клетка. Не менее удивительно и другое: сотня триллионов клеток жертвует своей свободой и образует огромное сообщество, своего рода «клеточное государство», именуемое человеческим телом. Почему же они это делают? Какому закону природы подчиняются?
Мы лучше осведомлены о законах, по которым живет это сообщество. Например, клетки придерживаются принципа разделения труда. Он проявляется еще на той стадии, когда эмбрион представляет собой бесформенный комок. Уже в это время его клетки специализируются — они начинают выполнять разные задачи, объединяясь ради этого в колонии.
Ученые называют этот процесс формированием зародышевых листков. Позднее из них развиваются ткани тела — так именуют системы клеток, имеющих общее строение или происхождение, которые выполняют в организме одинаковые задачи. Уподобим клетки отдельным кирпичикам, а тело человека — построенному из них зданию.
Микроскопическое строение костей
Тогда ткани можно сравнить с его частями: стенами, крышей, полом.
Клеточные сообщества одного происхождения и строения, которые выполняют одинаковые задачи, называются тканями.
Тело человека построено из четырех типов тканей: соединительной, эпителиальной, мышечной и нервной. Здесь показано, как выглядят под микроскопом тончайшие окрашенные срезы тканей.
Соединительная ткань
Как явствует из ее названия, соединяет клетки тела.
Поразительны способности клеток этой ткани. Некоторые из них образуют жесткие или эластичные волокна, с помощью которых они соединяются с другими клетками. Длина волокон достигает подчас 1 см. Иногда волокна этой ткани образуют толстые жилы — сухожилия.
У всех клеток соединительной ткани их волокнистые отростки погружены в студенистую массу — межклеточное вещество, порой очень плотное.
Вязкую соединительную ткань называют хрящом. Он выполняет в суставе роль амортизатора. В других частях тела в межклеточное вещество вкраплены соли кальция. Они придают соединительной ткани прочность, и она становится твердой, как камень. Такую ткань называют костной. Из нее образованы кости. Они служат опорой нашему телу и защищают самые чувствительные его части — головной и спинной мозг, глаза или, образуя грудную клетку, сердце и легкие.
Эпителиальная ткань
Защищает наружные и внутренние поверхности тела.
Снаружи тело покрыто кожей. На некоторых участках эпителиальные клетки превращаются в роговые чешуйки. Эти участки, например подошвы и ладони, более всего подвержены механическим нагрузкам. Эпителиальная ткань выстилает и некоторые полости тела: носа и его пазух, среднего уха, рта, гортани, трахеи, бронхов и легочных пузырьков, пищевода и желудочно-кишечного тракта, почечной лоханки, мочеточника, мочевого пузыря и мочеиспускательного канала, а у женщин еще влагалища, матки и маточных труб.
Все полые органы изнутри покрыты эпителиальной тканью. Ею же выстланы замкнутые полости: голова, грудь и живот. Эпителий обволакивает тончайшим слоем клеток и органы, лежащие в этих полостях, и не позволяет, например, подвижным органам, легким или кишкам, срастись с грудной полостью или полостью живота.
Эпителиальная ткань образует внутреннюю оболочку кровеносных сосудов и сердца.
Капилляры — тончайшие кровеносные сосуды состоят лишь из одного слоя плоских клеток эпителия. Сквозь стенки капилляров происходит обмен веществ между кровью и тканевой жидкостью.
Клетки живут в тканевой жидкости, словно в питательном растворе. Кровь снабжает эту жидкость питательными веществами и одновременно очищает ее от шлаков, которые накапливать в клетках при обмене веществ.
Особые задачи у железистых клеток. Так называют эпителиальные клетки, которые вырабатывают и выделяют особое вещество — секрет, или телесный сок.
Железистые клетки эпителиальной ткани носа, рта, пищевода и желудочно-кишечного тракта называются слизистыми, а части тела, где они находятся, — слизистыми оболочками.
Другие железистые клетки образуют железы внешней секреции. К ним относятся потовые, сальные, слезные, слюнные железы, печень, поджелудочная железа, а также особые мужские железы — семенники и предстательная железа. Секреты, вырабатываемые этими железами, — пот, кожное сало, слезы, слюна, желчь, желудочный сок и семенная жидкость по выходным каналам выносятся на поверхность кожи человека или его слизистых оболочек.
Мышечная ткань
состоит из длинных клеток, способных сокращаться.
Клетки нервной ткани своей формой бывают похожи а звездочки с многочисленными ветвистыми лучами, на треугольники с тремя главными отростками или на веретено. А порой они принимают совсем неправильные очертания.