В организме животных, кроме отдельных клеток имеются и неклеточные структуры, которые относительно клеток являются вторичными.
Неклеточные структуры подразделяются на:
Ядерные— содержат ядро и возникают путем слияния клеток, или в следствие незавершенного деления. К таким образованьям относятся: симпласты и синцитии.
Симпласты — это большие образования, которые состоят из цитоплазмы и большого количества ядер. Примером симпластов являются скелетные мышцы, наружный слой трофобласта плаценты.
Синцитий или соклетия эти образования характеризуются тем, что после деления исходной клетки, вновь образованные клетки остаются соединенными между собой цитоплазматическими мостиками. Такая временная структура возникает во время развития мужских половых клеток, когда раздел клеточного тела полностью не завершен.
Безъядерные — это неклеточные структуры, которые представляют продукт жизнедеятельности отдельных групп клеток. Примером таких структур являются волокна и основное (аморфное) вещество соединительной ткани, которые продуцируются клетками фибробластами. Аналогами основного вещества является плазма крови и жидкая часть лимфы.
Необходимо подчеркнуть, что в организме встречаются и безядерные клетки. Эти элементы имеют в своем составе клеточную мембрану и цитоплазму, наделены ограниченными функциями и потеряли способность к самовоспроизведению в связи с отсутствием ядра. Это эритроциты и тромбоциты.
Общий план строения клетки
Эукариотическая клетка состоит из 3 основных компонентов:
1. Клеточной оболочки; 2. Цитоплазмы; 3.Ядра.
Клеточная оболочка отграничивает цитоплазму клетки от окружающей среды или от соседних клеток.
Цитоплазма в свою очередь состоит гиалоплазмы и организованных структур, к которым относятся органеллы и включения.
Ядро имеет ядерную оболочку, кариоплазму, хроматин (хромосомы), ядрышко.
Все перечисленные компоненты клеток взаимодействуя между собой выполняют функции обеспечения существования клетки, как единого целого.
СХЕМА 1. Структурные компоненты клетки
КЛЕТОЧНАЯ ОБОЛОЧКА
Клеточная оболочка (plasmolemma) — представляет собой поверхностную периферическую структуру, которая ограничивает клетку снаружи и обеспечивает ее непосредственную связь с внеклеточной средой, а следовательно, и со всеми веществами и факторами, воздействующими на клетку.
Клеточная оболочка состоит из 3 слоев (Рис.1):
1) наружный (надмембранный) слой — гликокаликс (Glicocalyx);
2) собственно мембрана (биологическая мембрана);
3) подмембранная пластинка (кортикальный слой плазмолеммы).
Гликокаликс — образован ассоциированным с плазмолеммой гликопротеидным и гликолипидным комплексами, в состав которых входят различные углеводы. Углеводы представлены длинными, ветвящимися цепочками полисахаридов, которые связаны с белками и липидами, находящимися в составе плазмолеммы. Толщина гликокаликса 3-4 нм, он присущ практически всем клеткам животного происхождения, но с разной степенью выраженности. Полисахаридные цепочки гликокаликса являются своеобразным аппаратом, при помощи которого происходит взаимоузнавание клеток и их взаимодействие с микроокружением.
Собственно мембрана (биологическая мембрана). Структурная организация биологической мембраны наиболее полно отражена в жидкостно — мозаичной модели Сингер-Никольского, согласно которой молекулы фосфолипидов контактируют своими гидрофобными концами (хвостами), и отталкиваясь гидрофильными концами (головками), образуют сплошной двойной слой.
В билипидный слой погружены полностью интегральные белки (это преимущественно гликопротеиды), полуинтегральные белки погружены частично. Эти две группы белков в билипидном слое мембраны располагаются таким образом, что их неполярные части входят в этот слой мембраны в местах локализации гидрофобных участков липидов (хвосты). Полярная часть молекулы белка взаимодействует с головками липидов обращена в сторону водной фазы.
Кроме этого часть белков расположена на поверхности билипидного слоя, это так называемые примембранные или периферические или адсорбированные белки.
Положение белковых молекул не является жестко лимитированным и в зависимости от функционального состояния клетки может происходить их взаимное перемещение в плоскости билипидного слоя.
Такая изменчивость положения белков, и сходная с мозаикой, топография микромолекулярных комплексов поверхности клетки, дала название жидкостно-мозаичной модели биологической мембраны.
Лабильность (подвижность) структур плазмолеммы зависит от содержания в ее составе молекул холестерина. Чем больше содержится холестерина в составе мембраны, тем легче происходит перемещение макромолекулярных белков в билипидном слое. Толщина биологической мембраны 5-7 нм.
Подмембранная пластинка (кортикальный слой) образована наиболее плотной частью цитоплазмы, богатой микрофилламентами и микротрубочками, которая образует высокоорганизованную сетку, при участии которой происходит перемещение интегральных белков плазмолеммы, обеспечивается цитоскелетная и локомоторная функции клетки, реализуются процессы экзоцитоза. Толщина этого слоя составляет около 1нм.
К основным функциям, выполняемым клеточной оболочкой относятся следующие:
Неклеточные структуры тканей функции
Неклеточные структуры
К неклеточным структурам принадлежат симпласт и межклеточное вещество.
Симпласт представлен общей протоплазматической массой, в которой расположены многочисленные ядра. Разграничений на отдельные клетки в симпласте нет. По существу это слившиеся воедино многие клетки. Примером симпласта могут служить волокна скелетной мышцы.
Симпласты являются высокодифференцированными, специализированными образованиями. При повреждении симпластов (например, при ранении мышцы) происходит их дедифференцировка, т. е. в месте повреждения образуются более простые структуры — клетки, которые размножаются с помощью митоза или амитоза, после чего вновь формируется симпласт, структурно приспособленный к выполнению определенной функции. Так происходит регенерация (восстановление) поврежденной мышечной ткани у человека.
Межклеточное вещество, как следует из названия, расположено между клетками. Оно построено по-разному у разных видов тканей. В межклеточном веществе располагаются специальные клетки, определяющие вид той или иной ткани.
В качестве примера можно рассмотреть межклеточное вещество рыхлой соединительной ткани (рис. 12), которая широко распространена в организме. Клетки (фибробласты и др.) лежат здесь на большом расстоянии друг от друга. Между клетками расположено межклеточное вещество. Это вещество составляет основную массу ткани и потому называется еще основным веществом. В нем находятся различной толщины и длины тяжи, которые состоят из тонких волокон. В связи с тем что при обработке этих волокон кипящей водой вещество (коллаген), из которого они состоят, превращается в клей, они получили название коллагеновых (клейдающих) волокон. Коллагеновые волокна отличаются большой прочностью, переплетаются между собой, образуя похожую на войлок массу. Здесь же располагаются отдельные тонкие блестящие эластические волокна. Коллагеновые и эластические волокна включены в аморфное (бесструктурное) вещество.
Рис. 12. Рыхлая соединительная ткань. 1 — фибробласты; 2 — коллагеновые волокна; 3 — эластические волокна; 4 — гистиоциты
Различные структуры межклеточного вещества являются производными клеток, т. е. образуются клетками. В частности, основное вещество рыхлой соединительной ткани возникает в эмбриогенезе в результате преобразования клеток мезенхимы, а в процессе жизни индивидуума оно пополняется путем преобразования протоплазмы особых клеток — фибробластов.
Y. НЕКЛЕТОЧНЫЕ СТРУКТУРЫ
Клетки – основный элемент всех тканей, определяющий их свойства. Кроме клеток, в состав тканей входят и неклеточные структуры, которые являются производными клеток. К неклеточным структурам относят: межклеточное вещество, симпласты и синцитии.
Межклеточное вещество – продукт жизнедеятельности клеток данной ткани. Состав и физико-химические свойства межклеточного вещества зависят от типа ткани. Особенно велико содержание и важна функциональная роль межклеточного вещества в тканях внутренней среды (плазма крови, аморфное вещество и волокна волокнистых и скелетных соединительных тканей).
Симпласт – структура, образованная в результате слияния клеток с утратой их границ и формированием единой цитоплазматической массы, в которой находятся многочисленные ядра. К симпластам относятся волокна скелетной мышечной ткани, наружной слой трофобласта ворсинок хориона (в период эмбрионального развития), гигантские клетки очагов хронического воспаления, остеокласты костной ткани.
Читайте также: Как понять что за ткань если не знаешь названия
Синцитий – структура, возникающая вследствие неполной цитотомии при делении клеток, в результате чего дочерние клетки остаются связанными друг с другом с помощью тонких цитоплазматических мостиков. В организме человека имеется единственный синцитий, представленный частью сперматогенных элементов в семенных канальцах яичка.
Неклеточные структуры тканей функции
2.1. Единство и многообразие клеток
Как известно, организм состоит из клеток и образуемого ими межклеточного вещества.
Роль клеток в построении организма формулируется клеточной теорией.
2.1.1.1. Основные положения теории
а) Имеется в виду, что отдельные компоненты клетки (ядро, митохондрии и т.д.) не могут полноценно существовать в изолированном состоянии : в них быстро развиваются процессы аутолиза и дегенерации.
а) Действительно, практически все клетки имеют 3 основных компонента:
плазматическую мембрану — отделяет содержимое клетки от внеклеточной среды,
ядро — содержит наследственный материал ( ДНК ) , связанн ый с ядерными белками,
цитоплазму — это внеядерн ая часть клетки, включающ ая гомогенную гиалоплазму и многочисленные цитоплазматические структуры.
б) Исключение составляют эритроциты и роговые чешуйки кожи (ороговевшие кератиноциты), которые
в) В некоторых клетках (сперматозоидах, роговых чешуйках) к минимуму сведена цитоплазма, но
говорить о её полном отсутствии нельзя.
а) Не все клетки способны к делению:
многие клетки, выполняющие сложные функции, в процессе своего созревания утратили эту способность.
б) Но появление новых клеток происходит только путём деления таких клеток, которые способны делиться.
Этим утверждением исключается возможность образования клеток из неклеточного материала .
а) Поэтому клетки весьма различны : одни настроены на выполнение одного круга функций, другие — другого.
б) Отсюда — различия структуры клеток и образуемого ими межклеточного вещества.
Т.е., имея общий план строения (плазматическая мембрана, ядро, цитоплазма),
клетки разных видов в большей или меньшей степени отличаются друг от друга.
2.1.1.2. Понятие о дифференцировке
В этот процесс вступают стволовые клетки , способные делиться;
в ряду же появляющихся клеток
постепенно образуются структуры, необходимые для выполнения определённых функций;
теряются какие-то другие, ненужные уже структуры ;
при этом на определённом этапе дифференцировки обычно утрачивается способность к делению.
безъядерные клетки (эритроциты, роговые чешуйки),
симпласты (волокна скелетных мышц, наружный слой трофобласта плаценты) или
синцитий (сперматогенные клетки — предшественники сперматозоидов).
которые на определённ ой стадии развития теряют ядро .
б) Иногда эти элементы называют
в) Мы же их будем рассматривать как
либо путём слияния исходных клеток (мышечные волокна),
либо в результате деления одних ядер без разделения цитоплазмы.
б) Если число неполных делений достаточно велико,
синцитий может объединять по несколько тысяч клеток.
2.1.2. Форма клеток и их ядер
Просмотрим ряд препаратов, иллюстрирующих разнообразие форм клеток и ядер.
2.1.2.1. Клетки кубической и цилиндрической формы
1. а) В поле зрения — сечения поперечно срезанных канальцев почки.
б) К их просвету (1) обращены клетки кубической формы.
Здесь в поле зрения — другой тип почечных канальцев.
Клетки (1) , образующие эти канальцы, узкие и длинные — цилиндрической или призматической формы.
2.1.2.2. Безъядерные клетки
и клетки с сегментированными ядрами
Всё поле зрения занято эритроцитами (1) .
1. а) На препарате они выглядят округлыми; но в их центре видно небольшое просветление.
б) Это связано с тем, что на самом деле эритроциты имеют форму двояковогнутых дисков .
Здесь, кроме эритроцитов, виден один из лейкоцитов — сегментоядерный нейтрофил (1) .
1. Он имеет округлую форму.
2. Ядро же разделено на несколько сегментов, связанных узкими перемычками.
1. Данная клетка, в отличие от предыдущих, имеет многочисленные отростки (2) , многие из которых ветвятся.
1. На снимке — пучки мышечных волокон , срезанных продольно (1) или поперечно (2) .
2. В п родольно срезанны х волокна х видны две особенности —
наличие большого количества ядер (3), прилегающих к оболочке, и
а) В поперечносрезанных волокнах видны многочисленные точки красноватого цвета (6) .
б) Это миофибриллы — специфические структуры мышечных волокон, обеспечивающие сократительную функцию.
2.2. Клеточные мембраны и структуры клеточной поверхности
а) Не только клетка в целом, но и многие внутриклеточные структуры (ядра, митохондрии, цистерны эндоплазматической сети и др.) окружены мембранами.
В связи с этим, различают
плазматическую мембрану , или плазмолемму (мембрана самой клетки),
ядерную мембрану и т.д.
б) Все эти мембраны построены по одному принципу, хотя и имеют те или иные особенности.
2.2.1.1. Принцип организации мембран
а) Молекулы таких липидов (2) имеют 2 части —
гидрофобную (2,а) (два углеводородных «хвоста» жирных кислот) и
гидрофильную (2,б) (остатки спирта, азотистого основания, углевода).
б) В водной среде эти молекулы самопроизвольно образуют бислой , в котором
Т.н. интегральные белки (3) глубоко встроены в мембрану, насквозь пронизывая липидный бислой.
но углеводные компоненты (5) имеются во многих мембранных липидах и белках (соответственно, гликолипидах и гликопротеидах ).
б) Причём, обычно данные компоненты расположены
светлая полоса между двумя электроноплотными полосами .
II. Подвижность компонентов
б) Поэтому данная модель организации мембраны называется
жидкостно-мозаичной структурой .
путём вращения менять свою ориентацию относительно поверхностей мембраны.
б) Так функционируют некоторые мембранные переносчики:
связав вещество с одной стороны,
они поворачиваются в мембране на 180 о и
высвобождают вещество с другой стороны мембраны.
в силу высокой гидрофильности последних.
2.2.1.2. Особенности плазмолеммы
Дальше в этой теме будем рассматривать только плазмолемму.
1. Толщина её (7-10 нм) обычно больше, чем у других клеточных мембран.
Это обусловлено большим содержанием различных интегральных и периферических белков.
Плазмолемма выполняет многочисленные функции.
путём адгезии , т.е. «слипания» своих поверхностей.
низкомолекулярных,
высокомолекулярных,
а также более крупных частиц — как жидких, так и твёрдых.
а) Благодаря деятельности насоса , внутри клеток создаётся избыток К + , а снаружи — Na + .
б) А благодаря наличию К + -каналов , небольшая часть ионов К + возвращается по градиенту концентрации на внешнюю сторону клеток.
плазмолемма всех клеток имеет снаружи
положительный заряд,
а между обеими сторонами мембраны существует трансмембранная разность потенциалов.
3. а) Плазмолемма возбудимых клеток (мышечных и нервных) содержит, кроме того, Na + -каналы.
2.2.2. Способы трансмембранного переноса
2.2.2.1. Перенос низкомолекулярных веществ через плазмолемму
Этот перенос (независимо от его направления — внутрь клетки или из неё) может осуществляться тремя способами.-
опять-таки по градиенту своей концентрации,
но с помощью специального белка — транслоказы .
б) Молекулы последне й
обычно пронизывают мембрану, образуя в ней транспортные каналы, и
специфичны в отношении лишь данного вещества.
б) Для этого требуется энергия ; чаще всего её источником служит распад АТФ.
2.2.2.2. Перенос в клетку крупных соединений и частиц (эндоцитоз)
Здесь тоже можно выделить 3 разновидности.
Во всех случаях
вначале образуется впячивание плазмолеммы в цитоплазму,
которое всё углубляется и, в конце концов, превращается в пузырёк , окружённый мембраной и полностью находящийся в цитоплазме.
2.2.2.3. Перенос из клетки крупных соединений и частиц (экзоцитоз)
б) При этом могут выделяться вещества разного размера —
и высокомолекулярные (например, белковые гормоны в передней доле гипофиза),
и низкомолекулярные : ионы Н + в желудке и почках, биологически активные катехоламины в соединительной ткани и т.д.
в одних случаях происходит в виде секреторных пузырьков ,
в других — по типу облегчённой диффузии или активного транспорта.
2.2.2.4. Схема трансмембранного переноса
а) На схеме показаны те 9 вариантов трансмембранного транспорта, которые были перечислены выше.
б) При этом надо иметь в виду, что (как уже отмечалось выше) секреция не всегда осуществляется путём выделения секреторных пузырьков:
в ряде случаев её механизмами являются облегчённая диффузия или активный транспорт.
2.2.3. Межклеточные соединения (контакты)
В некоторых тканях клетки прилегают друг к другу — как мы это видели, например, в канальцах почки (препарат 1,а-б).
Тогда между клетками обычно образуются те или иные межклеточные соединения.
(Нумерация контактов в таблице совпадает с их нумерацией на приведённой схеме)
б) При этом плазмолеммы взаимодействуют друг с другом с помощью специфических адгезивных гликопротеинов —
б) Места такого плотного прилегания образуют на контактирующих поверхностях подобие ячеистой сети .
б) Отсюда в цитоплазму отходят в виде пучка тонкие нити (промежуточные филаменты цитоскелета; см. п. 3.4.2). В эпителии они образованы
в ) Пространство между плазмолеммами заполнено утолщённым гликокаликсом , который пронизан сцепляющими белками —
утолщения со стороны цитоплазмы образованы белком винкулином (а не десмоплакинами),
отходящие в цитоплазму нити — тонкие (а не промежуточные) филаменты из белка актина,
иные по природе и сцепляющие белки.
пресинаптическую мембрану (принадлежащую одной клетке),
синаптическую щель и
постсинаптическую мембрану (ПоМ) (часть плазмолеммы другой клетки).
II. Функциональная классификация
Перечисленные контакты можно сгруппировать следующим образом.
1. На микрофотографии (А) мы видим, что межклеточное пространство, широкое (1) вне нексуса, в области нексуса (2) резко суживается до щели в 2 нм.
1. а) Вне десмосомы (1) плазматические мембраны имеют обычную структуру (2).
б) В области же десмо со мы
появляются дополнительные слои (3) ,
а в цитоплазму клетки от прикрепительной пластинки (4) отходят тонкие фибриллы (5) .
2. Между плазм о леммами на схеме показаны
поперечные межмембранные филаменты (6) и
центральная перегородка (7) , образованная слиянием наружных краёв гликокаликса соседних клеток.
2.2.4. Структуры клеточной поверхности
Цитоплазма ряда клеток образует выросты — микроворсинки, реснички и др.
I. Ультраструктурное строение
| Электронная микрофотография — микроворсинки на апикальной поверхности клеток тонкой кишки. | |
| 1. Микроворсинки (1) имеют вид цилиндрических пальцеообразных выростов цитоплазмы, покрытых плазмолеммой (2) . | |
2. Они обращены в просвет (3) тонкой кишки и значительно увеличивают всасывающую поверхность эпителия.
3. а) Форма и вертикальное положение микроворсинок поддерживаются благодаря наличию в них, как и в других областях цитоплазмы, цитоскелета (о котором мы будем говорить в следующей теме).
б) Здесь он представлен микрофиламентами (4) —
нитями из белка актина, которые расположены вдоль ос и микроворсинки .
II. Вид при световой микроскопии
| 5. Препарат — щёточная каёмка клеток (тонкая кишка). Окраска гематоксилин-эозином. | |
| 1. а) При световой микроскопии микроворсинки воспринимаются как узкая оксифильная каёмка (3) на апикальной поверхности клетки. б) Эта каёмка называется щёточной или всасывающей . | |
2. Сами же клетки (2) имеют цилиндрическую форму и выстилают поверхность ворсинок (1) , образуемых слизистой оболочкой тонкой кишки.
3. а) Таким образом,
ворсинки — это выпячивания слизистой оболочки,
а микроворсинки — выпячивания цитоплазмы отдельных клеток.
Реснички (200 нм в диаметре) примерно в 2 раза толще микроворсинок (100 нм) и могут быть различимы под световым микроскопом (при большом увеличении).
1. Клетки, выстилающие просвет трахеи (1) , имеют разную форму и размер;
поэтому их ядра лежат на разных уровнях.
II. Ультраструктурное строение
1. а) Реснички — это тоже выросты цитоплазмы, покрытые плазмолеммой (2) .
б) Но их «скелет» образован сложной структурой — аксонемой (1) , состоящей, в основном, из микротрубочек .
во-первых, ядросодержащие образования, не имеющие классической клеточной организации, т.е. уже знакомые нам
во-вторых, компоненты межклеточного вещества –
волокна и основное аморфное вещество.
2.3.1. Волокна соединительной ткани
1. Под пластом поверхностных (эпителиальных) клеток (1) расположена подлежащая часть кожи (дерма) (2).
а) ядра клеток , окрашенны е гематоксилином в фиолетовый цвет ,
2.3.2. Аморфное вещество хряща
| 8. Препарат — межклеточное вещество гиалинового хряща. Окраска гематоксилин-эозином. | |
| 1. а) Клетки занимают небольшую часть объёма ткани. | |
б) Причём, они находятся группами в специальных полостях – лакунах (1).
2. Основную часть объёма ткани составляет межклеточное вещество (2) .
а) В нём тоже содержатся волокна, но они — тонкие и не видны.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом
- Правообладателям
- Политика конфиденциальности
Мастерица © 2023
Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер