Общая гистология — введение, понятие ткани, классификация.
В результате эволюционного развития у высших многоклеточных организмов возникли ткани.
Ткани — это исторически (филогенетически) сложившиеся системы клеток и неклеточных структур, обладающих общностью строения, в ряде случаев — общностью происхождения, и специализированные на выполнении определенных функций.
В любой системе все ее элементы упорядочены в пространстве и функционируют согласованно друг с другом; система в целом обладает при этом свойствами, не присущими ни одному из ее элементов, взятому в отдельности. Соответственно и в каждой ткани ее строение и функции несводимы к простой сумме свойств отдельных входящих в нее клеток.
Ведущими элементами тканевой системы являются клетки (см. лекцию). Кроме клеток, различают клеточные производные и межклеточное вещество.
К производным клеток относят симпласты (например, мышечные волокна, наружная часть трофобласта), синцитий (развивающиеся мужские половые клетки, пульпа эмалевого органа), а также постклеточные структуры (эритроциты, тромбоциты, роговые чешуйки эпидермиса и т. д.).
Межклеточное вещество подразделяют на основное вещество и на волокна. Оно может быть представлено золем, гелем или быть минерализованным.
Среди волокон различают обычно три вида: коллагеновые, ретикулярные, эластические.
РАЗВИТИЕ ТКАНЕЙ
Свойства любой ткани несут на себе отпечаток всей предыдущей истории ее становления. Под развитием живой системы понимаются ее преобразования и в филогенезе, и в онтогенезе. Ткани как системы, состоящие из клеток и их производных, возникли исторически с появлением многоклеточных организмов.
Уже у низших представителей животного мира, таких как губки и кишечнополостные, клетки имеют различную функциональную специализацию и соответственно различное строение, так что могут быть объединены в различные ткани. Однако признаки этих тканей еще не стойки, возможности превращения клеток и соответственно одних тканей в иные достаточно широки. По мере исторического развития животного мира совершалось закрепление свойств отдельных тканей, а возможности их взаимных превращений ограничивались, количество же тканей одновременно постепенно увеличивалось в соответствии со все более возрастающей специализацией.
Онтогенез. Понятия детерминации и коммитирования.
Развитие организма начинается с одноклеточной стадии — зиготы. В ходе дробления возникают бластомеры, но совокупность бластомеров – это еще не ткань. Бластомеры на начальных этапах дробления еще не детерминированы (они тотипотентны). Если отделить их один от другого, — каждый может дать начало полноценному самостоятельному организму – механизм возникновения монозиготных близнецов. Постепенно на следующих стадиях происходит ограничение потенций. В основе его лежат процессы, связанные с блокированием отдельных компонентов генома клеток и детерминацией.
Детерминация – это процесс определения дальнейшего пути развития клеток на основе блокирования отдельных генов.
Понятие «коммитирование» тесно связано с клеточным делением (т.н. коммитирующий митоз).
Коммитирование – это ограничение возможных путей развития вследствие детерминации. Коммитирование совершается ступенчато. Сначала соответствующие преобразования генома касаются крупных его участков. Затем все более детализируются, поэтому вначале детерминируются наиболее общие свойства клеток, а затем и более частные.
Как известно, на этапе гаструляции возникают эмбриональные зачатки. Клетки, которые входят в их состав, еще не окончательно детерминированы, так что из одного зачатка возникают клеточные совокупности, обладающие разными свойствами. Следовательно, один эмбриональный зачаток может служить источником развития нескольких тканей.
ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ ТКАНЕЙ
Последовательная ступенчатая детерминация и коммитирование потенций однородных клеточных группировок — дивергентный процесс. В общем виде эволюционная концепция дивергентного развития тканей в филогенезе и в онтогенезе была сформулирована Н.Г.Хлопиным. Современные генетические концепции подтверждают правоту его представлений. Именно Н.Г.Хлопин ввел понятие о генетических тканевых типах. Концепция Хлопина хорошо отвечает на вопрос, как и какими путями происходило развитие и становление тканей, но не останавливается на причинах, определяющих пути развития.
Причинные аспекты развития тканей раскрывает теория параллелизмов А.А.Заварзина. Он обратил внимание на сходство строения тканей, которые выполняют одинаковые функции у животных, принадлежащих даже к весьма удаленным друг от друга эволюционным группировкам. Вместе с тем известно, что, когда эволюционные ветви только расходились, у общих предков таких специализированных тканей еще не было. Следовательно, в ходе эволюции в разных ветвях филогенетического древа самостоятельно, как бы параллельно, возникали одинаково организованные ткани, выполняющие сходную функцию. Причиной этого является естественный отбор: если возникали какие-то организмы, у которых соответствие строения и функции клеток, тканей, органов нарушалось, они были и менее жизнеспособны. Теория Заварзина отвечает на вопрос, почему развитие тканей шло тем, а не иным путем, раскрывает казуальные аспекты эволюции тканей.
Читайте также: Вяжем сетку из ткани
Концепции А.А.Заварзина и Н.Г.Хлопина, разработанные независимо одна от другой, дополняют друг друга и были объединены А.А.Брауном и В.П.Михайловым: сходные тканевые структуры возникали параллельно в ходе дивергентного развития.
Развитие тканей в эмбриогенезе происходит в результате дифференцировки клеток. Под дифференцировкой понимают изменения в структуре клеток в результате их функциональной специализации, обусловленные активностью их генетического аппарата. Различают четыре основных периода дифференцировки клеток зародыша — оотипическую, бластомерную, зачатковую и тканевую дифференцировку. Проходя через эти периоды клетки зародыша образуют ткани (гистогенез).
КЛАССИФИКАЦИЯ ТКАНЕЙ
Имеется несколько классификаций тканей. Наиболее распространенной является так называемая морфофункциональная классификация, по которой насчитывают четыре группы тканей:
- эпителиальные ткани;
- ткани внутренней среды;
- мышечные ткани;
- нервная ткань.
К тканям внутренней среды относятся соединительные ткани, кровь и лимфа.
Эпителиальные ткани характеризуются объединением клеток в пласты или тяжи. Через эти ткани совершается обмен веществ между организмом и внешней средой. Эпителиальные ткани выполняют функции защиты, всасывания и экскреции. Источниками формирования эпителиальных тканей являются все три зародышевых листка — эктодерма, мезодерма и энтодерма.
Ткани внутренней среды (соединительные ткани, включая скелетные, кровь и лимфа) развиваются из так называемой эмбриональной соединительной ткани — мезенхимы. Ткани внутренней среды характеризуются наличием большого количества межклеточного вещества и содержат различные клетки. Они специализируются на выполнении трофической, пластической, опорной и защитной функциях.
Мышечные ткани специализированны на выполнении функции движения. Они развивается в основном из мезодермы (поперечно исчерченная ткань) и мезенхимы (гладкая мышечная ткань).
Нервная ткань развивается из эктодермы и специализируется на выполнении регуляторной функции — восприятии, проведении и передачи информации.
ОСНОВЫ КИНЕТИКИ КЛЕТОЧНЫХ ПОПУЛЯЦИЙ
Каждая ткань имеет или имела в эмбриогенезе стволовые клетки — наименее дифференцированные и наименее коммитированные. Они образуют самоподдерживающуюся популяцию, их потомки способны дифференцироваться в нескольких направлениях под влиянием микроокружения (факторов дифференцировки), образуя клетки-предшественники и, далее, функционирующие дифференцированные клетки. Таким образом, стволовые клетки полипотентны. Они делятся редко, пополнение зрелых клеток ткани, если это необходимо, осуществляется в первую очередь за счет клеток следующих генераций (клеток-предшественников). По сравнению со всеми другими клетками данной ткани стволовые клетки наиболее устойчивы к повреждающим воздействиям.
Хотя в состав ткани входят не только клетки, именно клетки являются ведущими элементами системы, т. е. определяют ее основные свойства. Их разрушение приводит к деструкции системы и, как правило, их гибель делает ткань нежизнеспособной, особенно если были затронуты стволовые клетки.
Если одна из стволовых клеток вступает на путь дифференциации, то в результате последовательного ряда коммитирующих митозов возникают сначала полустволовые, а затем и дифференцированные клетки со специфической функцией. Выход стволовой клетки из популяции служит сигналом для деления другой стволовой клетки по типу некоммитирующего митоза. Общая численность стволовых клеток в итоге восстанавливается. В условиях нормальной жизнедеятельности она сохраняется приблизительно постоянной.
Совокупность клеток, развивающихся из одного вида стволовых клеток, составляет стволовой дифферон. Часто в образовании ткани участвуют различные диффероны. Так, в состав эпидермиса, кроме кератиноцитов, входят клетки, развивающиеся в нейральном гребне и имеющие другую детерминацию (меланоциты), а также клетки, развивающиеся путем дифференциации стволовой клетки крови, т. е. принадлежащие уже к третьему дифферону (внутриэпидерминальные макрофаги, или клетки Лангерганса).
Дифференцированные клетки наряду с выполнением своих специфических функций способны синтезировать особые вещества — кейлоны, тормозящие интенсивность размножения клеток-предшественников и стволовых клеток. Если в силу каких-либо причин количество дифференцированных функционирующих клеток уменьшается (например, после травмы), тормозящее действие кейлонов ослабевает и численность популяции восстанавливается. Кроме кейлонов (местных регуляторов), клеточное размножение контролируется гормонами; одновременно продукты жизнедеятельности клеток регулируют активность желёз внутренней секреции. Если какие-либо клетки под воздействием внешних повреждающих факторов претерпевают мутации, они элиминируются из тканевой системы вследствие иммунологических реакций.
Выбор пути дифференциации клеток определяется межклеточными взаимодействиями. Влияние микроокружения изменяет активность генома дифференцирующейся клетки, активируя одни и блокируя другие гены. У клеток, уже дифференцированных и утративших способность к дальнейшему размножению, строение и функция тоже могут изменяться (например, у гранулоцитов начиная со стадии метамиелоцита). Такой процесс не приводит к возникновению различий среди потомков клетки и для него больше подходит название «специализация».
Читайте также: Ткани в алматы продам
РЕГЕНЕРАЦИЯ ТКАНЕЙ
Знание основ кинетики клеточных популяций необходимо для понимания теории регенерации, т.е. восстановления структуры биологического объекта после ее разрушения. Соответственно уровням организации живого различают клеточную (или внутриклеточную), тканевую, органную регенерацию. Предметом общей гистологии является регенерация на тканевом уровне.
Различают регенерацию физиологическую, которая совершается постоянно в здоровом организме, и репаративную — вследствие повреждения. У разных тканей возможности регенерации неодинаковы.
В ряде тканей гибель клеток генетически запрограммирована и совершается постоянно (в многослойном ороговевающем эпителии кожи, в однослойном каемчатом эпителии тонкой кишки, в крови). За счет непрерывного размножения, в первую очередь полустволовых клеток-предшественников, количество клеток в популяции пополняется и постоянно находится в состоянии равновесия. Наряду с запрограммированной физиологической гибелью клеток во всех тканях происходит и незапрограммированная — от случайных причин: травмирования, интоксикаций, воздействий радиационного фона. Хотя в ряде тканей запрограммированной гибели нет, но в течение всей жизни в них сохраняются стволовые и полу-стволовые клетки. В ответ на случайную гибель возникает их размножение и популяция восстанавливается.
У взрослого человека в тканях, где стволовых клеток не остается, регенерация на тканевом уровне невозможна, она происходит лишь на клеточном уровне.
Органы и системы организма являются многотканевыми образованиями, в которых различные ткани тесно взаимосвязаны и взаимообусловлены при выполнении ряда характерных функций. В процессе эволюции у высших животных и человека возникли интегрирующие и регулирующие системы организма — нервная и эндокринная. Все многотканевые компоненты органов и систем организма находятся под контролем этих регулирующих систем и, таким образом, осуществляется высокая интеграция организма как единого целого. В эволюционном развитии животного мира с усложнением организации возрастала интегрирующая и регулирующая роль нервной системы, в том числе и в нервной регуляции деятельности эндокринных желез.
Ткани растений их виды, строение и функции (таблица)
Ткани растений — это совокупность клеток, которые имеют одинаковое происхождение, выполняют одну или несколько функций, занимают определенное положение в организме растения, и межклеточного вещества. У растений выделяют следующие виды тканей: образовательные (меристемы) — к ним относятся верхушечные (конус нарастания), вставочные, боковые (камбий, пробковый камбий, раневая); покровные — такие как кожица (эпидерма), пробка; проводящие — к ним относятся сосуды (трахеи), трахеиды, ситовидные трубки; механические — сюда входят волокна и каменистые клетки; основные — к ним относятся запасающая, фотосинтезирующая (хлоренхима, столбчатая, губчатая ткани), древесная паренхима, лубяная паренхима, водо- и воздухоносная ткань.
На рисунке ниже показан структура строения различных видов растительных тканей:
Таблица ткани растений их строение, классификация
Образовательная (меристема):
Меристема образована живыми, мелкими, плотными сомкнутыми клетками, с крупным ядром, густой цитоплазмой и мелкими вакуолями
1. Участвует в образовании новых клеток и дифференциации этих клеток в клетки других тканей.
2. Клетки образовательной ткани постоянно делятся и дифференцируются в клетки постоянных тканей.
Конус нарастания в почках, зародыше семени, на кончиках корней
1. Обеспечивает рост органов в длину.
2. Благодаря делению клеток и их дифференциации образуются ткани корней, побегов, листьев, цветков.
Основания междоузлий стебля и основания листа
Расположен между древесиной и лубом стеблей и корней
Функция утолщение стебля и корня.
Покровная ткань растений:
Располагается на поверхности
1. Предохраняет растение от высыхания и других неблагоприятных воздействий. 2. Участвует в процессе дыхания. 3. Участвует в обмене веществ между окружающей средой.
Состоит из слоя живых, плотно сомкнутых клеток с утолщенной стенкой, без хлоропластов. В кожице листьев и зеленых побегов имеются устьица
Расположена на поверхности листьев, молодых побегов, всех частей цветка
1. Защита органов от высыхания и микроорганизмов.
2. Устьица обеспечивают газо- и водообмен в растениях.
Состоит из мертвых клеток, стенки которых пропитаны жировым веществом — суберином. Чечевички
Покрывает зимующие стебли многолетних растений корневища, клубни, корни
1. Защищает от колебаний температур, механических воздействий, различных вредителей.
2. Многослойная пробка образует на поверхности стебля защитный чехол, в котором находятся чечевички для газо- и водообмена.
Читайте также: Ткань для платья трансформера
Комплекс многослойной пробки и других мертвых тканей, сменяет эпидермис у многолетних растений
Покрывает нижнюю часть стволов, хорошо выражена у коркового дуба
Выполняет функцию защита от механических повреждений, перепадов температур, вредителей, микроорганизмов.
Основная ткань — паренхима:
Основная растительная ткань состоит обычно из живых, тонкостенных клеток, составляющих основу органов
2. Запас питательных веществ.
3. Различают также воздухоносную и водоносную паренхимы.
Ассиммиляционая ткань (фотосинтезирующая)
Столбчатая и губчатая ткань листа, содержит хлоропласты
В основном — в зеленых листьях и молодых побегах
Состоит из однородных тонкостенных клеток, в которых откладываются белки, жиры, углеводы и другие запасные вещества. Часто имеют крупные вакуоли с клеточным соком
Она находится в стеблях древесных растений (сердцевина), корнеплодах, клубнях, луковицах, плодах и семенах
1. Накопление запасных питательных веществ.
2. Клетки основных тканей способны превращаться во вторичную образовательную ткань, за счет которой происходит вегетативное размножение растений.
Состоит из крупных, рыхло расположенных клеток
В стеблях и (или) листьях растений засушливого климата (кактусы, алое, бутылочное дерево)
Служит для запасания воды у растений засушливого климата
Воздухоносная паренхима — аэренхима
Клетки аэренхимы образуют крупные воздухоносные межклетники
Развивается у водных и болотных растений в стеблях и реже в листьях (рогоз, тростник)
По межклетникам воздух доставляется к подводным частям растений и обеспечивается аэрация
Проводящая ткань:
Состоит из вытянутых клеток
Проводящая ткань является составной частью древесины (ксилемы) и луба (флоэмы)
Занимается транспортом питательных веществ от корня к листьям (восходящий ток), от листьев к корню (нисходящий)
В состав ксилемы входят сосуды (мертвые вытянутые клетки, лишенные поперечных перегородок, стенки которых пропитаны лигнином, придающим сосудам дополнительную твердость), древесинная паренхима и механическая ткань
Расположена в древесине стебля, проводящей зоне корня, жилках листьев
Главная проводящая ткань высших сосудистых растений. Она также участвует в транспорте минеральных веществ (восходящий ток), запасает питательные вещества и выполняет опорную фун-ю
Флоэма (луб, ситовидные трубки)
Состоит из ситовидных трубок с клетками спутниками, лубяной паренхимы и лубяных волокон (механическая ткань). Ситовидные трубки образованы живыми клетками, поперечные перегородки которых пронизаны маленькими отверстиями, образующими «сито». В клетках нет ядер, но они имеют цитоплазму, тяжи которой проходят в соседние клетки через сквозные отверстия в перегородках. Клетки-спутники соединяются с ситовидными трубками плазмодесмами и выполняют функцию питания, синтеза ферментов и так далее.
Образует проводящие пучки в лубе вдоль стебля, корня, жилок листьев
Проводит растворенные орган. вещества, образованные в листьях (нисходящий ток), в стебель, корень, цветки, плоды.
Проводящие сосудисто -волокнистые пучки
Комплекс из древесины и луба в виде отдельных тяжей у трав и сплошного массива у деревьев
Центральный цилиндр корня и стебля; жилки листьев и цветков
Проводят по древесине воду и минеральные вещества; по лубу — органические вещества; укрепление органов, связь их в одно целое
Механическая ткань растений:
Клетки механической ткани (лубяные и древесинные волокна) имеют толстые утолщенные и одревесневшие оболочки, плотно прилегающие друг к другу
Механические ткани в основном расположены в стебле, в корне имеется только в центре. Окружают сосудистые пучки
Придает прочность органам растения, противодействует разрыву или излому, образуют каркас, поддерживающий органы растения
Склереиды — округлые мертвые клетки с очень толстыми одревесневшими оболочками
Образуют семенную кожуру, скорлупу ореха
Защищают семена от воздействия внешней среды
Выделительная ткань:
Состоит из клеток, образующих и выделяющих различные вещества (секреты)
Функция этой ткани растений — выделение секрета
Живые клетки образующие длинные выросты — волоски, внутри которых жидкий секрет
На поверхности листьев, стеблей (стрекательные клетки крапивы, железистые волоски герани). В основании лепестков
1. Выделение веществ, защищающих от поедания животными, микроорганизмов, испарения
2. Выделение пахучих веществ, привлекающих насе комых- опылителей
Живые клетки, заполненные сладким веществом, часто сильно пахнущим
Цветок (чаще всего у основания лепестков)
Выделение нектара, который привлекает насекомых- опылителей
Мертвые вытянуты клетки, заполненные смолой или млечным соком
Древесина хвойных, стебель одуванчика, молочая
Защита от микроорганизмов, повреждений, поедания животными
_______________
Источник информации: Весь курс школьной программы в схемах и таблицах: биология /-СПб.:Тригон,2007.
- 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