Биология изучает все живое на планете Земля, начиная с глобальной экосистемы Земли — биосферы — и заканчивая самыми мельчайшими живыми частицами — клетками. Раздел биологии о клетках называется «цитология». Она изучает все живые клетки, которые бывают ядерными и безъядерными.
Значение ядра для клетки
Как видно из названия, безъядерные клетки не имеют ядра. Они характерны для прокариотов, которые сами по себе являются такими клетками. Сторонники теории эволюции считают, что эукариотические клетки произошли от прокариотических. Основным отличием эукариотов в процессе развития жизни стало именно клеточное ядро. Дело в том, что в ядрах содержится вся наследственная информация – ДНК. Потому для эукариотических клеток отсутствие ядра обычно отклонение от нормы. Однако бывают исключения.
Прокариотические организмы
Безъядерными клетками являются прокариотические организмы. Прокариоты – древнейшие существа, состоящие из одной клетки или колонии клеток, к ним относятся бактерии и археи. Их клетки называют доядерными.
Главной особенностью биологии клеток прокариотов является, как уже было упомянуто, отсутствие ядра. По этой причине их наследственная информация хранится оригинальным способом – вместо эукариотических хромосом ДНК прокариота «упакована» в нуклеоид – кольцевую область в цитоплазме. Наряду с отсутствием оформленного ядра нет мембранных органоидов – митохондрий, аппарата Гольджи, пластид, эндоплазматической сети. Вместо них необходимые функции выполняются мезосомами. Рибосомы прокариотов гораздо меньше эукариотических по размеру, а их количество меньше.
Безъядерные клетки растений
У растений есть ткани, состоящие из одних безъядерных клеток. Например, луб или флоэма. Он находится под покровной тканью и представляет собой систему из разных тканей: основной, опорной и проводящей. Основным элементом луба, относящимся к проводящей ткани, являются ситовидные трубки. Состоят они из члеников — удлинённых безъядерных клеток с тонкими клеточными стенками, главным компонентом которых являются целлюлоза и пектиновые вещества. Ядро они теряют при созревании — оно отмирает, а цитоплазма превращается в тонкий слой, размещённый у стенки клетки. Жизнь этих безъядерных клеток связана с клетками-спутниками, имеющими ядро; они тесно связаны друг с другом и фактически составляют одно целое. Членики и спутники развиваются в общей меристематической клетке.
Клетки ситовидных трубок живые, но это единственное исключение; все остальные клетки без ядра у растений являются мертвыми. У эукариотических организмов (к которым относятся и растения) безъядерные клетки способны жить очень короткое время. Клетки ситовидных трубок недолговечны, после смерти образуют поверхностный слой растения – покровную ткань (например, кору дерева).
Безъядерные клетки человека и животных
В организме человека и млекопитающих животных также есть клетки без ядра – эритроциты и тромбоциты. Рассмотрим их подробнее.
Эритроциты
Иначе их называют красными кровяными тельцами. На этапе формирования молодые эритроциты содержат ядро, а вот взрослые клетки его не имеют.
Эритроциты обеспечивают насыщение кислородом органов и тканей. С помощью содержащегося в красных кровяных клетках пигмента гемоглобина клетки связывают молекулы кислорода и переносят их от лёгких в мозг и к другим жизненно важным органам. Также они участвуют в выводе из организма продукта газообмена – углекислого газа СО2, транспортируя его.
Эритроциты человека имеют размер всего 7-10 мкм и форму двояковогнутого диска. Благодаря маленьким размерам и эластичности, красные кровяные тельца легко проходят через капилляры, которые значительно меньше них по размеру. В результате отсутствия ядра и других клеточных органелл количество гемоглобина в клетке повышено, гемоглобин заполняет весь её внутренний объём.
Выработка эритроцитов проходит в костном мозге ребёр, черепа и позвоночника. У детей задействован также костный мозг костей ног и рук. Каждую минуту формируется более 2 миллионов эритроцитов, живущих около трёх месяцев. Интересный факт – красные клетки крови составляют примерно ¼ от всех клеток человека.
Тромбоциты
Раньше их называли еще кровяными пластинками. Это мелкие безъядерные клетки крови плоской формы, размер которых не превышает 2-4 мкм. Представляют собой фрагменты цитоплазмы, которые отделились от клеток костного мозга – мегакариоцитов.
Функцией тромбоцитов является формирование сгустка крови, который «затыкает» в сосудах поврежденные места, и обеспечение нормальной свертываемости крови. Также кровяные пластинки могут выделять соединения, способствующие росту клеток (так называемые факторы роста), поэтому они важны для заживления поврежденных тканей и способствуют их регенерации. Когда тромбоциты активизируются, то есть переходят в новое состояние, они принимают форму сферы с выростами (псевдоподиями), при помощи которых сцепляются друг с другом или сосудистой стенкой, закрывая тем самым её повреждение.
Читайте также: Лицевую сторону ткани определяют по нитям по блеску
Отклонение количества тромбоцитов от нормы может приводить к различным заболеваниям. Так, уменьшение количества кровяных пластинок повышает риск кровотечений, а их увеличение приводит к тромбозу сосудов, то есть появлению сгустков крови, которые в свою очередь могут стать причиной инфарктов и инсультов, эмболии лёгочной артерии и закупорке сосудов в других органах.
Образуются тромбоциты в костном мозге и селезёнке. После формирования 1/3 из них разрушается, а оставшиеся циркулируют в кровотоке чуть дольше недели.
Корнеоциты
Некоторые клетки кожи человека также не содержат ядер. Из безъядерных клеток состоят два верхних слоя эпидермиса – роговой и блестящий (цикловидный). Оба состоят из одинаковых клеток – корнеоцитов, которые представляют собой бывшие клетки нижних слоев эпидермиса – кератиноциты. Эти клетки, образовавшись на границе наружного и среднего слоев кожи (дермы и эпидермиса), поднимаются по мере «взросления» все выше, в шиповатый, а затем и в зернистый слои эпидермиса. В кераноците накапливается вырабатываемый им белок кератин — важный компонент, который отвечает за прочность и упругость нашей кожи. В итоге клетка теряет ядро и практически все органеллы, поэтому большую её часть составляет белок кератин.
Получившиеся корнеоциты имеют плоскую форму. Плотно прилегая друг к другу, они образуют роговой слой кожи, служащий барьером для микроорганизмов и многих веществ – его чешуйки выполняют защитную функцию. Переходным от зернистого к роговому служит блестящий слой, также состоящий из потерявших ядра и органеллы кератиноцитов. По сути, корнеоциты – это мертвые клетки, так как никаких активных процессов в них не происходит.
Безъядерные клетки в трансплантологии
Для клонирования клеток нужных тканей в трансплантологии используются искусственно созданные безъядерные клетки. Так как генетическую информацию у эукариотических организмов хранит именно ядро, путём манипуляций с ним можно воздействовать на свойства клетки. Как бы фантастически это ни звучало, но можно заменить ядро и таким способом получить совершенно другую клетку. Для этого ядра удаляются или разрушаются различными способами – хирургическим, с помощью ультрафиолетового излучения или центрифугирования в сочетании с воздействием цитохалазинов. В полученную безъядерную клетку пересаживают новое ядро.
До сих пор учёные не пришли к общему мнению по поводу этичности клонирования, потому оно всё ещё находится под запретом.
Таким образом, фактически живые безъядерные клетки у высших (эукариотических) организмов почти не встречаются. Исключением являются клетки крови человека – эритроциты и тромбоциты, а также клетки флоэмы у растений. В остальных случаях безъядерные клетки нельзя назвать живыми, как, например, клетки верхних слоев эпидермиса или клетки, полученные искусственным путем для клонирования тканей в трансплантологии.
Клетки крови: эритроциты, лейкоциты, тромбоциты
» data-image-caption=»» data-medium-file=»https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/05/kletki-krovi.jpg» data-large-file=»https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/05/kletki-krovi.jpg» title=»Клетки крови: эритроциты, лейкоциты, тромбоциты»>
Алена Герасимова (Dalles) Разработчик сайта, редактор
Общеизвестно, что основными клетками крови являются эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Приглядимся к ним поближе.
Эритроциты — строение и функции
Эритроциты — это основная часть состава клеток крови. Количество их у здоровых людей колеблется от 4,5 до 5,5 миллиона в 1 куб.мм. Если расположить их все в одну линию, то она протянется на 187000 км, более чем в 4,5 раза больше земного экватора. Ежесекундный распад 10 миллионов эритроцитов возмещается поступлением в кровь такого же их количества из кроветворных органов.
Эритроциты человека — безъядерные тельца, похожие на двояковогнутые диски, с диаметром, равным в среднем 7 микронам (0,007 мм).
По современным представлениям эритроцит имеет губчатую структуру, пропитанную гемоглобином — носителем кислорода. В составе эритроцитов его более 90%.
Из гемоглобина и кислорода (Нв) образуется непрочный оксигемоглобин. Именно из-за него кровь такого цвета. Основная часть его состава белковая — глобин и небелковая — гем. Успехи современной биохимии позволили изучить этапы его образования, очень сложного и многоступенчатого. Гем способствует гемоглобину “рыхло” соединяться с кислородом, этим он обязан железу, которое присутствует в нем.
Связи кислорода и гемоглобина целиком зависит от содержания (концентрации, или «напряжения») этого газа в окружающей среде. Если раствор гемоглобина окружен воздухом, содержащим 20% кислорода, то гемоглобин почти полностью насытится кислородом, т. е. превратится в оксигемоглобин.
Но если его поместить в безвоздушное пространство или атмосферу азота, то кислород полностью отщепится и гемоглобин окажется восстановленным.
Как эритроциты переносят гемоглобин в организме
Проходя через капилляры легких, где имеется наибольшее напряжение кислорода, гемоглобин крови целиком насыщается кислородом. Этот процесс совершается по законам диффузии газов.
Читайте также: Какие ткани входят в состав листа 6 класс
Затем оксигемоглобин переносится в капилляры других тканей организма, где напряжение кислорода очень низкое благодаря чему он легко отделяется от гемоглобина. Освободившийся кислород используется клетками для поддержания их энергетического обмена.
Отечественный ученый П. А. Коржуев на примерах особей животного мира различного уровня развития показал, что расстановка разных видов животных в эволюционном ряду зависит от обеспеченности их гемоглобином (следовательно, и кислородом).
- Так, например, у рыб на килограмм веса тела гемоглобина сравнительно немного;
- У земноводных (следующая ступень развития) немного больше;
- Еще больше его у птиц и т. д.
- Самое большое его количество содержит кровь млекопитающих.
Что происходит с погибшими эритроцитами
Основная задача эритроцитов — переноска кислорода. Они обладают минимальным обменом веществ. В среднем они живут 100—120 дней. Старея, эритроциты подвергаются распаду: в конце своей жизни в селезенке, и печени приклеиваются к особым клеткам на стенках сосудов.
Такие клетки обладают способностью захватывать различные высокомолекулярные и чужие частицы, попадающие в кровь. Этот процесс поглощения (фагоцитоз) распространяется также и на состарившиеся эритроциты, которые для организма стали уже чужеродными.
Непосредственное отношение к процессу кроворазрушения имеет селезенка. Этот орган — «губчатый мешок» из очень рыхлой ткани, переполненной кровью, способен разрушать красные кровяные тельца, что дало повод уже давно называть ее «кладбищем» этих клеток. (По некоторым данным, свыше 70% всех эритроцитов, закончивших свой жизненный цикл, оказываются именно в ней).
Следует отметить, что у здорового человека селезенка разрушает лишь старые или случайно поврежденные красные тельца. Каков же механизм освобождения крови от тех из них, что уже отжили или повреждены? Это удалось открыть с помощью интересных опытов на животных с использованием современной электронной микроскопии.
Крысам вводили токсические для эритроцитов вещества и наблюдали прохождение их через стенку сосудов селезенки. Нормальные клетки легко фильтруются через сосудистые поры: при прохождении через них «гибкие» эритроциты меняют свою форму и проскальзывают в общем токе крови.
Но, старея или повреждаясь, становясь менее эластичными они больше неспособны проникать через капилляры, фильтруются в селезенке и поглощаются (фагоцитоз) ретикуло-эндотелиальными клетками. При распаде в печени эритроцитов образуется пигмент билирубин, который в кишечнике, под влиянием микробов подвергается дальнейшему химическому превращению.
При этом образуется пигмент стеркобилин, который окрашивает кал таким коричневым цветом. Количество этого пигмента в кале говорит об объемах распадающихся эритроцитов.
Нормы эритроцитов по полу и возрасту
| Пол, возраст | Норма, клеток/л |
| У взрослых мужчин | 3.9•10 12 –5,5•10 12 |
| У взрослых женщин | 3,9•10 12 –4,7•10 12 |
| В пуповинной крови плода | 3,9•10 12 –5,5•10 12 |
| 1-3 дня от рождения | 4,0•10 12 –6,6•10 12 |
Что происходит с железом, накопившемся в эритроцитах
Сейчас сложилось твердое убеждение, что железо, освободившееся при гибели эритроцитов, полностью используется для построения его новых молекул, предварительно отложившись в печени и селезенке в резерве. Из резерва оно в костном мозге принимает участие в гемоглобинообразовании.
Помимо использования резервного железа, открыт механизм непосредственной утилизации гемоглобинового железа кроветворными клетками.
Здоровый человек ежесуточно при распаде эритроцитов теряет 20—30 мг железа, что равно суточной потребности. 90% этого железа вновь идет на построение нового гемоглобина в процессе созревания новых эритроцитов. Потери железа организмом ничтожны.
Лейкоциты — строение и функции
Лейкоциты — вторая основная составляющая крови, имеют ядро, протоплазму, или цитоплазму (от «цито» — клетка). Отдельные из них способны активно двигаться, наподобие простейших организмов, например, амеб.
В крови человека содержится в 1000 раз меньше лейкоцитов, чем эритроцитов.
Виды лейкоцитов
Лейкоциты бывают зернистыми и незернистыми. Зернистые лейкоциты или гранулоциты имеют протоплазму нагруженную зернами. Незернистые лейкоциты или агранулоциты зерен не содержат или содержат очень мало.
Незернистые и зернистые лейкоциты отличаются друг от друга несколькими признаками:
- способностью восприятия клетками кислых и щелочных красок;
- отсутствием или наличием зерен в цитоплазме;
- отличием в строении ядра;
- формой.
Так, например, цитоплазма эозинофила в окрашенном мазке содержит крупную зернистость, напоминающую кетовую икру, а базофильные лейкоциты имеют зерна, окрашивающиеся в фиолетово-синий цвет.
Ядра различных клеток имеют своеобразную форму, позволяющую отличать одни от других. Ядро зрелого нейтрофила, например, состоит из сегментов, соединенных между собой мостиками, а у лимфоцита ядро круглое и занимает большую часть клетки.
Защитная функция лейкоцитов
Некоторые формы лейкоцитов (прежде всего нейтрофилы и моноциты) поразительно способны к фагоцитозу, т. е. к поглощению и перевариванию различных микробов; простейших организмов, отживших клеток и всяких чужеродных веществ, попадающих в организм.
Присущая лейкоцитам защитная функция проявляется лишь после выхода из кровеносных сосудов. При кровотоке лейкоциты обволакивают внутренние стены капилляров и во множестве уходят из сосудов, протискиваясь между эндотелиальными клетками. При своем следовании они обнаруживают и переваривают в себе микробы и различные инородные тела.
Процесс движения лейкоцитов из сосудов в ткани совершается при посредстве вытягивания протоплазмы и образования ее выростов — так называемых ложноножек (псевдоподий). Лейкоциты активно проходят через неповрежденные стенки сосудов, легко проникают через оболочки (мембраны), двигаются в соединительной ткани.
Роль эозинофилов и базофилов остается еще недостаточно изученной. Больше сведений мы имеем в отношении лимфоцитов. Они образуются в лимфатических узлах, разбросанных по всему организму и в селезенке. (Количество лимфоидной ткани составляет около 1% веса тела!) Изучение продолжительности жизни лимфоцитов с использованием радиоактивной метки доказало, что они циркулируют в крови 100—200 дней, и лишь небольшая их часть исчезает из кровяного русла через 3—4 дня.
Есть основания считать, что лимфоциты участвуют в формировании иммунной системы организма и, таким образом, очень важны в процессах борьбы с микробами и действием их токсинов.
Нормы лейкоцитов по полу и возрасту
| Пол, возраст | Норма, единиц на литр (Ед/л) |
| Малыши до 3-х дней | 7 – 32 × 109 |
| До 1 года | 6 – 17,5 × 109 |
| 1-2 года | 6 – 17 × 109 |
| 2-6 лет | 5 – 15,5 × 109 |
| 6-16 лет | 4,5 – 13,5 × 109 |
| 16-21 год | 4,5 – 11 × 109 |
| Взрослые мужчины | 4,2 – 9 × 109 |
| Взрослые женщины | 3,98 – 10,4 × 109 |
| Пожилые мужчины | 3,9 – 8,5 × 109 |
| Пожилые женщины | 3,7 – 9 × 109 |
Тромбоциты — строение и функции
В крови есть еще третий форменный элемент—тромбоциты (кровяные пластинки).
Тромбоциты, как бы осколки протоплазмы производящих их гигантских клеток костного мозга — мегакариоцитов. Оказывается, что из одного мегакариоцита может образоваться до 400 пластинок. В 1 мм3 крови их насчитывается 250—400 тыс.
Размер кровяных пластинок очень мал — от 2 до 5 микрон. Они формой круглые или овальные, не имеют ядра. Сроки пребывания их в крови от 3 до 5 дней.
Клетки эти играют огромную роль в процессах свертывания крови и занимают ключевую позицию в процессе остановки кровотечения.
Основное, значимое свойство тромбоцитов — прилипать и покрывать чужеродную поверхность. Они при этом становятся больше размером и растягиваются принимая звездчатую форму. При повреждении мелких кровеносных сосудов тромбоциты устремляются к месту повреждения, прилипают кучкой и образуют собой тромб закрывающий место дефекта сосуда.
Вокруг него оседают нити фибрина и эритроциты, цвет тромба меняется на красный. Благодаря выпадению фибрина головка тромба плотно фиксируется к поврежденному сосуду и задерживает переход крови из сосуда наружу.
Таким образом, тромбоциты успешно организуют первичный, «пусковой» этап остановки кровотечения при повреждении сосуда. Поэтому при заболеваниях, которым свойственно отсутствие, малое количество или неполноценность тромбоцитов, наблюдаются самопроизвольные кровотечения и кровоизлияния.
- 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