Анатомия клетка ее строение и: Строение клетки человека и ее функции в организме

Содержание

Презентации по анатомии — Сайт Арзамасцевой Л.Н.





















Рассматривает предмет и методы анатомииПодробнее


Иллюстрирует сходство человека и приматовПодробнее


Презентация иллюстрирует материал параграфа 3 «Клетка, строение, химический состав и жизнедеятельность»Подробнее


Иллюстрирует материал параграфа 4 «Ткани»Подробнее


Иллюстрирует лабораторную работу 2 «Клетки и ткани под микроскопом»Подробнее


Дополняет материал по строению клетки и тканейПодробнее


Дополняет и поясняет  материал параграфа 2 учебника Анатомия 8 класс. Автор Драгомилов А.Г.Подробнее


Иллюстрирует содержание учебника параграфа 5 «Системы органов»  Биология. 8 класс. авт Драгомилов А.Г.Подробнее


Презентация «Мигательный рефлекс» иллюстрирует практическую работу №1 «Изучение мигательного рефлекса»Подробнее


Расширяет первоначальные представления о системе опоры и движенияПодробнее


Презентация «Гиподинамия» раскрывает вред малоподвижного образа жизни человекаПодробнее


Иллюстрирует материал по сохранению правильной осанкиПодробнее


Иллюстрирует материал о строении клеткиПодробнее

характеристика, строение и основные органеллы — Природа Мира

Автор Nat WorldВремя чтения 5 мин.Просмотры 2k.Обновлено

Клетки животных являются типичными эукариотическими клетками, заключенными в плазматическую мембрану и содержат окруженное мембраной ядро ​​и органеллы. В отличие от эукариотических клеток растений и грибов, клетки животных не имеют клеточной стенки. Эта особенность была утеряна в далеком прошлом одноклеточными организмами, которые породили царство животные. Большинство клеток, как животных, так и растений, имеют размер от 1 до 100 мкм (микрометров) и поэтому видны только с помощью микроскопа.

Читайте также: Основные отличия строения клеток растений и животных и Сравнение строения клеток животных, растений, грибов и бактерий

Клетки были обнаружены в 1665 году британским ученым Робертом Гуком, который впервые наблюдал их в своем грубом (по сегодняшним меркам) оптическом микроскопе XVII века. Фактически, Гук придумал термин «клетка» в биологическом контексте. Микроскоп является фундаментальным инструментом в области клеточной биологии и часто используется для наблюдения или изучения клеток различных организмов.

Особенности животных и их клеток

Отсутствие жесткой клеточной стенки позволило животным развить широкое разнообразие типов клеток, тканей и органов. Специализированные клетки, образовавшие нервы и ткани мышц, которые невозможно развить растениям, способствовали мобильности этих организмов. Способность двигаться с помощью специализированных мышечных тканей является отличительной чертой животного мира, хотя некоторые животные, в первую очередь губки, не обладают дифференцированными тканями. Примечательно, что простейшие могут передвигаться, но только через немышечные движение, а при помощи псевдоподий, ресничек и жгутиков.

Животное царство уникально среди эукариотических организмов, потому что большинство тканей животных связаны во внеклеточном матриксе тройной спиралью белка, известной как коллаген. Растительные и грибковые клетки связаны в тканях или агрегатах другими молекулами, такими как пектин. Тот факт, что никакие другие организмы не используют коллаген таким образом, является одним из признаков того, что все животные возникли от одного одноклеточного предка. Кости, раковины, спикулы и другие упрочненные структуры образуются, когда коллагенсодержащий внеклеточный матрикс между животными клетками становится кальцифицированным.

Животные — большая и невероятно разнообразная группа организмов. Будучи мобильным, они способны воспринимать и реагировать на окружающую среду, обладают гибкостью при поиске пищи, защите и размножении. Однако, в отличие от растений, животные не могут производить свою пищу, и поэтому всегда прямо или косвенно зависят от растительной жизни.

Большинство клеток животных диплоидны, что означает, что их хромосомы существуют в гомологичных парах. Известно, что иногда встречаются различные хромосомные плоиды. Распространение животных клеток происходит разными путями. В случаях полового размножения сначала необходим клеточный процесс мейоза, так что могут быть получены гаплоидные дочерние клетки или гаметы. Затем две гаплоидные клетки сливаются с образованием диплоидной зиготы, которая развивается в новый организм, путем деление клеток в процессе митоза.

Самые ранние ископаемые свидетельства животных датируются Вендским периодом (650-454 миллионов лет назад). Первое массовое вымирание закончилось этим периодом, но в течение последующего кембрийского периода, взрыв новых форм жизни привел к появлению многих основных групп фауны, известных сегодня. Есть свидетельства, что позвоночные животные появились до раннего ордовикского периода (505-438 миллионов лет назад).

Строение животных клеток

Схема строения клетки животных

Используйте приведенные ниже ссылки, чтобы получить более подробную информацию о различных органеллах, которые содержатся в клетках животных.

  • Центриоли — самовоспроизводящиеся органеллы, состоящие из девяти пучков микротрубочек и встречающиеся только в клетках животных. Они помогают в организации деления клеток, но не являются существенными для этого процесса.
  • Реснички и Жгутики — необходимы для передвижения клеток. В многоклеточных организмах реснички функционируют для перемещения жидкости или веществ вокруг неподвижной клетки, а также для передвижения клетки или группы клеток.
  • Эндоплазматический ретикулум — сеть мешочков, которая производит, обрабатывает и переносит химические соединения внутри и снаружи клетки. Он связан с двуслойной ядерной оболочкой, обеспечивающей трубопровод между ядром и цитоплазмой.
  • Эндосомы — мембранно-связанные везикулы, образованные совокупностью сложных процессов, известных как эндоцитоз, и обнаружены в цитоплазме практически любой клетки животных. Основным механизмом эндоцитоза является обратное тому, что происходит во время экзоцитоза или клеточной секреции.
  • Комплекс (аппарат) Гольджи — отдел распределения и доставки химических веществ клетки. Он модифицирует белки и жиры, встроенные в эндоплазматический ретикулум, а также подготавливает их к экспорту за пределы клетки.
  • Промежуточные филаменты — широкий класс волокнистых белков, которые играют важную роль как структурных, так и функциональных элементов цитоскелета. Они функционируют как элементы, которые помогают поддерживать форму и жесткость клетки.
  • Лизосомы — осуществляют пищеварительные функции, перерабатывая клеточные отходы.
  • Микрофиламенты — нити из глобулярных белков, называемые актином. Эти филаменты являются преимущественно структурными по своей функции и важным компонентом цитоскелета.
  • Микротрубочки — прямые, полые цилиндры, присутствующие в цитоплазме всех эукариотических клеток (у прокариот их нет) и выполняющие различные функции, от транспортировки до структурной поддержки.
  • Митохондрии — продолговатые органеллы, которые находятся в цитоплазме каждой эукариотической клетки. В клетке животных они являются основными генераторами энергии, превращая кислород и питательные вещества в энергию.
  • Ядро — высокоспециализированная органелла, которая служит в качестве информационно-административного центра клетки. Эта органелла имеет две основные функции: 1) хранение наследственного материала клетки или ДНК; 2) координиция деятельность клетки, которая включает в себя рост, посредственный метаболизм, синтез белка и размножение (деление клеток).
  • Пероксисомы — группа связанных одной мембраной сферических органелл, встречающиеся в цитоплазме.
  • Плазматическая мембрана — защитный слой клетки, который также регулируют прохождение молекул внутрь и из клеток.
  • Рибосомы — крошечные органеллы, состоящие из приблизительно 60% РНК и 40% белка. У эукариот рибосомы состоят из четырех нитей РНК. В прокариотах они включают три нити РНК.

Мне нравится2Не нравится

Не все нашли? Используйте поиск по сайту ↓

Структура и функции клетки. | Биология

Клетка – элементарная единица живой системы. Различные структуры живой клетки, которые отвечают за выполнение той или иной функции, получили название органоидов, подобно органам целого организма. Специфические функции в клетке распределены между органоидами, внутриклеточными структурами, имеющими определенную форму, такими, как клеточное ядро, митохондрии и др.

Клеточные структуры:

Цитоплазма. Обязательная часть клетки, заключенная между плазматической мембраной и ядром. Цитозоль – это вязкий водный раствор различных солей и органических веществ, пронизанный системой белковых нитей – цитоскелетам. Большинство химических и физиологических процессов клетки проходят в цитоплазме. Строение: Цитозоль, цитоскелет. Функции: включает различные органоиды, внутренняя среда клетки
Плазматическая мембрана. Каждая клетка животных, растений, грибов ограничена от окружающей среды или других клеток плазматической мембраной. Толщина этой мембраны так мала (около 10 нм.), что ее можно увидеть только в электронный микроскоп.

Липиды в мембране образуют двойной слой, а белки пронизывают всю ее толщину, погружены на разную глубину в липидный слой или располагаются на внешней и внутренней поверхности мембраны. Строение мембран всех других органоидов сходно с плазматической мембраной. Строение: двойной слой липидов, белки, углеводы. Функции: ограничение внутренней среды, сохранение формы клетки, защита от повреждений, регулятор поступления и удаления веществ.

Лизосомы. Лизосомы – это мембранные органоиды. Имеют овальную форму и диаметр 0,5 мкм. В них находится набор ферментов, которые разрушают органические вещества. Мембрана лизосом очень прочная и препятствует проникновению собственных ферментов в цитоплазму клетки, но если лизосома повреждается от каких-либо внешних воздействий, то разрушается вся клетка или часть ее.
Лизосомы встречаются во всех клетках растений, животных и грибов.

Осуществляя переваривание различных органических частиц, лизосомы обеспечивают дополнительным «сырьем» химические и энергетические процессы в клетке. При голодании клетки лизосомы переваривают некоторые органоиды, не убивая клетку. Такое частичное переваривание обеспечивает клетке на какое-то время необходимый минимум питательных веществ. Иногда лизосомы переваривают целые клетки и группы клеток, что играет существенную роль в процессах развития у животных. Примером может служить утрата хвоста при превращении головастика в лягушку. Строение: пузырьки овальной формы, снаружи мембрана, внутри ферменты. Функции: расщепление органических веществ, разрушение отмерших органоидов, уничтожение отработавших клеток.

Комплекс Гольджи. Поступающие в просветы полостей и канальцев эндоплазматической сети продукты биосинтеза концентрируются и транспортируются в аппарате Гольджи. Этот органоид имеет размеры 5–10 мкм.

Строение: окруженные мембранами полости (пузырьки). Функции: накопление, упаковка, выведение органических веществ, образование лизосом

Эндоплазматическая сеть
. Эндоплазматическая сеть является системой синтеза и транспорта органических веществ в цитоплазме клетки, представляющая собой ажурную конструкцию из соединенных полостей.
К мембранам эндоплазматической сети прикреплено большое число рибосом – мельчайших органоидов клетки, имеющих вид сферы с диаметром 20 нм. и состоящих из РНК и белка. На рибосомах и происходит синтез белка. Затем вновь синтезированные белки поступают в систему полостей и канальцев, по которым перемещаются внутри клетки. Полости, канальцы, трубочки из мембран, на поверхности мембран рибосомы. Функции: синтез органических веществ с помощью рибосом, транспорт веществ.

Рибосомы
. Рибосомы прикреплены к мембранам эндоплазматической сети или свободно находятся в цитоплазме, они располагаются группами, на них синтезируются белки. Состав белка, рибосомальная РНК Функции: обеспечивает биосинтез белка (сборку белковой молекулы из аминокислот).
Митохондрии. Митохондрии – это энергетические органоиды. Форма митохондрий различна, они могут быть остальными, палочковидными, нитевидными со средним диаметром 1 мкм. и длиной 7 мкм. Число митохондрий зависит от функциональной активности клетки и может достигать десятки тысяч в летательных мышцах насекомых. Митохондрии снаружи ограничены внешней мембраной, под ней – внутренняя мембрана, образующая многочисленные выросты – кристы.

Внутри митохондрий находятся РНК, ДНК и рибосомы. В ее мембраны встроены специфические ферменты, с помощью которых в митохондрии происходит преобразование энергии пищевых веществ в энергию АТФ, необходимую для жизнедеятельности клетки и организма в целом.

Мембрана, матрикс, выросты – кристы. Функции: синтез молекулы АТФ, синтез собственных белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов, образование собственных рибосом.

Пластиды
. Только в растительной клетке: лекопласты, хлоропласты, хромопласты. Функции: накопление запасных органических веществ, привлечение насекомых-опылителей, синтез АТФ и углеводов. Хлоропласты по форме напоминают диск или шар диаметром 4–6 мкм. С двойной мембраной – наружней и внутренней. Внутри хлоропласта имеются ДНК рибосомы и особые мембранные структуры – граны, связанные между собой и с внутренней мембраной хлоропласта. В каждом хлоропласте около 50 гран, расположенных в шахматном порядке для лучшего улавливания света. В мембранах гран находится хлорофилл, благодаря ему происходит превращение энергии солнечного света в химическую энергию АТФ. Энергия АТФ используется в хлоропластах для синтеза органических соединений, в первую очередь углеводов.
Хромопласты. Пигменты красного и желтого цвета, находящиеся в хромопластах, придают различным частям растения красную и желтую окраску. Корень моркови, плоды томатов.

Лейкопласты являются местом накопления запасного питательного вещества – крахмала. Особенно много лейкопластов в клетках клубней картофеля. На свету лейкопласты могут превращаться в хлоропласты (в результате чего клетки картофеля зеленеют). Осенью хлоропласты превращаются в хромопласты и зеленые листья и плоды желтеют и краснеют.

Клеточный центр. Состоит из двух цилиндров, центриолей, расположенных перпендикулярно друг другу. Функции: опора для нитей веретена деления

Клеточные включения. Клеточные включения то появляются в цитоплазме, то исчезают в процессе жизнедеятельности клетки.

Плотные, в виде гранул включения содержат запасные питательные вещества (крахмал, белки, сахара, жиры) или продукты жизнедеятельности клетки, которые пока не могут быть удалены. Способностью синтезировать и накапливать запасные питательные вещества обладают все пластиды растительных клеток. В растительных клетках накопление запасных питательных веществ происходит в вакуолях.

Зерна, гранулы, капли
Функции: непостоянные образования, запасающие органические вещества и энергию

Ядро
. Ядерная оболочка из двух мембран, ядерный сок, ядрышко. Функции: хранение наследственной информации в клетке и ее воспроизводство, синтез РНК – информационной, транспортной, рибосомальной. В ядерной мембране находятся споры, через них осуществляется активный обмен веществами между ядром и цитоплазмой. В ядре хранится наследственная информация не только о всех признаках и свойствах данной клетки, о процессах, которые должны протекать к ней (например, синтез белка), но и о признаках организма в целом. Информация записана в молекулах ДНК, которые являются основной частью хромосом. В ядре присутствует ядрышко. Ядро, благодаря наличию в нем хромосом, содержащих наследственную информацию, выполняет функции центра, управляющего всей жизнедеятельностью и развитием клетки.

%d1%81%d1%82%d1%80%d0%be%d0%b5%d0%bd%d0%b8%d0%b5%20%d0%ba%d0%bb%d0%b5%d1%82%d0%ba%d0%b8 — со всех языков на все языки

Все языкиАнглийскийРусскийКитайскийНемецкийФранцузскийИспанскийШведскийИтальянскийЛатинскийФинскийКазахскийГреческийУзбекскийВаллийскийАрабскийБелорусскийСуахилиИвритНорвежскийПортугальскийВенгерскийТурецкийИндонезийскийПольскийКомиЭстонскийЛатышскийНидерландскийДатскийАлбанскийХорватскийНауатльАрмянскийУкраинскийЯпонскийСанскритТайскийИрландскийТатарскийСловацкийСловенскийТувинскийУрдуФарерскийИдишМакедонскийКаталанскийБашкирскийЧешскийКорейскийГрузинскийРумынский, МолдавскийЯкутскийКиргизскийТибетскийИсландскийБолгарскийСербскийВьетнамскийАзербайджанскийБаскскийХиндиМаориКечуаАканАймараГаитянскийМонгольскийПалиМайяЛитовскийШорскийКрымскотатарскийЭсперантоИнгушскийСеверносаамскийВерхнелужицкийЧеченскийШумерскийГэльскийОсетинскийЧеркесскийАдыгейскийПерсидскийАйнский языкКхмерскийДревнерусский языкЦерковнославянский (Старославянский)МикенскийКвеньяЮпийскийАфрикаансПапьяментоПенджабскийТагальскийМокшанскийКриВарайскийКурдскийЭльзасскийАбхазскийАрагонскийАрумынскийАстурийскийЭрзянскийКомиМарийскийЧувашскийСефардскийУдмурдскийВепсскийАлтайскийДолганскийКарачаевскийКумыкскийНогайскийОсманскийТофаларскийТуркменскийУйгурскийУрумскийМаньчжурскийБурятскийОрокскийЭвенкийскийГуараниТаджикскийИнупиакМалайскийТвиЛингалаБагобоЙорубаСилезскийЛюксембургскийЧерокиШайенскогоКлингонский

 

Все языкиРусскийАнглийскийДатскийТатарскийНемецкийЛатинскийКазахскийУкраинскийВенгерскийТурецкийТаджикскийПерсидскийИспанскийИвритНорвежскийКитайскийФранцузскийИтальянскийПортугальскийАрабскийПольскийСуахилиНидерландскийХорватскийКаталанскийГалисийскийГрузинскийБелорусскийАлбанскийКурдскийГреческийСловенскийИндонезийскийБолгарскийВьетнамскийМаориТагальскийУрдуИсландскийХиндиИрландскийФарерскийЛатышскийЛитовскийФинскийМонгольскийШведскийТайскийПалиЯпонскийМакедонскийКорейскийЭстонскийРумынский, МолдавскийЧеченскийКарачаевскийСловацкийЧешскийСербскийАрмянскийАзербайджанскийУзбекскийКечуаГаитянскийМайяАймараШорскийЭсперантоКрымскотатарскийОсетинскийАдыгейскийЯкутскийАйнский языкКхмерскийДревнерусский языкЦерковнославянский (Старославянский)ТамильскийКвеньяАварскийАфрикаансПапьяментоМокшанскийЙорубаЭльзасскийИдишАбхазскийЭрзянскийИнгушскийИжорскийМарийскийЧувашскийУдмурдскийВодскийВепсскийАлтайскийКумыкскийТуркменскийУйгурскийУрумскийЭвенкийскийЛожбанБашкирскийМалайскийМальтийскийЛингалаПенджабскийЧерокиЧаморроКлингонскийБаскскийПушту

Конспекты по биологии

Материалы для подготовки к ЕГЭ по биологии в максимально краткой, доступной и наглядной форме с привлечением методик мнемотехники для быстрого и качественного запоминания.

Раздел 1. Биология — наука о жизни

1.1. Биология как наука. Роль биологии

1.2. Признаки и свойства живого

1.3. Основные уровни организации живой природы

Раздел 2. Клетка как биологическая система

2.1. Клеточная теория. Развитие знаний о клетке

2.2. Клетка — единица строения, жизнедеятельности, роста и развития организмов. Сравнительная характеристика клеток растений, животных, бактерий, грибов

2.3. Химическая организация клетки

2.3.1. Неорганические вещества клетки

2.3.2. Органические вещества клетки: углеводы, липиды

2.3.3. Органические вещества клетки: белки

2.3.4. Органические вещества клетки: нуклеиновые кислоты

2.4. Строение про— и эукариотической клеток

2.5. Метаболизм

2.5.1. Энергетический и пластический обмен

2.5.2. Диссимиляция

2.5.3. Фотосинтез и хемосинтез

2.6. Биосинтез белка и нуклеиновых кислот. Гены, генетический код

2.7. Клетка — генетическая единица живого. Хромосомы. Жизненный цикл клетки. Митоз. Мейоз.

Раздел 3. Организм как биологическая система

3.1. Разнообразие организмов. Вирусы — неклеточные формы.

3.2. Воспроизведение организмов

3.3. Онтогенез

3.4. Генетика. Основные генетические понятия

3.5. Закономерности наследственности

3.6. Изменчивость признаков у организмов

3.7. Вредное влияние мутагенов на генетический аппарат клетки. Наследствениые болезни человека

3.8. Селекция. Значение генетики для селекции.

3.8.1. Генетика и селекция

3.8.2. Методы работы И.В. Мичурина

3.8.3. Центры происхождения культурных растений

3.9. Биотехнология, клеточная и генная инженерия, клонирование

Раздел 4. Многообразие организмов, их строение и жизнедеятельность

4.1. Систематика. Основные систематические (таксономические) категории

4.2. Царство Бактерии.

4.3. Царство Грибы. Лишайники

4.4. Царство Растения.

4.4.1. Общая характеристика царства Растения

4.4.2. Ткани высших растений

4.4.3. Корень

4.4.4. Побег

4.4.5. Цветок и его функции. Соцветия

4.5. Многообразие растений.

4.5.1. Жизненные циклы отделов растений

4.5.2. Однодольные и двудольные растения

4.5.3. Космическая роль растений

4.6. Царство Животные

4.6.1. Общая характеристика царства Животные

4.6.2. Одноклеточные или Простейшие

4.6.3. Тип Кишечнополостные

4.6.4. Тип плоские черви

4.6.5. Тип Первичнополостные или Круглые черви

4.6.6. Тип Кольчатые черви стр.1-5 стр. 6-11

4.6.7. Тип Моллюски

4.6.8. Тип Членистоногие стр.1-10 стр.11-25 стр. 26-35

4.7. Хордовые животные

4.7.1. Общая характеристика типа Хордовых

4.7.2. Надкласс Рыбы

4.7.3. Класс Земноводные

4.7.4. Класс Пресмыкающиеся

4.7.5. Класс Птицы

4.7.6.Класс Млекопитающие

Раздел 5. Человек и его здоровье

5.1. Ткани. Строение и жизнедеятельность органов и систем органов: пищеварения, дыхания, кровообращения, лимфатической системы стр.

5.1.1. Анатомия и физиология человека. Ткани стр.1-7 стр.8-20

5.1.2. Строение и функции пищеварительной системы

5.1.3. Строение и функции дыхательной системы

5.1.4. Строение и функции выделительной системы

5.2. Строение и жизнедеятельность органов и систем органов: опорно-двигательной, покровной, кровообращения, лимфообращения. Размножение и развитие человека

5.2.1. Строение и функции опорно-двигательной системы

5.2.2. Кожа, ее строение и функции

5.2.3. Строение и функции системы органов кровообращения и лимфообращения

5.2.4. Размножение и развитие организма человека

5.3. Внутренняя среда организма человека. Иммунитет. Обмен веществ и превращение энергии в организме человека

5.3.1. Внутренняя среда организма. Состав и функции крови. Группы крови. Переливание крови. Иммунитет

5.3.2. Обмен веществ в организме человека

5.4. Нервная и эндокринная системы. Нейрогуморальная регуляция процессов жизнедеятельности организма как основа его целостности, связи со средой

5.4.1. Нервная система. Общий план строения. Функции

5.4.2. Строение и функции центральной нервной системы

5.4.3. Строение и функции вегетативной нервной системы

5.4.4. Эндокринная система. Нейрогуморальная регуляция процессов жизнедеятельности

5.5. Анализаторы. Органы чувств. Высшая нервная деятельность

5.5.1 Органы чувств (анализаторы). Строение и функции органов зрения и слуха

5.5.2. Высшая нервная деятельность

5.6. Личная и общественная гигиена, здоровый образ жизни. Приемы оказания первой помощи.

Раздел 6. Надорганизменные системы. Эволюция органического мира

6.1. Вид, его критерии и структура. Популяция — структурная единица вида и элементарная единица эволюции. Способы видообразования. Микроэволюция

6.2. Развитие эволюционных идей. Движущие силы, элементарные факторы эволюции. Синтетическая теория эволюции

6.2.1. Развитие эволюционных идей. Значение работ К. Линнея, учения Ж.-Б. Ламарка, эволюционной теории Ч. Дарвина. Взаимосвязь движущих сил эволюции. Элементарные факторы эволюции

6.2.2. Творческая роль естественного отбора. Синтетическая теория эволюции. Исследования С.С.Четверикова. Роль эволюционной теории в формировании современной естественнонаучной картины мира

6.3. Результаты эволюции. Доказательства эволюции живой природы.

6.4. Макроэволюция. Направления и пути эволюции. Биологический прогресс и регресс, ароморфоз, идиоадаптация, дегенерация. Причины биологического прогресса и регресса. Гипотезы возникновения жизни на Земле. Эволюция органического мира. Основные ароморфозы в эволюции растений и животных

6.5. Происхождение человека. Человек как вид, его место в системе органического мира. Гипотезы происхождения человека. Движущие силы и этапы эволюции человека. Человеческие расы, их генетическое родство. Биосоциальная природа человека

Раздел 7. Экосистемы и присущие им закономерности

7.1. Среды обитания организмов. Факторы среды. Законы оптимума и минимума. Биологические ритмы. Фотопериодизм

7.2. Экосистема, ее компоненты, структура. Цепи и сети питания, их звенья. Правило экологической пирамиды. Структура и динамика численности популяций

7.3. Разнообразие, саморазвитие, смена экосистем. Агроэкосистемы, основные отличия от природных экосистем

7.4. Круговорот веществ и превращения энергии в экосистемах. Биологическое разнообразие, саморегуляция и круговорот веществ — основа устойчивого развития экосистем

7.5—7.6. Биосфера — глобальная экосистема. Учение В.И. Вернадского

Органоиды клетки, подготовка к ЕГЭ по биологии


Органоиды (органеллы) клетки — специализированные структуры клетки, выполняющие различные жизненно необходимые
функции. Особенно сложно устроены клетки простейших, где одна клетка составляет весь организм и выполняет функции
дыхания, выделения, пищеварения и многие другие.


Органоиды клетки подразделяются на:

  • Немембранные — рибосомы, клеточный центр, микротрубочки, органоиды движения (жгутики, реснички)
  • Одномембранные — ЭПС, комплекс (аппарат) Гольджи, лизосомы и вакуоли
  • Двумембранные — ядро, пластиды, митохондрии


Прежде чем говорить об органоидах клетки, без которых невозможна ее жизнедеятельность, необходимо
упомянуть о том, без чего вообще не существует клетки — о клеточной мембране. Клеточная мембрана ограничивает клетку
от окружающего мира и формирует ее внутреннюю среду.

Клеточная мембрана (оболочка)


Запомните, что в отличие от клеточной стенки, которая есть только у растительных клеток и у клеток грибов (она придает им плотную,
жесткую форму) клеточная мембрана есть у всех клеток без исключения! Этот важный момент объясню еще раз 🙂 У клеток животных имеется
только клеточная мембрана, а у клеток растений и грибов есть и клеточная стенка, и клеточная мембрана.


Клеточная мембрана представляет собой билипидный слой (лат. bi — двойной + греч. lipos — жир), который пронизывают молекулы
белков.


Билипидный слой представлен двумя слоями фосфолипидов. Обратите внимание, что их гидрофобные концы обращены внутрь мембраны, а
гидрофильные «головки» смотрят наружу. Билипидный слой насквозь пронизывают интегральные белки, частично — погруженные белки,
имеются также поверхностно лежащие белки — периферические.


Белки принимают участие в:

  • Поддержании постоянства структуры мембраны
  • Рецепции сигналов из окружающей среды (химического раздражения)
  • Транспорте веществ через мембрану
  • Ускорении (катализе) реакций, которые ассоциированы с мембраной


Интегральные (пронизывающие) белки образуют каналы, по которым молекулы различных веществ могут поступать в клетку или удаляться из нее.
«Заякоренные» молекулы олигосахаридов на поверхности клетки образуют гликокаликс, который выполняет рецепторную функцию, участвует
в избирательном транспорте веществ через мембрану.


Теперь вы знаете, что гликокаликс — надмембранный комплекс, совокупность клеточных рецепторов, которые нужны клетке для восприятия регуляторных
сигналов биологически активных веществ (гормонов, гормоноподобных веществ). Гормон избирателен, специфичен и присоединяется
только к своему рецептору: меняется конформация молекулы рецептора и обмен веществ в клетке. Так гормоны
регулируют жизнедеятельность клеток.


Вирусы и бактерии не являются исключением: они взаимодействуют только с теми клетками, на которых есть подходящие к
ним рецепторы. Так, вирус гриппа поражает преимущественно клетки слизистой верхних дыхательных путей. Однако, если рецепторов
нет, то вирус не может проникнуть в клетку, и организм приобретает невосприимчивость к инфекции. Вспомните врожденный
иммунитет: именно по причине отсутствия рецепторов человек не восприимчив ко многим болезням животных.


Итак, вернемся к клеточной мембране. Ее можно сравнить со стенами помещения, в котором, вероятно, вы находитесь. Стены дома защищают
его от ветра, дождя, снега и прочих факторов внешней среды. Рискну предположить, что в вашем доме есть окна и двери, которые
по мере необходимости открываются и закрываются 🙂 Так и клеточная мембрана может сообщать внутреннюю среду клетки с внешней средой:
через мембрану вещества поступают в клетку и удаляются из нее.


Подведем итоги. Клеточная мембрана выполняет ряд важнейших функций:

  • Разделительная (барьерная) — образует барьер между внешней средой и внутренней средой клетки (цитоплазмой с органоидами)
  • Поддержание обмена веществ между внешней средой и цитоплазмой

  • Через мембрану по каналам кислород и питательные вещества поступают в клетку, а продукты жизнедеятельности — мочевина
    — удаляются из клетки во внешнюю среду.

  • Транспортная

  • Тесно связана с обменом веществ, однако здесь мне особенно хочется подчеркнуть варианты транспорта веществ через клетку.
    Выделяется два вида транспорта:


    • Пассивный — часто идет по градиенту концентрации, без затрат АТФ (энергии). Возможен путем осмоса, простой диффузии
      или облегченной (с участием белка-переносчика) диффузии.

    • Внутрь клетки с помощью осмоса поступает вода. Путем простой диффузии в клетку попадают O2, H2O,
      CO2, мочевина. Облегченная диффузия характерна для транспорта глюкозы, аминокислот.

    • Активный

    • Активный транспорт чаще происходит против градиента концентрации, в ходе него используются белки-переносчики и
      энергия АТФ. Ярким примером является натрий-калиевый насос, который накачивает ионы калия внутрь клетки, а ионы
      натрия выводит наружу. Это происходит против градиента концентрации, поэтому без затрат энергии (АТФ) не обойтись.


Внутрь клетки крупные молекулы попадают путем эндоцитоза (греч. endo — внутрь) двумя путями:

  • Фагоцитоз (греч. phago — ем + cytos — клетка) — поглощение твердых пищевых частиц и бактерий фагоцитами
  • Пиноцитоз (греч. pino — пью) — поглощение клеткой жидкости, захват жидкости клеточной поверхностью


Фагоцитоз был открыт И.И. Мечниковым, который создал фагоцитарную теорию иммунитета. Это теория гласит, что в основе иммунной системы
нашего организма лежит явление фагоцитоза: попавшие в организм бактерии уничтожаются фагоцитами (T-лимфоцитами), которые переваривают их.


В ходе эндоцитоза мембрана сильно прогибается внутрь клетки, ее края смыкаются, захватывая бактерию, пищевые частицы или жидкость внутрь
клетки. Образуется везикула (пузырек), который движется к пищеварительной вакуоли или лизосоме, где происходит внутриклеточное
пищеварение.


Клетки многих органов, к частности эндокринных желез, которые выделяют в кровь гормоны, транспортируют синтезированные вещества к
мембране и удаляют их из клетки с помощью экзоцитоза (от др.-греч. ἔξω — вне, снаружи). Таким образом, процессы экзоцитоза и
эндоцитоза противоположны.

Клеточная стенка


Расположена снаружи клеточной мембраны. Присутствует только в клетках бактерий, растений и грибов, у животных отсутствует.
Придает клетке определенную форму, направляет ее рост, придавая характерное строение всему организму.
Клеточная стенка бактерий состоит из полимера муреина, у грибов — из хитина, у растений — из целлюлозы.

Цитоплазма


Органоиды клетки расположены в цитоплазме, которая состоит из воды, питательных веществ и продуктов обмена. В цитоплазме
происходит постоянный ток веществ: поступившие в клетку вещества для расщепления необходимо доставить к органоидам, а побочные продукты — удалить из клетки.


Постоянное движение цитоплазмы поддерживает связь между органоидами клетки и обеспечивает ее целостность.

Прокариоты и эукариоты


Прокариоты (греч. πρό — перед и κάρυον — ядро) или доядерные — одноклеточные организмы, не обладающие в отличие от
эукариот оформленным ядром и мембранными органоидами. У прокариот могут обнаруживаться только немембранные органоиды.
Их генетический материал представлен в виде кольцевой молекулы ДНК — нуклеоида (нуклеоид — ДНК–содержащая зона клетки прокариот). К прокариотам относятся бактерии, в их числе цианобактерии (цианобактерий по-другому называют — сине-зеленые водоросли).


Эукариоты (греч. εὖ — хорошо + κάρυον — ядро) или ядерные — домен живых организмов, клетки которых содержат оформленное
ядро. Растения, животные, грибы — относятся к эукариотам.

Немембранные органоиды

  • Рибосома

  • Очень мелкая органелла (около 20 нм), которая была открыта после появления электронного микроскопа.
    Состоит из двух субъединиц: большой и малой, в состав которых входят белки и рРНК (рибосомальная РНК), синтезируемая
    в ядрышке.


    Запомните ассоциацию: «Рибосома — фабрика белка». Именно здесь в ходе матричного биосинтеза — трансляции, с которой
    подробнее мы познакомимся в следующих статьях, на базе иРНК (информационной РНК) синтезируется белок — последовательность
    соединенных аминокислот в заданном иРНК порядке.

  • Микротрубочки и микрофиламенты

  • Микротрубочки являются внутриклеточными белковыми производными, входящими в состав цитоскелета. Они поддерживают
    определенную форму клетки, участвуют во внутриклеточном транспорте и процессе деления путем образования нитей веретена деления. Микротрубочки
    также образуют основу органоидов движения: жгутиков (у бактерий жгутик состоит из сократительного белка — флагеллина) и ресничек.


    Микрофиламенты — тонкие длинные нитевидные структуры, состоящие из белка актина. Встречаются во всей цитоплазме,
    служат для создания тока цитоплазмы, принимают участие в движении клетки, в процессах эндо- и экзоцитоза.

  • Клеточный центр (центросома, от греч. soma — тело)

  • Этот органоид характерен только для животной клетки, в клетках грибов и высших растений отсутствует. Клеточный
    центр состоит из 9 триплетов микротрубочек (триплет — три соединенных вместе). Участвует в образовании нитей веретена деления,
    располагается на полюсах клетки.

  • Реснички и жгутики

  • Это органоиды движения, которые выступают над поверхностью клетки и имеют в основе пучок микротрубочек.
    Реснички встречаются только в клетках животных, жгутики можно обнаружить у животных, растений и бактерий.

Одномембранные органоиды

  • Эндоплазматическая сеть (ЭПС), эндоплазматический ретикулум (лат. reticulum — сеть)

  • ЭПС представляет собой систему мембран, пронизывающих всю клетку и разделяющих ее на отдельные изолированные части
    (компартменты). Это крайне важно, так как в разных частях клетки идут реакции, которые могут помешать друг другу,
    что нарушит процессы жизнедеятельности.


    Выделяют гладкую ЭПС и шероховатую ЭПС. Обе они выполняют функцию внутриклеточного транспорта веществ, однако между ними
    имеются различия. На мембранах гладкой ЭПС происходит синтез липидов, обезвреживаются вредные вещества. Шероховатая
    ЭПС синтезирует белок, так как имеет на мембранах многочисленные рибосомы (потому и называется шероховатой).

  • Комплекс (аппарат) Гольджи

  • Комплекс Гольджи состоит из трубочек, сети уплощенных канальцев (цистерн) и связанных с ними пузырьков. Располагается
    вокруг ядра клетки, внешне напоминает стопку блинов. Это — «клеточный склад». В нем запасаются жиры и углеводы, с
    которыми здесь происходят химические видоизменения.


    Модифицированные вещества упаковываются в пузырьки и могут перемещаться к мембране клетки, соединяясь с ней, они
    изливают свое содержимое во внешнюю среду. Можно догадаться, что комплекс Гольджи хорошо развит в клетках
    эндокринных желез, которые в большом количестве синтезируют и выделяют в кровь гормоны.


    В комплексе Гольджи появляются первичные лизосомы, которые содержат ферменты в неактивном состоянии.

  • Лизосома (греч. lisis — растворение + soma — тело)

  • Представляет собой мембранный пузырек, содержащий внутри ферменты (энзимы) — липазы, протеазы, фосфатазы.
    Лизосому можно ассоциировать с «клеточным желудком».


    Лизосома участвует во внутриклеточном пищеварении поступивших в клетку веществ. Сливаясь с фагосомой, первичная лизосома превращается во вторичную, ферменты активируются. После расщепления веществ образуется остаточное тельце — вторичная лизосома с непереваренными остатками, которые удаляются из клетки.


    Лизосома может переварить содержимое фагосомы (самое безобидное), переварить часть клетки или всю клетку целиком.
    В норме у каждой клетки жизненный цикл заканчивается апоптозом — запрограммированным процессом клеточной гибели.


    В ходе апоптоза ферменты лизосомы изливаются внутрь клетки, ее содержимое переваривается. Предполагают, что
    нарушение апоптоза в раковых клетках ведет к бесконтрольному росту опухоли.

  • Пероксисомы (лат. per — сверх, греч. oxys — кислый и soma — тело)

  • Пероксисомы (микротельца) содержат окислительно-восстановительные ферменты, которые разлагают H2O2
    (пероксид водорода) на воду и кислород. Если бы пероксид водорода оставался неразрушенными, это приводило бы
    к серьезным повреждениям клетки.

  • Вакуоли

  • Вакуоли характерны для растительных клеток, однако встречаются и у животных (у одноклеточных — сократительные
    вакуоли). У растений вакуоли выполняют другие функции и имеют иное строение: они заполняются клеточным соком, в котором
    содержится запас питательных веществ. Снаружи вакуоль окружена тонопластом.


    Трудно переоценить значение вакуолей в жизнедеятельности растительной клетки. Вакуоли создают осмотическое давление,
    придают клетке форму.


    Примечательно, что по размеру вакуолей можно судить о возрасте клетки: молодые клетки имеют
    вакуоли небольшого размера, а в старых клетках вакуоли могут настолько увеличиваться, что оттесняют ядро и остальные
    органоиды на периферию.

Двумембранные органоиды

  • Ядро («ядро» по лат. — nucleus, по греч. — karyon)

  • Важнейший компонент эукариотической клетки — оформленное ядро, которое у прокариот отсутствует. Внутренняя часть
    ядра представлена кариоплазмой, в которой расположен хроматин — комплекс ДНК, РНК и белков, и одно или несколько
    ядрышек.


    Ядрышко — место в ядре, где активно идет процесс матричного биосинтеза — транскрипция, с которым мы познакомимся
    подробнее в следующих статьях. В течение дня, наблюдая за одной и той же клеткой, можно увидеть разное количество
    ядрышек или не найти ни одного.


    Оболочка ядра состоит из двух мембран и пронизана большим количеством ядерных пор, через которые происходит сообщение
    между кариоплазмой и цитоплазмой. Главными функциями ядра является хранение, защита и передача наследственного материала
    дочерним клеткам.


    Замечу, что хромосомы видны только в момент деления клетки. Хромосомы представляют собой сильно спирализованные молекулы
    ДНК, связанные с белками.


    Я всегда рекомендую ученикам ассоциировать хромосому с мотком ниток: если все нитки обмотать
    вокруг одной оси, то они становятся мотком и хорошо видны (хромосомы — во время деления, спирализованное ДНК), если же клетка не
    делится, то нитки размотаны и разбросаны в один слой, хромосом не видно (хроматин — деспирализованное ДНК).


    Хромосомы отличаются друг от друга по строению, форме, размерам. Совокупность всех признаков (форма, число, размер) хромосом
    называется кариотип. Кариотип может быть представлен по-разному: существует кариотип вида, особи, клетки.


    Изучая кариотип человека, врач-генетик может обнаружить различные наследственные заболевания, к примеру, синдром Дауна — трисомия по 21-ой паре хромосом (должно быть 2 хромосомы, однако при синдроме Дауна их три).

  • Митохондрия

  • Органоид палочковидной формы. Митохондрию можно сравнить с «энергетической станцией». Если в цитоплазме происходит
    анаэробный этап дыхания (бескислородный), то в митохондрии идет более совершенный — аэробный этап (кислородный). В
    результате кислородного этапа (цикла Кребса) из двух молекул пировиноградной кислоты (образовавшихся из 1 глюкозы)
    получаются 36 молекул АТФ.


    Митохондрия окружена двумя мембранами. Внутренняя ее мембрана образует выпячивания внутрь — кристы, на которых имеется
    большое скопление окислительных ферментов, участвующих в кислородном этапе дыхания. Внутри митохондрия заполнена
    матриксом.


    Запомните, что особенностью этого органоида является наличие кольцевой молекулы ДНК — нуклеоида (ДНК–содержащая зона клетки прокариот), и рибосом. То есть
    митохондрия обладает собственным генетическим материалом и возможностью синтеза белка, почти как отдельный организм.


    В связи с этим, митохондрия считается полуавтономным органоидом. Вероятнее всего, изначально митохондрии были
    самостоятельными организмами, однако со временем вступили в симбиоз с эукариотами и стали частью клетки.


    Митохондрий особенно много в клетках мышц, в том числе — в сердечной мышечной ткани. Эти клетки выполняют активную работу и
    нуждаются в большом количестве энергии.

  • Пластиды (др.-греч. πλαστός — вылепленный)

  • Двумембранные органоиды, встречающиеся только в клетках высших растений, водорослей и некоторых простейших. У
    подавляющего большинства животных пластиды отсутствуют. Подразделяются на три типа:

    • Хлоропласт (греч. chlōros — зелёный)

    • Получил свое название за счет содержащегося в нем зеленого пигмента — хлорофилла (греч. chloros — зеленый
      и phyllon — лист). Под двойной мембраной расположены тилакоиды, которые собраны в стопки — граны. Внутреннее
      пространство между тилакоидами и мембраной называется стромой.


      Запомните, что светозависимая (световая) фаза фотосинтеза происходит на мембранах тилакоидов, а темновая
      (светонезависимая) фаза — в строме хлоропласта за счет цикла Кальвина. Это очень пригодится при изучении
      фотосинтеза в дальнейшем.


      Так же, как и митохондрии, пластиды относятся к полуавтономным органоидам: в них имеется кольцевидная ДНК (находится в нуклеоиде), рибосомы.

    • Хромопласты (греч. chromos – краска)

    • Пластиды, которые содержат пигменты каратиноиды в различных сочетаниях. Сочетание пигментов обуславливает
      красную, оранжевую или желтую окраску. Находятся в плодах, листьях, лепестках цветков.


      Хромопласты могут развиваться из хлоропластов: во время созревания плодов хлоропласты теряют хлорофилл и крахмал,
      в них активируется биосинтез каротиноидов.

    • Лейкопласты (др.-греч. λευκός — белый )

    • Не содержат пигментов, образуются в запасающих частях растения (клубни, корневища). В лейкопластах накапливается
      крахмал, липиды (жиры), пептиды (белки). На свету лейкопласты могут превращаться в хлоропласты и запускать
      процесс фотосинтеза.


© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021


Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Пателлофеморальный артроз и эндопротезирование надколенника | [Пателлофеморальный артрозПателлофеморальный артроз и эндопротезирование надколенника

Пателлофеморальный артроз коленного сустава


Помимо бедренной и большеберцовой костей, коленная чашечка (пателла) является еще одним составляющим звеном коленного сустава. Она выполняет основную функцию в сгибании и разгибании ноги. При сгибании ноги коленная чашечка смещается вверх и вниз, как желобок в кости верхней части ноги между двумя мыщелками. © Istockphoto.com / MedicalArtInc

Пателлофеморальный артроз коленного сустава вызывают дегенеративные изменения задней части надколенника (коленная чашечка). Вследствие ретропателлярного артроза, артрозные боли проявляются, прежде всего, когда человек спускается с лестницы либо с гористой поверхности.

Помимо бедренной (Femur) и большеберцовой (Tibia) костей, коленная чашечка является еще одним составляющим звеном сложного по строению коленного сустава. Функциональность коленного сустава так же зависит от состояния надколенника. Ретропателлярный артроз проявляется чаще всего у каменщиков, плиточников — людей, выполняющих свою работу в основном на коленях, либо у людей, работа которых связана с физическими нагрузками. Пателлофеморальный артроз может возникнуть так же и по причине неудачной операции либо деформации коленной чашечки (дисплазия коленного сустава). Пателлофеморальный артроз коленного сустава наблюдается и у бегунов. Женщины страдают данным заболеванием чаще, чем мужчины.

При артрозе суставный хрящ между коленной чашечкой и бедренной костью изнашивается вследствие давления и воспалительных процессов (износ суставного хряща).

Состояние надколенника имеет большое значение для экстензорного движения коленного сустава во время ходьбы либо положении «стоя». Когда человек сгибает ногу надколенник скользит по надколенниковой борозде бедренной кости, а когда разгибает, она смещается вперед. В этот момент больными ощущается «провал» в суставе, но на самом деле вывих происходит редко. Полная функциональность надколенника очень важна и после оперативного лечения коленного сустава. Сразу после операции наши специалисты по лечению колена рекомендуют восстановление движений в суставе и стопе, так как это улучшает кровоснабжение мышц нижней конечности и обеспечивает профилактику отека и тромбообразование. При сгибании либо разгибании ноги коленная чашечка, смещается вверх и вниз по желобкам большеберцовой и бедренной костей, предотвращая их смещение. Дополнительную фиксацию обеспечивает пателлярно-менисковая связка и сухожилие четырехглавой мышцы бедра.


Пателлофеморальный артроз, рентген: На данном снимке пациент лежит на спине, ноги согнуты в коленях. Снимок показывает состояние суставной щели при двух феморопателлярных суставах. Слева видно удовлетворительное состояние суставной щели. Коленная чашечка (надколенник) и надколенниковая поверхность бедренной кости находятся на расстоянии боле 3 мм. друг от друга. Справа виден пателлофеморальный артроз: Надколенник и бедренная кость касаются друг друга, хрящевой слой полностью изношен.© Gelenk-Klinik.de


Анатомическое изображение здорового колена и надколенника, боковых и крестообразных связок, а так же мениска. Пателлофеморальный артроз наблюдается между двумя мыщелками бедренной кости, так называемый феморопателлярный скользящий желобок. У каждого человека коленная чашечка и надколенниковая поверхность бедренной кости сформированы по-разному. У некоторых пациентов строение данных элементов приводит к нестабильности феморопателлярного сустава. В таком случае наблюдается высокое стояние надколенника (patella alta) либо его легкий выступ. Вышеуказанные факторы могут вызвать ретропателлярный артроз. © Istockphoto.com/MedicalArtInc

Начало дегенеративных изменений пателлофеморального сустава отмечается смягчением суставного хряща. Данная патология называется «Хондромаляция», во время которой наблюдаются морфологические изменения в хряще надколенника. Началом заболевания могут послужить острые травмы колена, но чаще всего в основе заболевания лежит хроническая перегрузка пателлофеморального сустава.

Пателлофеморальный артроз часто сопровождается тибиофеморальным (большеберцово-бедренным) артрозом коленного сустава. Зачастую артроз повреждает и латеральный (внешний) отдел коленного сустава. Таким образом, пателлофеморальный артроз чаще сопровождается X-образной (вальгусной) деформацией внешнего тибиофеморального отдела коленного сустава.

У 5-10% пациентов артроз за надколенником появляется в изолированной форме, не поражая важные компоненты коленного сустава. В данном случае пателлофеморальный артроз необходимо лечить с особым вниманием, чтобы предотвратить поражение всего коленного сустава.

Пателлофеморальный артроз: причины

Причины пателлофеморального артроза

  • Дисплазия надколенника и надколенной поверхности бедренной кости (47%)
  • Травмы: Переломы, остеохондральные повреждения (8%)
  • Идиопатические факторы: Лишний вес, чрезмерные нагрузки (41%)
  • Гиперподвижность коленной чашечки, мышечный дисбаланс (4%)

Очень часто пателлофеморальный артроз возникает вследствие нестабильности надколенника, которое вызывает недостаточное напряжение связок фиксирующих и поддерживающих его. Нарушение природных функций и форм коленной чашечки также является причиной данного недуга. Изменения формы надколенника могут привести к тому, что он сойдет со своего обычного положения и вытеснится со своей скользящей опоры. Подобные нарушения нередко сопровождаются нестабильностью и вывихом надколенника.


Артроз коленного сустава: внутренние и внешние повреждения. Надколенник с явным повреждением хряща феморопателлярного сустава. Характерно на прогрессирующей стадии артроза образование костных наростов (остеофиты). © Viewmedica

Такие общеизвестные факторы, как лишний вес оказывают нагрузку на пателлофеморальный сустав, особенно у людей более старшего возраста.

У более молодых пациентов пателлофеморальный артроз вызывается в основном деформацией коленного сустава либо деформацией надколенниковой поверхности, перенагрузками и деформацией надколенника. Еще одной причиной этого заболевания являются травмы.

Реконструкция передних крестообразных связок после перелома путем использования части сухожилия пателлы также может вызвать пателлофеморальный артроз коленного сустава.

Изолированная пателлофеморальная патология без нарушения форм и функций других отделов коленного сустава очень часто сопровождается О-образным искривлением голеней (варусная деформация).

Пателлофеморальный артроз: Симптомы

Симптомы пателлофеморального артроза

  • Боль в передней части колена.
  • Боли при подъеме по лестнице.
  • Боли при подъеме со стула после длительного положения «сидя».
  • Отечность и гипертермия.
  • Боли в положении приседа.
  • Хрустящие звуки в суставах.

У пациентов с пателлофеморальным синдромом, как правило, отмечаются боли в передней части колена, возникающие, прежде всего после того как они спускаются по лестнице, встают со стула, сгибают колени либо приседают. Нередко пациенты ощущают некий хруст в суставе за надколенником или онемение. Иногда, кажется, что колено совсем неподвижно, особенно при трении кости о кость в суставе между пателлой и бедренной костью. Воспалительные заболевания вызывают повышение температуры в области пателлофеморального сустава и выпот коленного сустава.

Стадии пателлофеморального артроза

  • 1-ая стадия: Легкая форма артроза, более 3 мм. хрящевого слоя.
  • 2-ая стадия: Умеренная форма артроза, расстояние между пателлой и надколенниковой поверхностью бедренной кости менее 3 мм.
  • 3-я стадия: Тяжелая форма артроза, соприкасание пателлы и бедренной кости.
  • 4-ая стадия: Очень тяжелая форма артроза, непрерывный костный контакт, отсутствие хряща.


Обследование отечных болей в колене со скоплением жидкости, причиной которых могут быть повреждения сухожилий и связок, а так же суставного хряща. При помощи ультразвука врач исследует двигательные элементы коленного сустава. © Gelenk-Klinik / Prof. Dr. Sven Ostermeier

Как ставится диагноз пателлофеморальный артроз коленного сустава?

Анамнез заболевания

  • Существует ли двусторонняя боль в колене?
  • Присутствуют ли травмы колена?
  • Имеется ли отек колена?
  • Болит ли колено при начале движения ноги?
  • Присутствует ли чувство скованности колена утром?
  • Усиливаются ли боли в колене при ходьбе?
  • Присутствует ли общая слабость в колене?
  • Сокращается ли максимально возможная дистанция ходьбы из-за болей в колене?
  • Наблюдаются ли ограничения в движении колена?

При составлении анамнеза заболевания пациент рассказывает врачу о своих болях и симптомах. Для эффективности обследования и правильного постановления диагноза врач устанавливает, не наблюдались ли у пациента повторные боли в передней части колена и вывихи надколенника.

Так же пациенту задаются вопросы касательно аварий, при которых мог произойти ушиб надколенника. Кроме того, важную роль в постановление диагноза играют такие факторы как физические нагрузки во время работы и подвывих надколенника. Сначала проводится клиническое обследование, во время которого специалист проверяет подвижность и стабильность коленного сустава и наблюдает за походкой пациента. При этом, особое внимание врач обращает на подвижность надколенника при сгибании. Так же, квалифицированный ортопед нашей клиники Геленк-Клиник в г. Фрайбур определяет степень отечности колена и проверяет, не повысилась ли температура колена вследствие артроза, вызванного воспалительным процессом.

Диагностика пателлофеморального артроза зависит от симптомов болезни. Во время профилактических медицинских осмотров пациентов без каких-либо жалоб на боли в надколеннике специалисты все-таки отмечают хрустящий звук либо чрезмерную подвижность пателлы. Эти пациенты никогда не обращались к врачу с болями в колене и, поэтому не нуждались в медицинском вмешательстве.

Рентген пателлофеморального сустава


Пателлофеморальный артроз вызывает несоответствие формы надколенника по отношению к надколенниковой поверхности бедренной кости. Путем обследования модели движения надколенника при сгибании и разгибании ноги, специалист может сузить круг возможных причин заболевания. © Prof. Dr. Sven Ostermeier

Рентгенография коленного сустава в прямой проекции является одним из важнейших методов диагностики суставной щели в пателлофеморальном суставе. Во время данного обследования ноги пациента согнуты. Таким образом, можно определить более точное расстояние пателлы к надколенниковой поверхности бедренной кости. Кроме того, специалисты клиники Геленк-Клиник в г. Фрайбург в Германии проводят рентген колена в боковой проекции: Если снимок показывает сужение суставной щели, это указывает на постепенный износ хряща вследствие воспалительного процесса.

Магнитно резонансная томография (МРТ)

МР-томограмма имеет смысл при подозрении на деформации либо на несоответствие формы надколенника по отношению к надколенниковой поверхности бедренной кости. Помимо деформаций, данное обследование показывает и консистенцию хрящевого слоя.

Пателлофеморальный артроз коленного сустава: Консервативное лечение

Большинство повреждений задней поверхности надколенника лечатся консервативными методами. Например, такая временная патология как «колено бегуна» встречается у пациентов более молодого возраста и лечится путем подбора правильных нагрузок и физиотерапии. При диагностике данной травмы стоит избегать лишних тренировочных нагрузок, так как боли с передней стороны колена могут возникнуть снова.

Физиотерапия и адаптация образа жизни

Симптомы заболевания пателлофеморальный артроз стабилизируются путем укрепления мышц бедра, а так же потери лишнего веса. Боли в надколеннике можно сократить, если избегать такие нагрузки как положение приседа и поднятие по лестнице. Упражнения на растяжение мышц улучшают латеральную (боковую) подвижность и ход надколенника в надколенниковой поверхности бедренной кости.

Ортопедические протезы

При сильных болях в надколеннике помогают ортопедические протезы (ортезы), которые на время ограничивают подвижность пателлы и освобождают ее от нагрузок. Специалисты нашей клиники окажут Вам квалифицированную помощь при выборе данного вида лечения болевого синдрома.

Болевая терапия и медикаменты

При помощи болеутоляющих и противовоспалительных медикаментов (нестероидные противовоспалительные препараты) контролируют ход заболевания.

Инъекционное лечение

При сложных воспалениях помогает инъекция кортизона. Однако данный метод не рекомендуется использовать постоянно. Инъекции внутрисуставной смазки (гиалуроновая кислота) улучшают способность скольжения коленного сустава, но не используются как форма этиотропной терапии ретропателлярного артроза. Успешной данная форма лечения может быть только при наличии определенного количества суставной поверхности, а так же при долгосрочном положительном результате.

Границы консервативного лечения

Когда отсутствует хрящевая поверхность и происходит трение костей друг о друга, консервативное лечение почти бессильно. Высококвалифицированные ортопеды-хирурги клиники Геленк-Клиник рассмотрят каждый случай в индивидуальном порядке и постараются помочь пациенту консервативными методами. Если же врач установит, что консервативное лечение не принесет желаемого результата, пациенту будут предложены другие формы лечения пателофеморальной патологии.

Пателлофеморальный артроз коленного сустава: Оперативное лечение

Операции на мягких тканях

Операции на мягких тканях при болях в передней части колена

  • Мобилизация латерально-пателлярной связки поддерживающей надколенник
  • Реконструкция медиально-пателлофеморальной связки
  • Операция медиальной широкой мышцы бедра

Пателофеморальный артроз и его симптоматика на ранних стадиях улучшается при помощи оперативного изменения силы и направления тяги различных связок, ведущих надколенник. Выбор метода операции зависит от пораженной области за надколенником. Путем сокращения либо удлинения сухожилий достигается адаптация пателлы в надколенниковой поверхности бедренной кости.

Трансплантация аутологичных клеток хряща

Трансплантация аутологичных клеток хряща подразумевает трансплантацию аутогенного суставного хряща пациента в поврежденную область за надколеником. Этот метод имеет смысл лишь тогда, когда повреждена только одна суставная поверхность. Если повреждены обе суставные поверхность, данный метод оперативного лечения не проводится.

При незначительных повреждениях хряща существует возможность нарастить его заново. Во время артроскопического вмешательства от менее перегруженного ретропателлярного хряща отделяется небольшая часть размером рисового зерна. При помощи полученной хрящевой массы в специальной лаборатории образуется большое количество хрящевых клеток. Спустя 6-8 недель эти клетки пересаживаются на пораженные места за надколенником. Примерно через 3 месяца из хрящевых клеток образуются крепкая хрящевая ткань с устойчивой гидравлической проницаемостью. Трансплантация аутологичных клеток хряща подходит более молодым пациентам. Регенерация хрящевой поверхности предотвращает артрозные заболевания, а так же имплантацию пателлофеморального протеза.


Частичный пателлофеморальный протез: Металлический имплантат на бедре между двумя бедренными мыщелками покрывает надколенниковую поверхность бедренной кости. Соединение полиэтиленового и титанового имплантата с обратной стороны надколенника образует скользящую поверхность. Наши специлиалисты цементированным имплантатам предпочитают конструкции HemiCAP. © 2med

Частичный пателлофеморальный протез коленного сустава

Причины имплантации протеза

  • Изолированный артроз пателлофеморального сустава.
  • Неудачное консервативное лечение.
  • Неудачное оперативное лечение на связках.
  • Боли и ограничения в повседневной жизни.
  • Хорошее состояние менисков
  • Хорошее состояние крестообразных связок
  • Стабильность суставов и радиус движений в норме.

Прогресс медицинских технологий в изготовлении протезов, а так же современное понимание о том, как устроен пателлофморальный сустав способствуют улучшению результатов лечения.

Результаты операции по имплантации частичного пателллофеморального протеза полностью зависят от качества обследования, медицинских показаний, а так же от точного размещения компонентов. Ключ к успеху в данном случае — это опыт.

Вес пациента играет немаловажную роль в сохранении протеза: Чем больше весит человек, тем меньше сохраняется ретропателлярный протез.

Когда имплантируют частичный пателлофеморальный протез?

Если суставный хрящ и пателла находятся в стадии разрушения либо изношены полностью, проводить суставосохраняющее лечение уже не имеет смысла. Однако если не повреждена другая часть коленного сустава — внутренний и внешний тибиофеморальные суставы между бедренной костью и костью голени — частичное протезирование надколенника является очень хорошей альтернативой.

Преимущества частичного пателлофеморального протезирования

Чтобы пателлофемморальный артроз не затронул главные компоненты коленного сустава, необходимо своевременное проведение операции. При помощи данного вмешательства наши специалисты сохраняют природное строение коленного сустава и заменяют только поврежденную область. Вовремя проведенная операция по частичному пателлофеморальному протезированию предотвращает полное эндопротезирование на долгие годы.

Когда запрещается проводить частичное пателлофеморальное протезирование?

Противопоказания

  • Ревматические воспаления
  • Остеопороз в продвинутой стадии
  • Бактериальные инфекции
  • Нестабильность мягких тканей и сухожилий

Если артроз затрагивает и другие отделы коленного сустава, изолированная операция по протезированию надколенника уже не имеет смысла.

Для того, чтобы пателлофемморальный протез продержался много лет, на коленом суставе не должны были проводиться операции по коррекции его нестабильности и формы. Продольная ось коленного сустава должна быть выпрямлена. Вальгусная либо варусная деформация нежелательна. Однако если пациенты обращаются с подобной патологией ног, врачи проводят такое сопровождающее вмешательство как остеотомия большеберцовой кости для выпрямления оси.

Для более точного разъяснения причин и противопоказаний частичного пателлофеморального протезирования пациенту необходимо обратиться к опытным специалистам.

Тотальное эндопротезирование является хорошим методом лечения артроза коленного сустава. Однако однополюсное/частичное протезирование позволяет сохранить связки и части хрящевой костной ткани в здоровых отделах колена, а так же способствует улучшению сгибательных функций.

Надколеннико-бедренный протез HEMICAP®

За последние годы развития эндопротетики надколеннико-бедренный протез HEMICAP® зарекомендовал себя с хорошей стороны. Имплантация этого вида протеза проводится без использования цемента. Задняя часть протеза имеет костесохраняющую шероховатую структуру. Через небольшой разрез под контролем артроскопа в большеберцовую ость вставляют винт. Благодаря специальной структуре, аналогичной настоящей, компенсируется локальное повреждение хряща и восстанавливается исходное положение сустава. Прочное соединение поверхности протеза и костей позволяет пациентам заниматься спортом без боли.


Боковой рентген после имплантации пателлофеморального протеза.

Имплантация других протезов подразумевает использование цемента, но крепление кости с протезом HemiCAP® обеспечивает длительную стабильность имплантата и без цементной массы. В отличие от других цементированных протезов пателлофеморального сустава, имплантация протеза HemiCAP® не подразумевает отделения костного вещества. Современная медицина предлагает различные виды таких протезов, для того, чтобы восстановить форму любой надколенниковой поверхности бедренной кости.

Задняя поверхность коленной чашечки не всегда покрывают полиэтиленовым имплантатом: Если хрящевая поверхность еще интактна, ее сохраняют и используют для скольжения протеза.

Если структура хряща за надколенником сильно повреждена, для достижения максимального скольжения используют полиэтиленовый имплантат. С двух сторон надколенника вставляется скользящий пластиковый «вкладыш» из прочного высокосшитого полиэтилена..

Локальный артроз может быть остановлен при помощи надколеннико-бедренного протеза HEMICAP без использования цементного вещества и необходимости отделения костного вещества феморопателлярного сустава.

Такая замена в коленном суставе позволяет сохранить исходные функции в колена. Опытные специалисты нашей клиники соблюдают анатомическую форму коленного сустава и таким образом сохраняют скольжение суставных поверхностей без боли. Зачастую данная операция проводится в малоинвазивной форме, что сокращает послеоперационный период и намного легче переносится больным.

Имплатация цементированного пателлофеморального протеза

Во время данного вмешательства суставная поверхность освобождается от оставшегося хряща и затем выравнивается. Для укрепления скользящих поверхностей, от хрящевой поверхности осторожно отделяется небольшая частица. При имплантации пателлофеморального протеза обратная сторона коленной чашечки покрывается подходящим по форме полиэтиленовым «вкладышем». При замене изношенного сустава часть большеберцовой и бедренной кости иссекается и заменяется на компонент из металла. Компоненты пателлофеморального протеза фиксируются прочным костным цементом.

Детали ячеек | Спросите у биолога

Плазменная мембрана — Мембрана, окружающая клетку, состоит из двух липидных слоев, называемых «билипидной» мембраной. Липиды, присутствующие в плазматической мембране, называются «фосфолипидами».

Эти липидные слои состоят из ряда строительных блоков жирных кислот. Жирная кислота, из которой состоит эта мембрана, состоит из двух разных частей — маленькой водолюбивой головки и гидрофильной головки. Hydro означает воду, а philic означает симпатию или любовь.Другая часть этой жирной кислоты — длинный водоотталкивающий или водоненавистный хвост.

Этот хвост гидрофобный — Hydro означает воду, а фобия означает страх. Плазматическая мембрана устроена таким образом, что хвосты обращены друг к другу изнутри, а головки обращены к внешней стороне мембраны.
наверх

Каналы / поры — Канал в плазматической мембране клетки. Этот канал состоит из определенных белков, которые контролируют движение молекул, включая пищу и воду, в клетку.
наверх

Клеточная стенка и плазмодесматы — Помимо клеточных мембран, у растений есть клеточные стенки. Клеточные стенки обеспечивают защиту и поддержку растений. У наземных растений клеточная стенка в основном состоит из целлюлозы.

В отличие от клеточных мембран, материалы не могут проходить через клеточные стенки. Это было бы проблемой для растительных клеток, если бы не специальные отверстия, называемые плазмодесмами.

Эти отверстия используются для связи и транспортировки материалов между растительными клетками, поскольку клеточные мембраны могут соприкасаться и, следовательно, обмениваться необходимыми материалами.
наверх

Перегородка и поры клеточной стенки — Грибковые клетки имеют как клеточные мембраны, так и клеточные стенки, как и клетки растений. Клеточные стенки обеспечивают защиту и поддержку. Стенки грибковых клеток в значительной степени состоят из хитина, который является тем же веществом, что и экзоскелеты насекомых.

Поскольку материалы не могут проходить через стенки клеток, клетки грибов имеют специальные отверстия, называемые порами. Материалы могут перемещаться между грибковыми клетками через поры.

Некоторые грибковые клетки также имеют перегородку (множественное число — septa), которая представляет собой особые внутренние стенки между клетками, которые находятся в длинных трубчатых цепочках или нитях, называемых гифами.

Клеточная капсула — Бактериальные клетки имеют клеточную мембрану и клеточную стенку, но они также имеют клеточную капсулу. Этот самый внешний слой часто состоит из сахаров или специальных белков. Он помогает защитить бактерии от поедания более крупными клетками, такими как иммунные клетки животных, и от заражения вирусами.
наверх
Ядро — Ядро является центром управления клеткой. Это самая большая органелла в клетке, содержащая ДНК клетки. ДНК

и ядрышки

ДНК

(дезоксирибонуклеиновая кислота) содержит всю информацию, необходимую клеткам для жизни, выполнения своих функций и воспроизводства.

Внутри ядра находится другая органелла, называемая ядрышком . Ядрышко отвечает за создание рибосом.

Кружки на поверхности ядра — ядерные поры.Именно здесь рибосомы и другие материалы входят в ядро ​​и выходят из него.
наверх

Нуклеоид — Бактерии не имеют ядра, в котором хранится их ядерная ДНК. Вместо этого их ДНК находится в нуклеоиде. Эта структура не имеет защитной мембраны, но представляет собой плотно упакованный материал ДНК, а также содержит некоторые РНК и белки.
наверх

Плазмида — Помимо нуклеоида у бактерий есть плазмиды.Плазмиды — это небольшие молекулы ДНК, которые могут содержать дополнительные гены, которые могут использоваться, когда клетка находится в определенных условиях. Эти маленькие груды ДНК также могут обмениваться между бактериальными клетками.
наверх

Эндоплазматический ретикулум (ER) — это сеть мембран по всей цитоплазме клетки. Есть два типа ER.

Когда рибосомы прикреплены, это называется грубым ER и гладким ER, когда рибосомы не прикреплены.

Грубый эндоплазматический ретикулум — это место, где в клетке происходит большая часть синтеза белка. Функция гладкой эндоплазматической сети заключается в синтезе липидов в клетке. Гладкий ER также помогает в детоксикации вредных веществ в клетке.
наверх

Рибосомы — Органеллы, которые помогают в синтезе белков. Рибосомы состоят из двух частей, называемых субъединицами.

Они получили свое название от размера.Одна единица больше другой, поэтому их называют большими и малыми единицами.

Обе эти субъединицы необходимы для синтеза белка в клетке. Когда две единицы состыкованы вместе со специальной информационной единицей, называемой информационной РНК, они образуют белки.

Некоторые рибосомы находятся в цитоплазме, но большинство из них прикреплены к эндоплазматической сети. Прикрепляясь к ER, рибосомы производят белки, которые необходимы клетке, а также те, которые должны быть экспортированы из клетки для работы в других частях тела.
наверх

Комплекс Гольджи — это органелла в клетке, которая отвечает за сортировку и правильную доставку белков, продуцируемых в ER. Так же, как наши почтовые пакеты, которые должны иметь правильный адрес доставки, белки, произведенные в ER, должны быть правильно отправлены на их соответствующий адрес. Это очень важный этап в синтезе белка. Если комплекс Гольджи совершает ошибку при доставке белков по нужному адресу, некоторые функции клетки могут прекратиться.

Эта органелла была названа в честь итальянского врача Камилло Гольджи . Он был первым, кто описал эту органеллу в клетке. Это также единственная органелла, имеющая заглавные буквы.
наверх

Митохондрия — это электростанция клетки. Эта органелла упаковывает энергию пищи, которую вы едите, в молекулы АТФ.

Каждый тип клетки имеет разное количество митохондрий (во множественном числе).В клетках, которые должны выполнять много работы, больше митохондрий, например, клетки мышц ног, клетки сердечной мышцы и т. Д. Другим клеткам требуется меньше энергии для выполнения своей работы и меньше митохондрий.
наверх

Хлоропласт — это органелла, в которой происходит фотосинтез. В этой органелле световая энергия солнца преобразуется в химическую энергию.

Хлоропласты находятся только в клетках растений, а не в клетках животных.Химическая энергия, производимая хлоропластами, наконец, используется для производства углеводов, таких как крахмал, которые накапливаются в растении.

Хлоропласты содержат крошечные пигменты, называемые хлорофиллами . Хлорофиллы отвечают за улавливание солнечной энергии.
наверх

Пузырьки — Этот термин буквально означает «маленький сосуд». Эта органелла помогает хранить и транспортировать продукты, производимые клеткой.

Пузырьки — это средства транспортировки и доставки, такие как наша почта и грузовики Federal Express. Некоторые везикулы доставляют материалы к частям клетки, а другие переносят материалы за пределы клетки в процессе, называемом экзоцитозом.
наверх

Пероксисомы — они собирают и безопасно расщепляют химические вещества, токсичные для клетки.
наверх

Лизосомы — Созданные аппаратом Гольджи, они помогают расщеплять большие молекулы на более мелкие части, которые клетка может использовать.
наверх

Vacuole — В клетках растений есть то, что выглядит как очень большое пустое пространство посередине. Это пространство называется вакуолью.

Не дайте себя обмануть, вакуоль содержит большое количество воды и хранит другие важные материалы, такие как сахара, ионы и пигменты.
наверх

Центриоли

Центры организации микротрубочек (MTOC) У грибков, которые находятся в разных центрах, отличается от MTOC. клетки животных, но он выполняет аналогичную работу.MTOC строит микротрубочки, которые помогают строить внутреннюю клеточную структуру для придания формы и поддержки.
наверх

Микротрубочки — Трубчатые структуры, которые помогают поддерживать клетки. Микротрубочки можно найти в любых клетках животных, растений или грибов. Часть цитоскелета находится в клетках животных, растений и грибов. У некоторых бактерий также есть микротрубочки, но не у всех бактерий.
наверх

Spitzenkörper — Центр роста трубчатых грибковых клеток.Spitzenkörper состоит из множества мелких пузырьков и плотных микрофиламентов.
наверх

Актиновые филаменты — Длинные нити более мелких единиц, которые играют важную роль в клеточной структуре. Участвует в изменении формы клеток во многих типах клеток. Часть цитоскелета находится в клетках животных, растений и грибов.
наверх
Цитоскелет — состоит из нитей и канальцев, он помогает формировать и поддерживать клетку.Это также помогает вещам перемещаться в камере. В художественных целях цитоскелет показан только в одном месте животной клетки, тогда как на самом деле он находится по всей клетке.
к началу

Цитоплазма — термин для всего содержимого клетки, кроме ядра. Несмотря на то, что рисунки из мультфильмов на это не похожи, цитоплазма в основном состоит из воды.

Некоторые забавные факты о воде и человеческом теле:

  • Взрослые тела на 50–65 процентов состоят из воды.
  • В организме ребенка чуть больше воды — 75 процентов.
  • Человеческий мозг примерно на 75 процентов состоит из воды.

наверх

Бактериальные пили — Длинные нитевидные нити, отходящие от поверхности клетки. Бактерии могут использовать их для связывания с другими бактериальными клетками для обмена генетическим материалом.
наверх

Flagellum — Хвост, прикрепленный к основному телу клетки, который может вращаться для перемещения клетки вперед.Чаще всего связан с бактериальными клетками.
наверх

Организация типов клеток (Раздел 1, Глава 8) Нейронаука в Интернете: Электронный учебник для нейронаук | Кафедра нейробиологии и анатомии

8.1 Введение в нейроны и глиальные клетки

По оценкам, нервная система человека состоит примерно из 360 миллиардов неневральных глиальных клеток и 90 миллиардов нервных клеток. Кроме того, существуют сотни различных типов нейронов, основанных только на морфологии.Часто похожие нейроны обладают совершенно разными свойствами. Например, они используют разные нейротрансмиттеры и реагируют на них. В этом разделе рассматриваются клеточные компоненты нервной ткани. Студенты должны уметь описывать нейроны и глию, их морфологические компоненты, видимые в световой и электронный микроскоп, а также некоторые из фундаментальных функциональных ролей, которые эти типы клеток играют в нервной системе.

8.2 Модель Neuron

Рисунок 8.1
Нажмите на части модельного нейрона, чтобы просмотреть структуры.

Изучив модель нейрона выше, узнайте больше о функциях каждой структуры, нажав на список ниже.

  1. Cell Soma
  2. Дендрит
  3. Начальный сегмент и аксонный холм
  4. Аксон
  5. Нервные окончания
  6. Нервно-мышечное соединение

8.3 Клеточная сома

Щелкните идентифицированные структуры на модельном нейроне, чтобы перейти к соответствующему разделу.

Область нейрона, содержащая ядро, известна как тело клетки , сома или перикарион (рис. 8.2). Тело клетки — это метаболический центр нейрона.

Внутренняя часть сомы состоит из цитоплазмы, геля внутри микротрабекулярной решетки, образованной микротрубочками и связанных с ними белков, которые составляют цитоскелет .

Энергетический метаболизм и синтез макромолекул, используемых клеткой для поддержания своей структуры и выполнения своей функции, являются основными видами деятельности нейрональной сомы.Как описано в главе 6, он также действует как рецептивная область для синаптических входов от других клеток. В цитоплазму нейронов встроены органеллы, общие для других клеток, ядро ​​ , ядрышко , эндоплазматический ретикулум , аппарат Гольджи , митохондрий , рибосомы , эндосомы и лизосомы пероксисомы . Многие из этих клеточных включений отвечают за экспрессию генетической информации, контролирующей синтез клеточных белков, участвующих в производстве энергии, росте и замене материалов, потерянных в результате истирания.

Рис. 8.2 (См. Увеличенное изображение)
Схематическое изображение тела клетки нейрона или перикариона с акцентом на эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи и цитоскелет. Наведите курсор на изображение, чтобы определить органеллы.

8.4 Дендриты

Щелкните идентифицированные структуры на модельном нейроне, чтобы перейти к соответствующему разделу.

Мембрана нейрона действует как рецептивная поверхность на всем ее протяжении; однако специфические входные данные (называемые афферентами) от других клеток принимаются в основном на поверхности тела клетки и на поверхности специализированных отростков, известных как дендриты. Дендритные отростки могут широко ветвиться и часто покрыты выступами, известными как дендритных шипов . Шипы обеспечивают огромное увеличение площади поверхности, доступной для синаптических контактов.Дендритные отростки и шипы нейронов по существу представляют собой расширения цитоплазмы, содержащие большинство органелл, обнаруженных в теле клетки. Дендриты содержат многочисленные упорядоченные массивы микротрубочек и меньше нейрофиламентов (см. Ниже). Белки, ассоциированные с микротрубочками (MAP) в дендрите, имеют более высокий молекулярный вес, чем белки, обнаруженные в аксоне. Примером является MAP2. Кроме того, микротрубочки в дендритах имеют свои положительные концы по направлению к соме клетки. Митохондрии часто расположены продольно. Шероховатый эндоплазматический ретикулум и рибосомы присутствуют в больших, но не маленьких дендритах. Форма и протяженность «дендритного дерева» отдельного нейрона указывают на количество и разнообразие информации, получаемой и обрабатываемой этим нейроном. Дендритные шипы часто содержат микрофиламентов , которые являются цитоскелетным элементом , ответственным за изменения формы шипов, наблюдаемые в некоторых примерах синаптической пластичности.

Рисунок 8.3 (См. Увеличенное изображение)
Схематическое изображение дендрита нейрона, подчеркивающее области контакта других афферентных входов к нейрону.

Информация принимается дендритом через массив рецепторов на поверхности дендрита, которые реагируют на передатчики, высвобождаемые из окончаний аксонов других нейронов. Дендриты могут состоять из одного ответвления от сомы или разветвленной сети, способной принимать входные данные от тысяч других клеток.Например, средний мотонейрон спинного мозга с дендритным деревом среднего размера получает 10 000 контактов, из которых 2 000 находятся на соме и 8 000 — на дендритах.

8.5 Начальный сегмент и аксонный холм

Щелкните идентифицированные структуры на модельном нейроне, чтобы перейти к соответствующему разделу.

Конусообразная область тела клетки, где берет начало аксон, называется аксоном бугорком .Эта область свободна от рибосом, и большинства других клеточных органелл, за исключением цитоскелетных элементов и органелл, которые транспортируются вниз по аксону. нейрофиламентов в бугорке аксона объединяются в пучки. Область между бугорком аксона и началом миелиновой оболочки известна как начальный сегмент . Во многих случаях эта область является анатомическим местом инициации потенциала действия.Область под аксолеммой в этой области имеет материал, который темнеет при просмотре с помощью ЭМ. Эта область показана на рисунке 8.4. На самом дальнем конце аксона и его коллатералах есть небольшие ветви, кончики которых представляют собой пуговичные цитоплазматические увеличения, называемые концевыми бутонами или нервными окончаниями .

Рис. 8.4 (см. Увеличенное изображение)
Схематическое изображение начального сегмента нейрона с выделением областей, в которых инициируется потенциал действия.

8,6 Аксон

Щелкните идентифицированные структуры на модельном нейроне, чтобы перейти к соответствующему разделу.

Другой тип процесса в идеализированном нейроне — аксон. Каждый нейрон имеет только один аксон, и он обычно более прямой и гладкий, чем дендритные профили. Аксоны также содержат пучки микротрубочек и нейрофиламентов и разбросанные митохондрий .Большинство MAP в аксоне имеют более низкий молекулярный вес, чем в дендрите. Преобладающее значение MAP в аксонах составляет тау . Микрофиламенты внутри аксона обычно связаны с областью, прилегающей к плазмалемме, и часто являются наиболее плотными в узлах Ранвье . За пределами начальных сегментов аксоплазма лишена грубого эндоплазматического ретикулума и свободных рибосом. Ветви аксонов известны как axon collaterales . Сам аксон часто окружен мембранным материалом, называемым миелиновой оболочкой, образованным глиальными клетками.Миелиновая оболочка действует для изоляции плазмалеммы аксона таким образом, что требует более быстрого распространения деполяризации плазмалеммы и увеличивает скорость проведения нервного импульса (см. Главу 3).

Рис. 8.5 (см. Увеличенное изображение)
Схематическое изображение аксона с акцентом на области микротрубочек, нейрофиламентов, проходящих внутри цитоплазмы.

8.7 Нервное окончание

Щелкните идентифицированные структуры на модельном нейроне, чтобы перейти к соответствующему разделу.

Часть плазматической мембраны нервного окончания, которая специализируется на формировании функциональных контактов с другими клетками, — это синапс .

Когда нейроны взаимодействуют с мышечными волокнами, область функционального контакта называется нервно-мышечным соединением или двигателем замыкательной пластиной (глава 4).Согласно классическому определению синапса, когда нерв , заканчивающийся синапсом на дендрите или соме второго нейрона, называется либо аксодендритом , либо аксосоматическим синапсом соответственно (глава 7). Однако почти все возможные комбинации пре- и постсинаптических элементов были обнаружены в центральной нервной системе. Эти различные типы синапсов обозначаются сочетанием названия структуры пресинаптического элемента с названием постсинаптической структуры.Например, когда передача информации происходит от аксона к аксону или от одного терминала к другому, задействованный синапс называется аксоаксоническим синапсом .

8.8 Клеточные элементы в типичном нервном окончании

Области функциональных контактов между нейронами (синапсами) имеют отличные морфологические характеристики. Хотя размер и форма бутонов отдельных нейронов сильно различаются, синапсы можно идентифицировать по наличию следующего:

  1. A пресинаптический комплемент мембраносвязанных синаптических везикул существует.Это сферические пузырьки в нервных окончаниях возбуждения, показанные на рис. 8.6. В тормозных нейронах синаптические пузырьки часто уплощены, как показано на рис. 8.7.
  2. Нервное окончание часто имеет скопления плотного материала в цитоплазме, непосредственно прилегающих к мембране на пре- и постсинаптической стороне соединения (они известны как пресинаптическая плотность или постсинаптическая плотность, соответственно). Этот плотный материал на пресинаптической стороне является считается местом прикрепления пузырьков. плотный материал на постсинаптической стороне является местом, где преобладают рецепторные белки и каналы.
  3. Присутствует много митохондрий , особенно в нервном окончании; и
  4. Имеется отчетливая синаптическая щель или межклеточное пространство размером примерно 20-40 нм.
  5. Присутствует эндоплазматический ретикулум , который регулирует уровень Ca 2+ .
  6. Эндосомная мембрана , которая участвует в рециркуляции синаптических пузырьков.

8.9 Варианты конструкции

Существует множество разновидностей «модельного» нейрона, описанного выше. Важная модификация, которая происходит особенно в рецепторных нейронах, включает обозначение нейронального отростка как дендрита или как аксона. Классически аксон был идентифицирован как миелинизированный или немиелинизированный процесс, который передает сигналы от тела клетки. Классический вид дендрита представляет собой немиелинизированную трубку цитоплазмы, которая несет информацию к телу клетки.Однако это различие не распространяется на ВСЕ нейроны. Некоторые клетки имеют миелинизированный отросток, который передает сигналы телу клетки. Следовательно, морфологически «дендрит» и «аксон» могут быть неразличимы. Ни положение тела клетки, ни присутствие или отсутствие миелина не всегда являются полезным критерием для понимания ориентации нейрона. Область инициирования импульса является более надежным руководством к пониманию функционального фокуса клетки.Эта область аналогична начальному участку модельного нейрона, рассмотренному выше. Обычно волокно или отросток, который содержит начальный сегмент или триггерную зону, называют аксоном. Обратите внимание, как показано на рисунке 8.8, зона срабатывания не обязательно должна быть непосредственно рядом с телом ячейки.

Рисунок 8.8
Сравнение вариаций структуры нейронов

8.10 Именование нейронов

Для классификации и наименования нейронов разработано множество соглашений. Один из старейших, разработанный Гольджи в конце 1800-х годов, основан на сложности дендритного дерева нейрона. Благодаря этому подходу клетки классифицируются на униполярные, биполярные и мультиполярные нейроны, как показано на рис. 8.8. Униполярные клетки имеют только один клеточный отросток и в основном встречаются у беспозвоночных. Однако сенсорные нейроны позвоночных — еще одна форма этого типа клеток.Поскольку эти клетки начинают свое развитие как биполярные нейроны, а затем становятся униполярными по мере созревания, они называются псевдо-униполярными клетками . Биполярные клетки присутствуют в сетчатке и обонятельной луковице . Мультиполярные клетки составляют остальные типы нейронов и, следовательно, являются наиболее многочисленным типом. Они были далее подразделены на клеток Гольджи типа II , которые представляют собой небольшие нейроны, обычно интернейроны, и клеток Гольджи типа I , которые представляют собой большие мультиполярные нейроны.

Клетки также названы по их форме (например, пирамидных клеток , показанных на рисунке 8.9) или по имени человека, который их первым описал (например, клеток Пуркинье , показанных на рисунке 8.10). Совсем недавно клетки были названы в соответствии с их функцией или содержащимся в них нейротрансмиттером (например, группы норадреналиновых клеток ЦНС, описанные в главе 12). Это описание возможно благодаря разработке гистохимических и иммуноцитохимических методов для специфической идентификации нейромедиатора типа , используемого нейронами.

Два варианта морфологии клеток. Слева находится пирамидальная ячейка, названная в честь ее характерной пирамидальной формы. Эта клетка выделяется в коре головного мозга. Справа — сома и дендриты клетки Пуркинье, обнаруженные в мозжечке и названные в честь ученого Пуркинье.

8.11 Органелл

Многие термины, используемые в этом разделе, определены ниже.

Аксолемма — это плазмалемма аксона.

Эндоплазматический ретикулум — это лабиринт, ограниченный мембраной участок в цитоплазме, где синтезируются липиды и образуются мембраносвязанные белки. В некоторых областях нейрона ER лишен рибосом и называется гладким ER. Гладкий ER участвует в буферизации Ca 2+ и в биосинтезе и рециклинге синаптических пузырьков, как будет обсуждаться в главе 10.

Эндосома — это мембранно-ограниченная органелла, которая переносит материалы, попавшие в организм в результате эндоцитоза, и передает их лизосомам и пероксисомам для деградации. Он также функционирует в нервном окончании, перерабатывая синаптические пузырьки.

Аппарат

Гольджи представляет собой набор уложенных друг на друга органелл с гладкой поверхностью, связанных с мембраной, в которых модифицируются и сортируются белки и липиды, образующиеся в эндоплазматическом ретикулуме.

Лизосомы содержат ферменты, которые переваривают соединения, образующиеся внутри или вне клеток.Они участвуют в превращении белков в аминокислоты и гликогена в глюкозу, основное питательное вещество нейронов. Их ферменты действуют при кислом pH. Как будет описано позже, они также служат везикулами для обратного транспорта от окончаний аксонов к соме. Многие лизосомы разлагаются до гранул липофусцина, которые накапливаются по мере старения организма и рассматриваются как отходы нейронов. Лизосомы образуются в результате отпочкования аппарата Гольджи. Они имеют различные формы и размеры, связанные с мембраной, от 250 до 700 нм в диаметре.

Микрофиламенты — это филаменты диаметром 7 нм, расположенные в виде парной спирали из двух нитей глобулярного актина. Микрофиламенты особенно заметны в синаптических окончаниях, в дендритных шипах и в ассоциации с аксолеммой.

Микротрубочки — это трубчатые структуры диаметром от 20 до 25 нм, которые образуют рыхлые пучки вокруг ядра и воронки в основании аксональных и дендритных отростков, где они образуют параллельные массивы, распределенные в продольном направлении. Они состоят из димеров α- и β-субъединиц тубулина и содержат ассоциированные белки, известные как белки, ассоциированные с микротрубочками (MAPS).MAPS регулируют полимеризацию субъединиц тубулина с образованием микротрубочек. Димеры α- и β-субъединиц тубулина полимеризуются с образованием прото-филаментов, расположенных в виде спирали, так что 13 димерных субъединиц составляют каждый полный оборот α-спирали. Кроме того, микротрубочки не являются непрерывными, и каждая микротрубочка состоит из множества единиц размером 100 нм. Микротрубочки участвуют в аксоплазматическом транспорте (см. Ниже).

Митохондрии повсеместно распределены по цитоплазме всей нервной клетки и особенно многочисленны при пресинаптических специализациях.

Нейрофиламенты — это тип промежуточных волокон, обнаруженных в нервных клетках. Нейрофиламенты участвуют в поддержании формы и механической прочности нейрона. Хотя нейрональные нейрофиламенты классифицируются как промежуточные филаменты, их состав в нейронах отличается от состава других клеток. Они состоят из трех субъединиц, которые образуют трубочку диаметром 10 нм. Это нейрофиламент окрашивается тяжелым металлом, что позволяет визуализировать форму нейронов.Нейрофиламенты образуют рыхлые пучки вокруг ядра клетки и других органелл и воронки в основании аксональных и дендритных отростков, где они образуют параллельные массивы, распределенные в продольном направлении. Нейрофиламентов больше, чем микротрубочек в аксонах, тогда как микротрубочек больше, чем нейрофиламентов в дендритах. Именно нейрофиламенты модифицируются при болезни Альцгеймера с образованием нейрофибриллярных клубков.

Ядрышко находится в центре ядер всех нейронов.Это заметное, глубоко окрашенное сферическое включение размером около одной трети ядра. Ядрышко синтезирует рибосомную РНК, которая играет важную роль в синтезе белка.

Ядро нейрона большое и круглое, обычно расположено в центре. В некоторых клетках в ядре видны массы глубоко окрашивающего хроматина. Ядерная мембрана нейронов похожа на мембрану других клеток — двойная мембрана, перемежающаяся порами (ядерными порами), которые участвуют в ядерно-цитоплазматических взаимодействиях.Ядро нейронов имеет сферическую форму и имеет диаметр от 3 до 18 микрометров в зависимости от размера нейрона. Нейроны с длинными аксонами имеют более крупное тело и ядро ​​клетки. Как и в других клетках, основным компонентом ядра является дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), составляющая хромосом и генов.

Пероксисомы — это небольшие мембранные органеллы, которые используют молекулярный кислород для окисления органических молекул. Они содержат некоторые ферменты, которые либо производят, либо разлагают перекись водорода.

Плазмалемма нейрона отображается в электронном микроскопе как типичная двухслойная клеточная мембрана толщиной примерно 10 нм.

Постсинаптическая плотность — это темный материал постсинаптической клетки, прилегающей к синапсу. Рецепторы, ионные каналы и другие сигнальные молекулы, вероятно, связаны с этим материалом.

Пресинаптическая плотность — это область темного окрашивающего материала пресинаптической мембраны, где предполагается, что синаптические везикулы состыковываются перед слиянием с пресинаптической мембраной.

Рибосомы — это частицы, состоящие из рибосомной РНК и рибосомного белка, которые связываются с мРНК и катализируют синтез белков. Когда рибосомы прикреплены к внешним мембранам ER, органелла называется грубым ER. Грубый ER в пластинках с вкраплениями рибосом виден в световой микроскоп как вещество Ниссля. В световых микроскопических препаратах внешний вид вещества Ниссля варьирует в разных типах нейронов. Он может иметь вид густо окрашенных овоидов, тонкодисперсных частиц или скоплений гранул.

Синапс — это соединение, которое позволяет сигналам проходить от нервной клетки к другой клетке или от одной нервной клетки к мышечной клетке. Синаптическая щель — это промежуток между мембраной пре- и постсинаптической клетки. В химическом синапсе сигнал переносится диффузионным нейромедиатором. Щель между пресинаптической клеткой и постсинаптическими клетками имеет ширину от 20 до 40 нм и может казаться прозрачной или полосатой. Недавние исследования показали, что расщелина сама по себе не пустое пространство, а заполнена углеводосодержащим материалом.

Синаптические пузырьки — это небольшие сферические органеллы в цитоплазме нейронов, которые содержат нейромедиатор и различные белки, необходимые для секреции нейромедиатора. Везикулы, содержащие тормозной нейромедиатор, часто бывают плоскими или эллиптическими, тогда как везикулы, содержащие возбуждающий нейромедиатор, обычно более сферические.

8.12 Глиальные клетки и их функции

Рисунок 8.11
Типы нейроглии.Нажмите на разные глиальные клетки, чтобы просмотреть детали их структуры и функции.

Самыми многочисленными клеточными составляющими центральной нервной системы являются ненейрональные, нейроглиальные клетки («нервный клей»), которые занимают пространство между нейронами. Было подсчитано, что существует примерно 360 миллиардов глиальных клеток, которые составляют 80-90% клеток ЦНС. В этом разделе будут рассмотрены общие классификации нейроглиальных клеток и описаны некоторые общие свойства, которые отличают нейроглию от нейронов.

Нейроглия отличается от нейронов в нескольких общих чертах тем, что они

  1. не образуют синапсов,
  2. имеют по существу только один тип процесса,
  3. сохраняют способность делиться, а
  4. менее электрически возбудимы, чем нейроны.

Нейроглии классифицируются по размеру и форме их ядра и отличаются от нейронов на уровне светового микроскопа. Щелочные (основные) красители используются для выявления морфологии ядра.Кроме того, используются несколько металлических красителей, показывающих форму клетки и архитектуру цитоплазмы. Характеристики ядер, включая размер, форму, интенсивность окрашивания и распределение хроматина, используются для различения типов клеток в патологическом материале. Также используются характеристики тела клетки, включая размер, форму, расположение, структуру ветвления и плотность отростков.

Нейроглия делится на две основные категории в зависимости от размера: макроглия, и микроглия.Макроглия имеет эктодермальное происхождение и состоит из астроцитов , олигодендроцитов и эпендимальных клеток . Клетки Microglia , вероятно, мезодермального происхождения. Сравнение различных типов нейроглии показано на рисунке 8.11.

8,13 Макроглии

Щелкните глиальную клетку, чтобы перейти к соответствующему разделу.

Существует три типа макроглии: олигодендроглия, эпендима и астроциты.В этом разделе обсуждаются два типа астроцитов: протоплазматические и фиброзные.

8.14 Протоплазматические астроциты

Протоплазматические астроциты находятся в основном в сером веществе. Со специфическими пятнами серебра или глии их клеточные тела и процессы очень нерегулярны. Эти отростки могут быть большими или очень мелкими, иногда образующими листы, которые проходят между аксонами и дендритами и могут даже окружать синапсы.Эти тонкие пластинчатые отростки придают телу протоплазматической клетки астроцита «нечеткий» или мутный вид под световым микроскопом. В цитоплазме можно увидеть пучки тонких фибрилл. Ядро протоплазматического астроцита имеет эллипсоидную или бобовидную форму с характерными пятнами хроматина. Отмечены определенные типы межклеточных контактов между отростками протоплазматических астроцитов. Они, вероятно, опосредуют ионный обмен между клетками.

8.15 Волокнистые астроциты

Волокнистые астроциты обнаруживаются в основном в белом веществе, имеют более гладкий контур клеточного тела, чем протоплазматические астроциты, как видно из глиальных пятен, и имеют отростки, которые имеют тенденцию выходить из тела клетки радиально.Эти отростки более узкие и разветвляются, образуя концы ножек на кровеносных сосудах, эпендиме и мягкой мозговой оболочке. Следовательно, отростки фиброзных астроцитов не образуют листов и не имеют тенденции соответствовать форме окружающих нейронов или сосудистых элементов. Основной отличительной чертой фиброзных астроцитов, как следует из названия, является обилие глиальных фибрилл, расположенных параллельными рядами в цитоплазме и простирающихся в отростки.

При окрашивании по Нисслю фиброзных астроцитов имеют ядро ​​, по существу такое же, как у протоплазматического типа, с пятнистым внешним видом.Межклеточные соединения также наблюдались между фиброзными астроцитами.

Рис. 8.14
Астроцит с концевым питанием, выходящим на поверхность нейронов, кровеносных сосудов, эпендимы и мозговых оболочек. Ни один астроцит не проецировался бы на все эти структуры.

Оба типа астроцитов поддерживают работу нейронов в непосредственной близости от них.Они обеспечивают физический барьер между клетками, поддерживают ионное и pH-равновесие внеклеточного пространства вокруг нейронов и постоянно изменяют химическую среду соседних клеток. Как показано на рис. 8.14, астроциты образуют сплошную оболочку вокруг внешней поверхности ЦНС ( глиальных лимитанов ) и вокруг кровеносных сосудов ( периваскулярных стоп ). Во время развития они образуют каркас, по которому нервные клетки мигрируют, чтобы достичь своей зрелой структуры. Во время травмы астроциты пролиферируют и фагоцитируют мертвых клеток.Это часто приводит к образованию глиального рубца .

В дополнение к этим общим функциям астроциты также действуют более специализированными способами, облегчая функцию нейронов. Они метаболизируют нейротрансмиттеры, удаляя их из синаптической щели. Например, глутамат аминокислоты поглощается астроцитами и инактивируется путем преобразования в глутамин. Затем глутамин транспортируется в нейрон для повторного синтеза в глутамат (см. Главу 13). Более свежие данные указывают на то, что астроциты могут резко изменять размер в рамках своей физиологической регуляции нейронной среды.Эти функции будут обсуждаться в следующих разделах.

8,16 Олигодендроглии

Щелкните глиальную клетку, чтобы перейти к соответствующему разделу.

Олигодендроциты также расположены как в сером, так и в белом веществе. Это преобладающий тип клеток в белом веществе, где они часто располагаются в виде рядов клеток между группами нейрональных отростков. Они называются interfascicular oligodendroglia и участвуют в образовании и поддержании миелина, окружающего нейрональные отростки поблизости.В сером веществе олигодендроглии обычно располагаются около нейронов и поэтому известны как перинейрональные сателлитные клетки . Клеточные тела олигодендроглии часто располагаются вблизи капилляров, но у них отсутствуют определенные периваскулярные концевые ножки, характерные для астроцитов.

Отростки олигодендроцитов меньше и более тонкие, чем астроциты, а форма тела клетки от многоугольной до сферической. Ядро олигодендроцита меньше, чем у астроцита, расположено эксцентрично в теле клетки, содержит сгустки хроматина и может окрашиваться щелочными красителями.Цитоплазма олигодендроцитов имеет тенденцию быть темнее, чем у астроцитов с серебряными пятнами, и не содержит глиальных фибрилл (хотя они действительно содержат микротрубочек ).

Роль олигодендроглии в центральной нервной системе, особенно межпучковых олигодендроцитов , заключается в образовании и поддержании миелина. Миелин — это оболочка из мембранного материала, описанная доктором Бирном, которая обертывает аксон нейрона, как показано на рисунке 8.15 для облегчения проведения потенциала действия посредством скачкообразной проводимости. Миелин состоит из концентрических слоев мембран, уплотненных друг относительно друга с внутренним (то есть против нервного волокна) и внешним воротником цитоплазмы. Как показано на рис. 8.15, один олигодендроцит способствует миелинизации нескольких соседних нервных отростков. Более того, более одного олигодендроцита вносят вклад в миелинизацию одного междоузлия аксона.Пластинки миелиновых мембран являются результатом спирального обертывания аксона цитоплазматическими отростками межпучковой олигодендроглии. Кроме того, олигодендроцит, образующий конкретный миелин междоузлия (то есть миелин между двумя узлами), редко можно увидеть непосредственно рядом с обернутым миелином отростком. Это связано с тем, что тонкие цитоплазматические мостики соединяют область тела клетки олигодендроцита с внешней оболочкой миелина. Важно отметить, что область аксона, открытая в узле Ранвье , не голая.Это может быть место ветвления аксона, место синаптических контактов или оно может быть покрыто различными глиальными отростками. Аксон в узловой области обычно содержит скопления органелл, особенно митохондрий .

В периферической нервной системе (ПНС) шванновских клеток отвечают за образование миелина. Эти клетки миелинизируют аксоны иначе, чем межпучковые олигодендроглии. Как показано на рис. 8.16, они мигрируют вокруг аксона, закладывая мембрану, покрывающую аксон, выдавливая цитоплазму шванновской клетки.Кроме того, каждое междоузлия аксона ПНС представляет собой одну шванновскую клетку. Кроме того, немиелинизированные аксоны в ПНС также окружены мембранами, образованными шванновскими клетками.

Рис. 8.16.
Схематическое изображение того, как отдельные шванновские клетки миелинизируют каждую межузловую область.

Просмотр ЭМ ячейки Шванна.

8,17 Эпендима

Щелкните глиальную клетку, чтобы перейти к соответствующему разделу.

Эпендимальные Клетки происходят из раннего зародышевого эпителия , выстилающего просвет нервной трубки , и, таким образом, также являются эктодермальными производными (наряду с нейронами, астроцитами и олигодендроцитами). Эпендимальные клетки выстилают желудочков головного мозга и центральный канал спинного мозга . Они расположены в виде однослойного столбчатого эпителия и имеют многие гистологические характеристики простого эпителия, которые варьируются от плоского до кубовидного в зависимости от их расположения.Эпендима, образующая слизистую оболочку желудочков, не соединяется с базальной пластинкой , а опирается непосредственно на нижележащую нервную ткань. Как показано на рис. 8.17, поверхность, обращенная к желудочку, содержит микроворсинок и ресничек . Эти реснички перемещают спинномозговой жидкости ( CSF ) в желудочках . Боковые границы эпендимных клеток относительно прямые и образуют стыки с соседними клетками.

Эпендимные клетки превращаются в различных областях желудочков в слои кубовидного эпителия, которые лежат на базальной мембране (образованной выростом мягкой мозговой оболочки) над богатым слоем сосудистой сети и соединительной ткани. Это сосудистая оболочка plexus , изученная в лаборатории, которая отвечает за секрецию, поглощение и транспорт веществ в спинномозговую жидкость и из нее.

Рисунок 8.17
Схематическое изображение расположения эпендимных клеток, образующих ресничную выстилку желудочков.

Просмотрите слой эпендимы.

8,18 Микроглия

Щелкните глиальную клетку, чтобы перейти к соответствующему разделу.

Микроглия, в отличие от других типов глиальных клеток, происходит из эмбриональной мезодермы .Они присутствуют во всей центральной нервной системе, но обычно незаметны в зрелой нормальной ткани и их трудно идентифицировать с помощью светового или электронного микроскопа. Их больше в сером веществе, и они могут поражать до 5-10% нейроглии в коре головного мозга.

По общему виду микроглия похожа на олигодендроциты, хотя они меньше и имеют волнообразные отростки с шиповидными выступами. Ядра микроглии имеют удлиненную или треугольную форму и глубоко окрашиваются щелочными красителями.

После повреждения нервной ткани микроглия размножается и мигрирует к месту повреждения, где очищает клеточный дебрис путем фагоцитоза . Реагирующие микроглии имеют набухшую форму с укороченными отростками и их трудно отличить от фагоцитов с периферии или мигрирующих периваскулярных клеток . Подсчитано, что по крайней мере одна треть фагоцитов, появляющихся в области поражения, имеет происхождение из ЦНС.

Проверьте свои знания

Какие из следующих типов клеток пролиферируют в ЦНС в ответ на повреждение? (Примечание: существует более одного правильного ответа.)

A. Нейроны

Б. Микроглия

С. Волокнистые астроциты

D. Протоплазматические астроциты

E. Макрофаги

Какие из следующих типов клеток пролиферируют в ЦНС в ответ на повреждение? (Примечание: существует более одного правильного ответа.)

A. Нейроны. Этот ответ НЕПРАВИЛЬНЫЙ.

Хотя в настоящее время это спорно, преобладающее количество доказательств указывает на то, что нейроны не подвергаются клеточному делению, когда они созревают во время развития организма.

Б. Микроглия

С. Волокнистые астроциты

D. Протоплазматические астроциты

E. Макрофаги

Какие из следующих типов клеток пролиферируют в ЦНС в ответ на повреждение? (Примечание: существует более одного правильного ответа.)

A. Нейроны

B. Microglia. Ответ ПРАВИЛЬНЫЙ!

Микроглия как делится, так и мигрирует в области клеточного повреждения в центральной нервной системе в ответ на повреждение.

С. Волокнистые астроциты

D. Протоплазматические астроциты

E. Макрофаги

Какие из следующих типов клеток пролиферируют в ЦНС в ответ на повреждение? (Примечание: существует более одного правильного ответа.)

A. Нейроны

Б. Микроглия

C. Волокнистые астроциты. Ответ ПРАВИЛЬНЫЙ!

Как фиброзные, так и протоплазматические астроциты подвергаются клеточному делению в ответ на повреждение.

D. Протоплазматические астроциты

E. Макрофаги

Какие из следующих типов клеток пролиферируют в ЦНС в ответ на повреждение? (Примечание: существует более одного правильного ответа.)

A. Нейроны

Б. Микроглия

С. Волокнистые астроциты

D. Протоплазматические астроциты. Ответ ПРАВИЛЬНЫЙ!

Как фиброзные, так и протоплазматические астроциты подвергаются клеточному делению в ответ на повреждение.

E. Макрофаги

Какие из следующих типов клеток пролиферируют в ЦНС в ответ на повреждение? (Примечание: существует более одного правильного ответа.)

A. Нейроны

Б. Микроглия

С. Волокнистые астроциты

D. Протоплазматические астроциты

E. Макрофаги. Ответ ПРАВИЛЬНЫЙ!

Макрофаги появляются в ЦНС после повреждения и работают вместе с глиальными клетками ЦНС, фагоцитируя остатки ЦНС.

Какой из следующих типов клеток отвечает за поддержание pH внеклеточного пространства ЦНС? (Примечание: существует более одного правильного ответа.)

A. Микроглия

Б. Волокнистые астроциты

С.Протоплазматические астроциты

,00

D. Клетки эпендимы

E. Макрофаги

Какой из следующих типов клеток отвечает за поддержание pH внеклеточного пространства ЦНС? (Примечание: существует более одного правильного ответа.)

A. Microglia. Этот ответ НЕПРАВИЛЬНЫЙ.

Б. Волокнистые астроциты

C. Протоплазматические астроциты

Д.Эпендимные клетки

,00

E. Макрофаги

Какой из следующих типов клеток отвечает за поддержание pH внеклеточного пространства ЦНС? (Примечание: существует более одного правильного ответа.)

A. Микроглия

B. Волокнистые астроциты. Ответ ПРАВИЛЬНЫЙ!

C. Протоплазматические астроциты

D. Клетки эпендимы

E.Макрофаги

Какой из следующих типов клеток отвечает за поддержание pH внеклеточного пространства ЦНС? (Примечание: существует более одного правильного ответа.)

A. Микроглия

Б. Волокнистые астроциты

C. Протоплазматические астроциты. Ответ ПРАВИЛЬНЫЙ!

D. Клетки эпендимы

E. Макрофаги

Какой из следующих типов клеток отвечает за поддержание pH внеклеточного пространства ЦНС? (Примечание: существует более одного правильного ответа.)

A. Микроглия

Б. Волокнистые астроциты

C. Протоплазматические астроциты

D. Эпендимные клетки. Этот ответ НЕПРАВИЛЬНЫЙ.

E. Макрофаги

Какой из следующих типов клеток отвечает за поддержание pH внеклеточного пространства ЦНС? (Примечание: существует более одного правильного ответа.)

А.Микроглия

Б. Волокнистые астроциты

C. Протоплазматические астроциты

D. Клетки эпендимы

E. Макрофаги. Этот ответ НЕПРАВИЛЬНЫЙ.

Клетка и ее мембрана

Клетка и ее мембрана

Ячейка — это основная функциональная единица всего живого.Плазматическая мембрана (клеточная мембрана) ограничивает клетку и включает ядро ​​(обсуждается в настоящее время) и цитоплазму . Цитоплазма состоит из специализированных тел, называемых органеллами, взвешенными в жидком матриксе, цитозоле, который состоит из воды и растворенных веществ, таких как белки и питательные вещества.

Плазматическая мембрана

Плазматическая мембрана отделяет внутренние метаболические процессы от внешней среды и контролирует перемещение материалов в клетку и из клетки.Плазматическая мембрана представляет собой двойную фосфолипидную мембрану (липидный бислой) с неполярными гидрофобными хвостами, направленными внутрь мембраны, а полярные гидрофильные головки образуют внутреннюю и внешнюю стороны мембраны (рис. 1).

Белки и молекулы холестерина разбросаны по гибкой фосфолипидной мембране. Белки могут свободно прикрепляться к внутренней или внешней поверхности плазматической мембраны (периферические белки) или могут располагаться поперек мембраны, простираясь изнутри наружу (интегральные белки).Мозаичный характер рассеянных белков внутри гибкой матрицы молекул фосфолипидов описывает жидкую мозаичную модель клеточной мембраны. Дополнительные особенности плазматической мембраны следующие:

  • Фосфолипидный бислой полупроницаемый. Только небольшие незаряженные полярные молекулы, такие как H 2 O и CO 2 , и гидрофобные молекулы — неполярные молекулы, такие как O 2 и жирорастворимые молекулы, такие как углеводороды, — могут свободно пересекать мембрану.
  • Канальные белки обеспечивают проходы через мембрану для определенных гидрофильных (водорастворимых) веществ, таких как полярные и заряженные молекулы.
  • Транспортные белки расходуют энергию (АТФ) на перенос материалов через мембрану. Когда энергия используется для обеспечения прохода материалов, процесс называется активным переносом .
  • Белки распознавания (гликопротеины) различают идентичность соседних клеток.Эти белки имеют олигосахаридные (короткие полисахаридные) цепи, отходящие от поверхности их клеток.
  • Белки адгезии прикрепляют клетки к соседним клеткам или обеспечивают якоря для внутренних нитей и канальцев, которые придают клетке стабильность.
  • Рецепторные белки инициируют специфические клеточные ответы, как только с ними связываются гормоны или другие триггерные молекулы.
  • Белки переноса электронов участвуют в перемещении электронов от одной молекулы к другой во время химических реакций.

Рис. 1. Фосфолипидный бислой плазматической мембраны.

Органеллы — это тела в цитоплазме, которые служат для физического разделения различных метаболических процессов, происходящих внутри клеток. К ним относятся следующие (рисунок 2):

  • Ядро ограничено ядерной оболочкой, фосфолипидным бислоем, похожим на плазматическую мембрану. Ядро содержит ДНК (дезоксирибонуклеиновую кислоту), наследственную информацию клетки.Обычно ДНК распространяется в ядре в виде нитевидной матрицы, называемой хроматином . Когда клетка начинает делиться, хроматин конденсируется в палочковидные тела, называемые хромосомами, каждая из которых перед делением состоит из двух длинных молекул ДНК и различных молекул гистонов. Гистоны служат для организации длинной ДНК, скручивая ее в пучки, называемые нуклеосомами. Также внутри ядра видны одно или несколько ядрышек, каждое из которых состоит из РНК, участвующей в процессе производства компонентов рибосом.Компоненты рибосом перемещаются в цитоплазму, образуя полноценную рибосому. Рибосома в конечном итоге будет собирать аминокислоты в белки. Ядро также служит местом разделения хромосом во время деления клетки.
  • Эндоплазматическая сеть , или ER, состоит из стопок сплюснутых мешочков, участвующих в производстве различных материалов. В поперечном сечении они выглядят как серия лабиринтных каналов, часто тесно связанных с ядром.Когда присутствуют рибосомы, ER (называемый грубый ER ) присоединяет полисахаридные группы к полипептидам, когда они собираются рибосомами. Smooth ER, без рибосом, отвечает за различные виды деятельности, включая синтез липидов и гормонов, особенно в клетках, которые производят эти вещества для экспорта из клетки. В клетках печени гладкий ER участвует в расщеплении токсинов, лекарств и токсичных побочных продуктов клеточных реакций.
  • Аппарат Гольджи (комплекс Гольджи или корпус Гольджи ) представляет собой группу сплюснутых мешочков, расположенных в виде стопки чаш.Они функционируют, чтобы модифицировать и упаковывать белки и липиды в пузырьков, маленьких сферических мешочков, которые отталкиваются от концов аппарата Гольджи. Везикулы часто мигрируют и сливаются с плазматической мембраной, высвобождая свое содержимое за пределы клетки.
  • Лизосомы — это везикулы из аппарата Гольджи, которые содержат пищеварительные ферменты. Они разрушают пищу, клеточный мусор и чужеродных захватчиков, таких как бактерии.
  • Митохондрии осуществляют аэробное дыхание — процесс, при котором энергия (в форме АТФ) получается из углеводов.Митохондрии также могут производить энергию из неуглеводных источников, таких как жиры.
  • Рибосомы осуществляют процесс производства белка.
  • Хранилища — одна из новейших обнаруженных органелл. Похоже, они функционируют, чтобы транспортировать информационную РНК через цитозоль к рибосомам. Похоже, они также участвуют в развитии лекарственной устойчивости.
  • Микротрубочки, промежуточные филаменты, и микрофиламенты представляют собой три белковых волокна с уменьшающимся диаметром, соответственно.Все они участвуют в формировании формы или движений цитоскелета , внутренней структуры клетки.
  • Микротрубочки состоят из белкового тубулина и обеспечивают поддержку и подвижность клеточной активности. Они находятся в аппарате веретена (который направляет движение хромосом во время деления клетки), а также в жгутиках и ресничках (описанных далее в этом списке), которые выступают из плазматической мембраны, обеспечивая подвижность клетки.
  • Промежуточные волокна помогают поддерживать форму клетки.
  • Микрофиламенты состоят из белка актина и участвуют в подвижности клеток. Они обнаруживаются почти в каждой клетке, но преобладают в мышечных клетках и в клетках, которые двигаются, изменяя форму, таких как фагоциты (белые кровяные тельца, которые очищают тело от бактерий и других чужеродных захватчиков)
  • Жгутики и реснички выступают из клеточной мембраны и совершают волнообразные движения. Жгутики и реснички классифицируются по длине и количеству в клетке: жгутики длинные и немногочисленные; реснички короткие и многочисленные.Один жгутик продвигает сперму, а многочисленные реснички, выстилающие дыхательные пути, сметают мусор. Структурно и жгутики, и реснички состоят из микротрубочек, расположенных в виде массива «9 + 2», т. Е. Из девяти пар (дублетов) микротрубочек, расположенных по кругу, окружающему пару микротрубочек (Рис. 3).
  • Центриоли и базальные тельца действуют как центры организации микротрубочек (MTOC). Пара центриолей (заключенных в центросому), расположенных вне ядерной оболочки, дает начало микротрубочкам, которые составляют аппарат веретена, используемый во время деления клетки.Базальные тела находятся у основания каждого жгутика и реснички и, по-видимому, организуют их развитие. И центриоли, и базальные тела состоят из девяти троек, расположенных по кругу (рис. 3).
  • Пероксисомы — это органеллы, часто встречающиеся в клетках печени и почек, которые расщепляют потенциально вредные вещества. Некоторые химические реакции в организме производят побочный продукт, называемый перекисью водорода. Пероксисомы могут преобразовывать перекись водорода (токсин, состоящий из H 2 O 2 ) в воду и кислород.

Рисунок 2. Общая организация типовой ячейки.

Рисунок 3. Структурное расположение различных специализаций клеток.

Растительная клетка — Окончательное руководство

Определение

Растительные клетки — основная единица жизни в организмах царства Plantae. Это эукариотические клетки, которые имеют собственное ядро ​​и специализированные структуры, называемые органеллами, которые выполняют различные функции. У растительных клеток есть особые органеллы, называемые хлоропластами, которые создают сахара посредством фотосинтеза.У них также есть клеточная стенка, которая обеспечивает структурную поддержку.

Трехмерная модель растительной клетки

Обзор растительных клеток

Животные, грибы и простейшие состоят по крайней мере из одной эукариотической клетки. Напротив, бактерии и археи состоят из одной прокариотической клетки. Клетки растений отличаются от клеток других организмов своими клеточными стенками, хлоропластами и центральной вакуолью.

Хлоропласты — это органеллы, которые имеют решающее значение для функционирования растительных клеток.Это структуры, которые осуществляют фотосинтез, используя энергию солнца для производства глюкозы. При этом клетки используют углекислый газ и выделяют кислород.

Другие организмы, такие как животные, полагаются на этот кислород и глюкозу, чтобы выжить. Растения считаются автотрофными, потому что они сами производят пищу и не должны потреблять какие-либо другие организмы. В частности, растительные клетки являются фотоавтотрофными, потому что они используют световую энергию солнца для производства глюкозы. Организмы, питающиеся растениями и другими животными, считаются гетеротрофными.

Другие компоненты растительной клетки, клеточная стенка и центральная вакуоль, работают вместе, чтобы придать клетке жесткость. Растительная клетка будет накапливать воду в центральной вакуоли, которая расширяет вакуоль по сторонам клетки. Затем клеточная стенка давит на стенки других клеток, создавая силу, известную как тургорное давление. В то время как животные полагаются на скелет для своей структуры, тургорное давление в растительных клетках позволяет растениям вырастать высокими и получать больше солнечного света.

Растительные клетки и животные клетки

Растительные и животные клетки являются эукариотическими клетками, что означает, что они обладают определенным ядром и мембраносвязанными органеллами. У них много общих черт, таких как клеточная мембрана, ядро, митохондрии, аппарат Гольджи, эндоплазматический ретикулум, рибосомы и многое другое.

Однако они имеют некоторые очевидные отличия. Во-первых, клетки растений имеют клеточную стенку, окружающую клеточную мембрану, тогда как клетки животных нет. Растительные клетки также обладают двумя органеллами, которых не хватает животным клеткам: хлоропластами и большой центральной вакуолью.

Эти дополнительные органеллы позволяют растениям формировать вертикальную структуру без необходимости в скелете (клеточная стенка и центральная вакуоль), а также позволяют им производить свою собственную пищу посредством фотосинтеза (хлоропласты).

Части растительной клетки

Схема растительной клетки с органеллами, обозначенными как

Растительная клетка имеет множество различных функций, которые позволяют ей выполнять свои функции. Каждая из этих структур, называемых органеллами, выполняет особую роль.

Клетки животных и растений имеют много общих органелл, о которых вы можете узнать больше, посетив статью «Клетки животных». Однако в растительных клетках есть некоторые специализированные структуры, включая хлоропласты, большую вакуоль и клеточную стенку.

Хлоропласты

Хлоропласты — это специализированные органеллы, обнаруженные только в растениях и некоторых типах водорослей. Эти органеллы осуществляют процесс фотосинтеза, который превращает воду, углекислый газ и световую энергию в питательные вещества, из которых растения могут получать энергию. В некоторых растительных клетках может быть более ста хлоропластов.

Хлоропласты представляют собой дискообразные органеллы, окруженные двойной мембраной. Наружная мембрана образует внешнюю поверхность хлоропласта и относительно проницаема для небольших молекул, позволяя веществам проникать в органеллы. Внутренняя мембрана находится прямо под внешней мембраной и менее проницаема для внешних веществ.

Между внешней и внутренней мембранами находится тонкое межмембранное пространство шириной около 10-20 нанометров.Центр хлоропласта, окруженный двойной мембраной, представляет собой жидкий матрикс, называемый стромой (вы можете думать об этом как о цитоплазме хлоропласта).

Внутри стромы есть множество структур, называемых тилакоидами, которые выглядят как уплощенные диски. В сосудистых растениях тилакоиды уложены друг на друга штабелями, называемыми грандиозными. Тилакоиды имеют высокую концентрацию хлорофилла и каротиноидов — пигментов, улавливающих световую энергию солнца. Молекула хлорофилла также придает растениям зеленый цвет.

Помеченная диаграмма хлоропласта

Vacuoles

Уникальность растительных клеток состоит в том, что они имеют большую центральную вакуоль. Вакуоль — это небольшая сфера плазматической мембраны внутри клетки, которая может содержать жидкость, ионы и другие молекулы. Вакуоли — это просто большие пузырьки. Их можно найти в клетках многих разных организмов. Однако для растительных клеток характерна большая вакуоль, которая может занимать от 30% до 90% от общего объема клеток.

Центральная вакуоль растительной клетки помогает поддерживать ее тургорное давление, то есть давление содержимого клетки на клеточную стенку. Растение лучше всего растет, когда его клетки имеют высокую опухоль, а это происходит, когда центральная вакуоль заполнена водой. Если у растений понижается тургорное давление, растения начинают увядать. Растительные клетки лучше всего чувствуют себя в гипотонических растворах, где в окружающей среде больше воды, чем в клетке. В этих условиях вода устремляется в клетку путем осмоса, и ее тургорность высокая.

Клетки животных, для сравнения, могут лизироваться, если внутрь проникает слишком много воды; они лучше себя чувствуют в изотонических растворах, где концентрация растворенных веществ в клетке и в окружающей среде одинакова, а чистое движение воды в клетке и из клетки одинаково.

Многие клетки животных также имеют вакуоли, но они намного меньше по размеру и, как правило, играют менее важную функцию.

Клеточная стенка

Клеточная стенка — это прочный слой, расположенный снаружи растительной клетки, который придает ей прочность, а также поддерживает высокую упругость. У растений клеточная стенка содержит в основном целлюлозу, а также другие молекулы, такие как гемицеллюлоза, пектин и лигнины. Состав клеточной стенки растений отличает ее от клеточных стенок других организмов.

Например, клеточные стенки грибов содержат хитин, а бактериальные клеточные стенки содержат пептидогликан. Эти вещества не встречаются в растениях. Важно отметить, что основное различие между растительными и животными клетками состоит в том, что у растительных клеток есть клеточная стенка, а у животных клеток нет.

Растительные клетки имеют первичную клеточную стенку, которая представляет собой гибкий слой, образованный снаружи растущей клетки растения. Растения также могут иметь вторичную клеточную стенку, жесткий толстый слой, образующийся внутри первичной клеточной стенки растения, когда клетка созревает.

Другие органеллы

Клетки растений имеют много других органелл, которые по существу такие же, как органеллы в других типах эукариотических клеток, таких как клетки животных.

  • Ядро содержит дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК), генетический материал клетки.ДНК содержит инструкции по производству белков, которые контролируют всю деятельность организма. Ядро также регулирует рост и деление клетки.
  • Белки синтезируются в рибосомах, модифицируются в эндоплазматическом ретикулуме, складываются, сортируются и упаковываются в пузырьки в аппарате Гольджи.
  • Митохондрии также находятся в клетках растений. Они производят АТФ посредством клеточного дыхания. Фотосинтез в хлоропластах обеспечивает расщепляемые митохондриями питательные вещества для использования в клеточном дыхании.Интересно, что и хлоропласты, и митохондрии, как полагают, образовались из бактерий, поглощенных другими клетками в эндосимбиотических (взаимовыгодных) отношениях, и они сделали это независимо друг от друга.
  • Жидкость внутри клеток — это цитозоль. Он в основном состоит из воды, а также содержит ионы, белки и небольшие молекулы. Цитозоль и все органеллы внутри него, кроме ядра, называются цитоплазмой.
  • Цитоскелет представляет собой сеть нитей и канальцев, расположенных по всей цитоплазме клетки. Имеет множество функций; он придает форму клетке, обеспечивает прочность, стабилизирует ткани, закрепляет органеллы внутри клетки и играет роль в передаче клеточных сигналов. Клеточная мембрана, двойной слой фосфолипидов, окружает всю клетку.

Типы растительных клеток

Существует пять типов тканей, образованных растительными клетками, каждый из которых выполняет свои функции. Паренхима, колленхима и склеренхима — это простые растительные ткани, то есть они содержат клетки одного типа.Напротив, ксилема и флоэма содержат смесь типов клеток и называются сложными тканями.

Типы тканей растений образуются клетками паренхимы, колленхимы и склеренхимы

  • Ткань паренхимы представляет собой большинство клеток в растении. Они содержатся в листьях и осуществляют фотосинтез и клеточное дыхание, а также другие метаболические процессы. Они также хранят такие вещества, как крахмалы и белки, и играют роль в заживлении ран растений.
  • Ткань колленхимы поддерживает растущие части растения.Они имеют удлиненную форму, толстые клеточные стенки и могут расти и менять форму по мере роста растения.
  • Ткань склеренхимы содержит твердые клетки, которые являются основными поддерживающими клетками в тех областях растения, которые перестали расти. Клетки склеренхимы мертвы и имеют очень толстые клеточные стенки.
  • Клетки ксилемы переносят в основном воду и некоторые питательные вещества по всему растению, от корней до стебля и листьев.
  • Клетки флоэмы транспортируют питательные вещества, полученные в процессе фотосинтеза, ко всем частям растения.Они переносят сок, который представляет собой водный раствор с высоким содержанием сахаров.

Викторина

Библиография

Показать / скрыть

  1. Альбертс, Б., Джонсон, А., Льюис, Дж. И др. Молекулярная биология клетки. 4-е издание . Нью-Йорк: Наука Гарланд (2002). Клеточная стенка растений. Доступно по адресу: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26928/
  2. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S.L., et al. Молекулярная клеточная биология.4-е издание. Нью-Йорк: У. Х. Фриман (2000). Раздел 5.4, Органеллы эукариотической клетки. Доступно по ссылке: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21743/

  3. Природное образование. (2014). Растительные клетки, хлоропласты, клеточные стенки | Изучите науку в Scitable. Получено 18 июня 2020 г. с https://www.nature.com/scitable/topicpage/plant-cells-chloroplasts-and-cell-walls-14053956/

Гистология, клетка — StatPearls — Книжная полка NCBI

Введение

Клетка — основная организационная единица жизни.Все живые существа состоят из клеток, которые затем подразделяются в зависимости от наличия или отсутствия ядра на два типа: эукариотических клеток
(греч., Eu = истина, karyo = орех, ядро) — эти клетки присутствуют у всех людей, животных и растений с четким, отчетливым ядром. Прокариотические клетки — это некоторые бактерии и сине-зеленые водоросли, которые не содержат четкого и отчетливого ядра, но ядерный материал распределен внутри цитоплазмы. Клетки с похожей структурой и функцией объединяются, образуя тканей. Ткани в основном подразделяются на четыре различных типа, а именно эпителиальные, соединительные, мышечные и нервные ткани. Комбинация этих тканей присутствует в органе. Общее количество клеток, их тип, размер и форма в конечном итоге определяют размер, структуру и функцию каждого конкретного организма. [1]

Человеческое тело состоит из от пятидесяти до ста триллионов клеток. [2] Они демонстрируют большое разнообразие размеров, строения, количества и функций. По оценкам, сам человеческий мозг содержит около ста миллиардов нейронов и такое же количество поддерживающих глиальных клеток.[3] Размер клеток значительно зависит от диаметра: от 7,5 мкм (эритроциты) до 150 мкм (яйцеклетки). Они подразделяются на разные типы и предназначены для выполнения специализированных действий, таких как нервные клетки, мышечные клетки и т. Д. По классическим оценкам, в теле взрослого человека существует почти 200 различных типов клеток, основанных на гистологической или морфологической перспективе. Тем не менее, наши знания о клетках, составляющих человеческое тело, о том, как они меняются от человека к человеку, на протяжении развития, здоровья или болезни, все еще весьма ограничены.Клетки изучались, классифицировались и точно характеризовались с семнадцатого века, когда Роберт Гук впервые идентифицировал их под микроскопом. Однако мы еще не определили все молекулярные составляющие клеток и то, как они взаимодействуют, образуя ткани и системы органов. Следовательно, может быть много типов клеток, которые нам не известны, много клеточных изменений и взаимодействий, о которых мы еще не подозреваем. В 2017 году возникла грандиозная инициатива, а именно Международная инициатива по атласу клеток человека, по разработке всеобъемлющей справочной карты всех клеток человека.Эта инициатива направлена ​​на создание основы для понимания здоровья человека в дополнение к диагностике и лечению заболеваний.

Понимание деталей каждого типа ячеек требует отдельного исследования. Следовательно, в данной статье будут описаны только некоторые из основных и существенных характеристик нормальной клетки.

Структура

Когда кто-то изучает клетку, каждая из них окружена хрупкой плазматической мембраной, которая отделяет клетку и ее содержимое от окружающей среды. Каждая клетка имеет протоплазму, которая представляет собой комбинацию цитоплазмы и ядра.Цитоплазма состоит из цитозоля (гиалоплазмы) и органелл. Клеточная мембрана действует как ограждающий материал.

Ячейка представляет собой комбинацию различных структур:

Клеточная органелла:

Точно так же, как нашему телу для правильного функционирования необходимы различные специализированные типы органов и тканей, у клеток также есть специализированные части, называемые органеллами. Каждый из них выполняет разные функции. Каждая органелла выполняет определенную и уникальную работу, без которой клетка не сможет выжить.Вот несколько примеров: тельца Гольджи, митохондрии, рибосомы, лизосомы, эндоплазматический ретикулум и т. Д.

Клеточные включения : Это небольшие неживые структуры, которые находятся в цитоплазме клетки. Несколько примеров: меланин, гликоген, ферменты и т. Д.

Цитоплазма, присутствующая в цитоплазме, водянистая, но цитоплазма гелеобразная из-за присутствия органелл. Цитоплазма состоит из сотен или даже тысяч маленьких органов или органелл.Цитозоль также имеет внутри себя цитоскелет, полностью состоящий из микрофиламентов, микротрубочек и промежуточных волокон. Этот цитоскелет придает клетке определенную форму, а также помогает поддерживать ее. [4]

Функция

Типы ячеек:

Ячейки бывают разных типов со своей уникальной функцией. По оценкам, у взрослого человека присутствует более 200 различных типов клеток. Вот некоторые из них:

  1. Стволовые клетки: Это первичные клетки, из которых возникают все остальные клетки.Они снова бывают разных типов для каждого типа клеток.

  2. Мышечные клетки: В основном они бывают трех типов — скелетные, гладкие и сердечные клетки

  3. Костные клетки: Эти клетки составляют кость. Они бывают трех видов — остеоциты, остеокласты и остеобласты

  4. Хрящевые клетки: Это три типа — хондроциты, хондробласты и хондрокласты

  5. Клетки крови: Их много типов крови — Тромбоциты, эритроциты клетки, лейкоциты, нейтрофилы, базофилы и др.

  6. Половые клетки: Они бывают двух типов — сперматозоиды и яйцеклетки. Далее они проходят различные стадии развития, такие как (у мужчин) примордиальные клетки, первичные сперматоциты, вторичные сперматоциты, сперматиды, и, наконец, достигают стадии зрелых сперматозоидов. Кроме того, мы находим поддерживающие клетки, такие как клетки Сертоли, и клетки, секретирующие гормоны, такие как клетки Лейдига,

  7. Нервные клетки: Они бывают разных типов — нейроны, олигодендроциты, астроциты, микроглия и т. Д.[5]
  8. Жировые клетки: Это липоциты.

Общие функции ячеек:

Поскольку существует много разных типов ячеек, их функции тоже. Поэтому мы суммируем некоторые из их основных функций следующим образом.

  1. Состав: Ячейки помогают придавать и поддерживать определенную форму и структуру каждой части тела.

  2. Рост: Стволовые клетки дают начало развитию новых типов клеток путем деления клеток.В детстве наблюдается резкий рост размера / количества клеток, но он ограничивается по достижении взрослого возраста. Этот процесс регулируется генами, способствующими росту, которые различны для каждого органа и ткани тела. [6]
  3. Апоптоз: Это процесс самопереваривания и удаления мертвых и изношенных клеток. [7] Это необходимо для ремоделирования, морфогенеза и регенерации клеток и тканей. Он ненормально высокий в случае дегенеративных заболеваний и слишком низкий в случае раковых клеток.[8]
  4. Метаболизм: Это происходит за счет синтеза белков, углеводов и липидов, необходимых клеткам для роста и их пролиферации. [9]
  5. Регулирование температуры: Метаболизм способствует выработке митохондриями энергии, необходимой для функционирования клетки и организма. А с производством энергии происходит повышение температуры.

  6. Связь: Мы всегда думаем о нейронах, играющих важную роль в передаче информации от мозга к различным частям тела.Но есть и другие типы связи между клетками и внутри клеток с помощью ферментов, гормонов и т. Д. Хорошо известно, что клетки находятся в постоянном взаимодействии друг с другом для различных целей, таких как метаболизм, рост, развитие, деление, транспорт и т. Д. [10]
  7. Транспортировка веществ через мембрану: мембрана вокруг клетки проявляет избирательную проницаемость. Транспорт может быть активным или пассивным. Некоторые элементы, такие как вода, углекислый газ, кислород, глюкоза и т. Д.

  8. Размножение: Деление и размножение клеток происходит почти во всех клетках тела. Но когда мужские и женские половые клетки соприкасаются и сливаются, это приводит к появлению совершенно нового человека в форме зиготы.

Цикл клетки:

Изменения, происходящие в клетке повторяющимся циклическим образом, приводящие к образованию дочерних клеток, называются клеточным циклом. Большинство клеток тела делятся и реплицируются, но не все клетки демонстрируют сходные модели клеточных циклов.Некоторые клетки митотически делятся на протяжении всей жизни, как стволовые клетки, некоторые действительно делятся в раннем возрасте и позже перестают делиться даже при повреждении, как нейроны, но некоторые клетки делятся, когда есть потребность, например, клетки печени.

Клетка обычно делится двумя способами:

  1. Митоз

  2. Мейоз

Интерфаза: Это состояние между двумя митотическими делениями. Далее он подразделяется на этапы G1, этап S и этапы G2 (G = Gap).

Митоз возникает в соматических клетках организма. Этот процесс необходим по двум причинам: рост организма и замена мертвых / изношенных клеток. Здесь клетки делятся, чтобы произвести двух дочерей, которые являются точными копиями материнской клетки.

Мейоз: Этот вид деления происходит в половых клетках — сперматозоидах у мужчин и яйцеклетке у женщин. Эти половые клетки находятся в половых гаметах — яичках у мужчин и яичниках у женщин. При таком типе деления материнская клетка производит дочерние клетки, не копии, а уникальные собственные.

Митоз (стадия M) : Подразделяется на четыре стадии:

  1. Профаза

  2. Метафаза

  3. Анафаза

  4. Telophase 917

    Метафаза

    Telophase вторые деления мейоза.

    Первое подразделение Meiotic: Это длинное подразделение, которое разделено на следующие четыре этапа:

    1. Leptotene

    2. Zygotene

    3. Pachytene

    4. Diplotene. Считается, что он похож на митоз, за ​​исключением того, что:

      1. Содержание ДНК уменьшается вдвое.

      2. Дочерние клетки не идентичны материнской.

      Препарат ткани

      Клетки можно наблюдать в жизнеспособном состоянии, выращивая их в культуре, подходящей для изучения их под микроскопом. Срок для такого роста — in vitro (латинское vitrum = стекло). В такой среде клетки продолжают расти вместе с непрерывными клеточными линиями и выполнять функции, связанные с клетками тела.

      Всякий раз, когда клетки изолируются от окружающей среды для исследования, они теряют свою структуру, функции и очень мало раскрывают их реальную жизненную структуру как у здоровых, так и у больных.Следовательно, их структурная целостность поддерживается за счет взятия очень тонких срезов вместе с окружающей их тканью, которые подходят для изучения под световым и электронным микроскопом. Они помечены трассирующими материалами, чтобы можно было вспомнить их историю разрезов в разные промежутки времени. Секции настолько тонкие и хрупкие, что для безопасного обращения их необходимо закрепить на стеклянных направляющих.

      Для светового микроскопа срезы требуют подготовки парафиновой техникой. Эта подготовка требует следующих восьми этапов в хронологическом порядке:

      1. Взятие образца ткани: Образец ткани получают хирургическим путем или биопсией с очисткой всей соединительной ткани и нежелательных структур; это делается острыми инструментами, так что фактическая структура рассматриваемых клеток / тканей не искажается.Длина исследуемой ткани не должна превышать 1 см. для лучшей фиксации.

      2. Фиксация ткани: После вскрытия образец требует немедленной фиксации. Фиксация укрепляет мягкие ткани и предотвращает посмертные изменения и деформацию клеток / тканей. Формалин — фиксатор, обычно используемый для световых микроскопических исследований. Одними из преимуществ фиксации помимо предотвращения посмертной дегенерации являются лучшее окрашивание тканей, уничтожение всех патогенных микроорганизмов (безопасное обращение), высвобождение клеточных гидролитических ферментов и т. Д.

      3. Обезвоживание: Это происходит при прохождении фиксированной ткани за счет увеличения крепости алкоголя до достижения абсолютного спирта.

      4. Очистка: Теперь нужно удалить спирт, присутствующий в ткани, что происходит путем последовательной смены ксилола через ткань, чтобы удалить весь спирт.

      5. Embedded: Ткань, содержащая ксилол, теперь проходит через последовательные смены теплого парафина, так что все пространства в ткани, занятые ранее водой, а теперь ксилолом, заменяются парафиновым воском.Вскоре ткань затвердевает при охлаждении воска.

      6. Разделение: Ткань готова к разрезанию. Срезы тканей берут с помощью автоматического инструмента, называемого микротомом, который дает хрупкие срезы размером от 1 до 9 микрометров. Для световой микроскопии обычно требуются срезы толщиной от 4 до 8 микрометров. Если необходимы еще более тонкие секции, то заливка выполняется в пластик или эпоксидную смолу, а не в парафин.

      7. Установка и окрашивание : Тонкие срезы устанавливают на предметные стекла и промывают ксилолом для удаления парафинового воска.Затем он прошел через спирт уменьшающейся крепости и, наконец, промыт водой. Теперь ткань на предметном стекле готова к окрашиванию. Депарафинированные срезы окрашивают гематоксилином и эозином (H&E). [11]

      Гистохимия и цитохимия

      Цитохимия — это анализ, визуализация и идентификация микроанатомических местоположений биохимического содержимого и его среды внутри клетки. Эта визуализация осуществляется на гистологических срезах и упоминается с использованием методов электронной микроскопии или биохимических анализов.Многие сложные методы полезны для цитохимических анализов, таких как цитохимия ферментов, микроосжигание, микроспектрофотометрия, радиоавтография, криотехники, рентгеновский микроанализ и иммуноцитохимия. Эти методы играют важную роль в предоставлении дискретной информации об ультраструктуре и органеллах клеток. Методы микроинсинерации могут дать представление о распределении минеральных элементов, таких как кальций (Ca), натрий (Na), калий (K) и т. Д., В клетках, тканях и органах.Ферменты могут быть локализованы в клетке или ткани путем ферментативного преобразования определенных хромогенных субстратов, что дает видимые результаты. Таким образом, это метод цитохимического окрашивания, который дает ферментативные колориметрические реакции. В качестве альтернативы микроспектрофотометрия может измерять спектры внутриклеточных органелл с использованием электромагнитного излучения с разными длинами волн. Органеллы и ультраструктуры визуализируются по их дифференциальному взаимодействию с этими длинами волн. Рентгенография и рентгеновские лучи помогают визуализировать картину расположения радиоактивно меченных изотопов в клетках и тканях.В иммунохимических методах используется использование специфически меченых антител для визуализации анатомических структур и их локализации на основе конкретного белка или антигена в клетках к конкретному первичному антителу. В целом цитохимия клетки подразумевает обнаружение и идентификацию биохимического содержимого клетки. Это помогло выяснить функциональные особенности клеток, а также тканей в различных патологических, физиологических и экспериментальных условиях.

      Напротив, гистохимия — это идентификация и распределение химических компонентов внутри и между клетками.Он использует комбинацию гистологических и биохимических методов, таких как пятна и индикаторы, и использует световую и электронную микроскопию для изучения химических компонентов клеток и тканей. Техника обязательна для визуализации биологических структур. Гистохимические методы помогают понять молекулярные основы различных патологий и, в частности, прогрессирования рака. С появлением современных технологий стало возможным окрашивание живых клеток. Флуоресцентные красители, такие как собственные флуорофоры, генетически кодируемые флуорофоры, системы самомечений или меток на основе лигазы, позволили использовать гистохимический анализ живых клеток.Применение гистохимии для исследования структуры и функции твердых тканей, таких как одонтобласты, обеспечило терапевтические подходы к минерализации дентина [12]. Методы иммуногистохимии также полезны для выяснения дифференцировки нервных клеток во время развития [13]. Кроме того, гистохимические методы могут использоваться как метод регенеративной и репаративной медицины. Гистохимические методы регулярно помогают в диагностике нарушений обмена веществ и некоторых патологий.

      Свет для микроскопии

      Когда мы изучаем клетку под световым микроскопом, мы можем увидеть структуру клетки и ее органелл. Некоторые из более мелких деталей можно оценить только при исследовании с помощью более совершенного электронного микроскопа.

      Цитоплазма (греч. Kytos = покрытие) : Также называется плазмой (греч. Плазма = формованная), поскольку выглядит так, как будто она сформирована вокруг ядра. Он очень насыщен двумя типами широко разделенных компонентов: цитоплазматическими органеллами и макромолекулами.Цитоплазматические органеллы (мелкие органы) будут плавать в цитоплазматическом матриксе (цитозоле). Также будут присутствовать второстепенные структуры, называемые тельцами включения, такие как пигментированные гранулы или накопленные жировые капли [14].

      Ядро: Это самая жесткая и самая большая клеточная органелла. [15] Обычно он занимает центральную часть клетки. Его название происходит от того факта, что он выглядит как орех посреди скорлупы (латинское, nux = орех, греческое, karyo = орех) . Ядро запрограммировано на управление всеми функциями клетки.Следовательно, он упоминается как « мозг » ячейки. Ядро окружает двухслойная тонкая мембрана, называемая ядерной оболочкой (ядерная мембрана), которая имеет бесчисленные перфорации. Эти поры называются n ядерными порами , , которые специализируются на избирательной проницаемости. [16] В центре ядра мы находим одно или несколько небольших немембранных тел, называемых ядрышками / ядрышки , состоящих из РНК, которая помогает создавать рибосомы.Ядра представляют собой неоднородные структуры с электронно-плотными (темными) и электронно-просвечивающими (светлыми) участками. Эти плотные области, называемые гетерохроматином , состоят из плотно скрученного неактивного хроматина, обнаруживаемого в нерегулярных скоплениях, часто по периферии ядра. С другой стороны, электроннопрозрачный ядерный материал, называемый эухроматином , представляет собой часть ДНК, которая активна в синтезе РНК. Гетерохроматин и эухроматин вместе называются хроматином (греч., Цветность = цвет) , поскольку они проявляют сродство к определенным красителям . Он содержит молекулы ДНК (наследственные молекулы), которые выглядят как гранулы или нити, называемые хроматином , когда клетка находится в неделящемся состоянии. При делении они выглядят как короткие, стержневидные, плотно скрученные структуры и теперь называются хромосомами . Клетки человека обычно содержат 46 хромосом (за исключением зрелых половых клеток, которые содержат гаплоидное число хромосом, то есть 23 хромосомы). Молекулы ДНК несут основной код для создания всех ферментов и других белков клетки.Таким образом, они определяют структуру и функцию клеток. Неокрашивающий компонент, в котором взвешены ядрышки, известен как ядерный сок .

      Рибосомы: Рибосомы имеют диаметр примерно 15 нм и выглядят как прикрепленные, так и свободные структуры. Многие из них прикрепляются к грубой эндоплазматической сети. И многие из них также можно увидеть разбросанными по цитоплазме. Когда они присутствуют по отдельности, они, как говорят, являются моносомами, а когда присутствуют в группах, то называются полирибосомами.Каждая из этих рибосом имеет субъединицы, состоящие из рибонуклеиновой кислоты (РНК). РНК может быть рРНК (рибосомная РНК), мРНК (информационная РНК) или тРНК (транспортная РНК). Их функция заключается в синтезе белков для использования как внутри, так и вне клетки. Следовательно, говорят, что это фабрика белка клетки. Они «переводят» ДНК в белки.

      Endoplasmic Reticulum (ER) : Это означает «сеть», присутствующую по направлению к центру цитоплазмы, и считается одной из крупнейших органелл.Это мембранный канал, состоящий из цистерн или канальцев. Цитоплазма внутри этих канальцев называется вакуоплазмой, , а внешняя — гиалоплазмой или цитозолем. Это сложная органелла, выполняющая различные функции, такие как синтез белка, хранение кальция, синтез стероидов и метаболизм липидов. Считается, что ER имеет разные формы, и каждый связан с определенной функцией. Было замечено, что клетки, участвующие в синтезе чрезмерного количества белков, имеют больше листов, а клетки, участвующие в синтезе липидов, имеют больше канальцев.[17] Существует два типа ER: грубая и гладкая. Грубая эндоплазматическая сеть покрыта множеством рибосом и помогает в синтезе белка. Гладкая эндоплазматическая сеть синтезирует определенные липиды и углеводы.

      Шероховатый эндоплазматический ретикулум (rER): Они идентифицируются по мембранам с шероховатой внешней поверхностью, что связано с прикрепленными рибосомами. Они действуют как миниатюрная система кровообращения для клетки или внутренняя система доставки клетки.Их просвет непрерывен с просветом гладкой эндоплазматической сети и околоядерного пространства. Их основная функция — модификация синтезируемых белков, которые используются клетками.

      Гладкая эндоплазматическая сеть (sER): Эти структуры представляют собой мембраны с гладкой внешней поверхностью, так как они не покрыты какими-либо рибосомами. Их основная функция — производство липидов и дальнейшая обработка мембранных белков, которые синтезируются грубым эндоплазматическим ретикулумом.Они также помогают в детоксикации наркотиков.

      Обычно только хорошо свернутые белки доставляются в аппарат Гольджи для дальнейшего использования. Если есть какой-либо дефект или неполная укладка белков, они подвергаются ER-ассоциированной деградации. В определенных условиях, когда происходит увеличение производства белка и накопление неправильно свернутых белков, это приводит к состоянию, называемому стрессом ER. [18]

      Аппарат Гольджи : Аппарат Гольджи — это неправильные тела, расположенные рядом с ядром клетки.Их можно наблюдать под световым микроскопом по окрашиванию солями серебра. При наблюдении под электронным микроскопом можно увидеть, что однослойная мембрана связывает их ленточным способом. Они похожи на sER и состоят из стопок цистерн и небольших округлых пузырьков на периферии. Они помогают в биосинтезе белка и упаковке молекул белка для экспорта из клетки. Материалы из ER достигнут тел Гольджи в виде пузырьков.С функциональной точки зрения аппарат Гольджи делится на три области: цис-Гольджи, транс-Гольджи и медиальный Гольджи.

      Лизосомы : это пузырьки, которые отщепляются от аппарата Гольджи. Они содержат химические вещества ( ферментов ), которые помогают в разложении и переработке клеточных отходов с помощью процесса, известного как аутофагия. Этот процесс помогает устранить нежелательные молекулы и инородные частицы, такие как бактерии / вирусы / инородные тела, которые попадают в клетки. Этот процесс происходит под действием таких химических веществ, как лизосомальные гидролазы, которые выделяются лизосомами.Идентифицировано почти 60 различных видов гидролаз [19]. Поэтому они известны как « Пищеварительные пакеты » или « Устройства для удаления клеточного мусора». ’Иногда их также называют« сумкой для самоубийц », потому что в некоторых редких случаях лизосомы могут выделять свои химические вещества, тем самым убивая саму клетку. Недавние исследования придали лизосомам новое измерение, обнаружив, что они не только мешки тупика, но также регулируют энергетический обмен и клеточный клиренс.Также считается, что они играют роль в восстановлении плазматической мембраны, резорбции костей и иммунном ответе [20].

      Митохондрии : они имеют форму стержней или гранул, отсюда и название митохондрии (митохондрии = гранулы, хондрий = стержень). Они называются «электростанцией / дом » клетки, поскольку они будут обеспечивать всю энергию, необходимую клетке для движения, деления, сокращения, производства секреторных продуктов и всех других функций клетки; это происходит за счет расщепления пищи, которая помогает в производстве АТФ, который является основным топливом для всех видов деятельности клеток, требующих энергии.Их размер варьируется от 0,5 до 2 мкм в длину. Их количество в каждой клетке зависит от активности самой рассматриваемой клетки: она высока в метаболически активной клетке и низка — в неактивной. У них две оболочки: внутренняя и внешняя. Внутренний слой имеет множество складок, и эти складки называются кристами. Внутри внутренней мембраны находится гранулированный материал, называемый матрицей, который содержит основные ферменты, необходимые для производства аденозинтрифосфата (АТФ).Расположение клеточного дыхания (процесс, производящий клеточную энергию).

      Везикулы и вакуоли : Эти структуры действуют как отсеки хранения клетки. Обычно они содержат белки, отходы, пищу и т. Д. В случае растительных клеток они удерживают воду в вакуолях.

      Центриоли и центросомы : это важные структуры, которые играют роль в делении и репликации клеток.

      Клеточная мембрана : Она также известна как плазматическая мембрана или плазмалемма (греч. Lemma = кора).Это трехламинарная мембрана, состоящая преимущественно из липидов (жиров). Его толщина составляет 7,5 нм, и он настолько тонкий, что его можно увидеть только в электронный микроскоп. Также он содержит небольшое количество белков и углеводов. Это липиды, такие как фосфолипиды, холестерин и гликолипиды, и белки, такие как интегральный мембранный белок, периферический мембранный белок и гликопротеины. Различные типы белков помогают в активном переносе химикатов, продуктов питания и отходов. Мембрана в основном удерживает клетку вместе, отделенной от окружающей среды, придает определенную форму и сохраняет ее.В случае поломки содержимое ячейки выльется наружу. Мембрана демонстрирует избирательную проницаемость, очень проницаемую для кислорода и воды, но ограниченную проницаемостью для ионов натрия, калия и т. Д. Некоторые из крупных молекул проникают в клетку путем эндоцитоза. Они также несут специфические рецепторы определенных ферментов или гормонов. Некоторые клетки также специализируются на поглощении чужеродных материалов с помощью процесса, называемого фагоцитозом. При поглощении небольших молекул жидкости этот процесс называется пиноцитозом.

      На поверхности некоторых клеток видны выступы в виде ресничек, жгутиков или микроворсинок.

      Патофизиология

      Кислород, будучи бирадикалом, реагирует с ионами различных металлов и биологическими молекулами, что называется окислением. Однако сам процесс дыхания (митохондриальное дыхание) производит множество форм активных форм кислорода, таких как супероксид-анион-радикал (O2 · -), пероксид водорода (h3O2) и гидроксильный радикал (· OH). Этому окислению подвержены все биологические молекулы, включая ДНК. Тем не менее, организм использует различные антиоксидантные механизмы, такие как супероксиддисмутазы, пероксидазы, пероксиредоксины, глутатион и глутаредоксины, чтобы управлять стрессом и уменьшать его количество.ДНК подвергается постоянному повреждению из-за своей клеточной среды и клеточных метаболитов, в дополнение к внешним мутагенам, которые могут вызывать разрыв цепи ДНК во время репликации. Циклинзависимые киназы (CDK), которые присущи регуляции клеточного цикла, также играют важную роль в репарации ДНК. [21] Двухцепочечные разрывы (DSB) являются наиболее токсичными повреждениями ДНК. Если их не отремонтировать или отремонтировать неправильно, они могут привести к потере гетерозиготности или могут вызвать серьезные хромосомные перестройки.Одноцепочечные разрывы, депуринизация, депиримидинирование, O6-метилгуанины и дезаминирование цитозина являются схожими типами повреждений ДНК. Если не исправить систему репарации ДНК, это может привести к развитию патологий. Система репарации, которая корректирует повреждение ДНК, включает негомологичное соединение концов ДНК (NHEJ), эксцизионную репарацию оснований (BER), репарацию одноцепочечных разрывов (SSBR), гомологичную рекомбинацию (HR) и репарацию межцепочечных поперечных связей (ICL). Нарушение ЧСС и ICL может привести к развитию анемии Фанкони, семейного рака груди и рака яичников.Недостаточность NHEJ может привести к развитию тяжелого комбинированного иммунодефицита. Патологии, связанные с нарушением BER и SSBR, включают синдром гипер-IgM и колоректальные карциномы. Дефектный SSBR также проявляется атаксией. Следовательно, пути ответа на повреждение ДНК, которые защищают стабильность генома, по своей сути важны для предотвращения нейродегенерации и злокачественной трансформации клеток в дополнение к нормальному росту и развитию, иммунному развитию и нейрогенезу. [22]

      В зависимости от внешних стимулов или требований окружающей среды клетки претерпевают несколько изменений внутри себя.Эти изменения носят как физиологический, так и патологический характер и приводят к прогрессированию болезни. Эти изменения обычно бывают следующих пяти типов, называемых клеточными адаптациями:

      Гипертрофия: Это состояние, при котором мышечные клетки / волокна набирают мышечную массу, намного превышающую их возможности, без увеличения количества волокон. , общее увеличение размера конструкции. Лучше всего это проявляется в беременной матке и мышцах бодибилдеров. Это увеличение мышечной массы было связано с белковым фактором роста, называемым инсулиноподобным фактором роста 1 (IGF-1).[23]

      Гиперплазия: Это состояние, при котором количество клеток быстро делится, что приводит к общему увеличению размера структуры. Он может быть физиологическим или патологическим. Лучший пример физиологического типа — беременная матка. Патологически он может быть доброкачественным или злокачественным. Доброкачественная гиперплазия предстательной железы (ДГПЖ) — лучший пример доброкачественной гиперплазии. Гиперплазия эндометрия при карциноме эндометрия не редкость. [24] Гиперплазия эндометрия — это патологическое состояние, при котором железистая ткань эндометрия и строма, выстилающая матку, демонстрируют серьезные гиперпластические изменения.

      Атрофия: Это полная противоположность гипертрофии, при которой клетки начинают уменьшаться в размерах, что приводит к общему уменьшению размера ткани или органа. Атрофия вилочковой железы в зрелом возрасте — классический пример физиологической атрофии. Атрофия неиспользования — это термин, используемый для состояний, при которых атрофия имеет место в определенной ткани / органах после длительного неиспользования этой конкретной структуры. Атрофия клеток / тканей происходит из-за общей потери клеточных органелл, белков и цитоплазмы.[25]

      Метаплазия: Это состояние изменения клеточной идентичности путем замены одного типа здоровых клеток другим типом здоровых клеток в ткани / органе. Его вызывает ненормальный стимул. [26] Это состояние обычно проявляется в нижнем отделе пищевода из-за хронического гастроэзофагеального рефлюкса.

      Дисплазия: Это состояние, при котором происходит ненормальное расположение клеток из-за изменения их обычного поведения роста.

      Клиническая значимость

      1.Синдромы митохондриальной цитопатии: Это состояние, при котором митохондриальная ДНК аномальна; это может мешать работе митохондрий в частности и функции клетки в целом. Это вызвано либо мутациями ядерной ДНК, либо мутациями в наследуемой по материнской линии форме митохондриального генома. Несмотря на то, что симптомы сильно различаются, они могут проявляться в виде мышечной слабости, высокого уровня молочной кислоты и даже дегенеративных поражений головного мозга. Диагноз ставится на основании биопсии, взятой из мышечных клеток под электронным микроскопом.Выявляются паракристаллические включения митохондрий, что является характерной чертой этого нарушения. Исследования также включают измерение лактата сыворотки, лактата спинномозговой жидкости и некоторые нейрорадиологические тесты. Было идентифицировано почти 200 различных типов мутаций заболеваний митохондриальной ДНК, и еще больше обнаруживается с лучшими средствами и знаниями [27]. Нарушение регуляции или мутации митохондрий также связаны со злокачественными изменениями гемопоэтических стволовых клеток, ведущими к лейкемии.[28]

      2. Дефекты аппарата Гольджи: Изменение структуры и функции комплекса Гольджи является признаком различных сердечно-сосудистых заболеваний, таких как сердечная недостаточность, кардиомегалия и аритмия. Дисфункция тел Гольджи также наблюдается при других состояниях, но в первую очередь связана с сердечно-сосудистыми заболеваниями, поскольку она отвечает за транспорт, биосинтез и распределение белков сердечно-сосудистой системы. [29]

      3. Дефекты клеточной мембраны: Нарушения клеточной мембраны выявляются в красных кровяных тельцах (эритроцитах) и обычно наследуются из-за мутаций в мембране, приводящих к аномалиям в эритроцитах, что сокращает их продолжительность жизни и преждевременно выводится из кровообращения.Это явление наблюдается при наследственных заболеваниях, таких как наследственный сфероцитоз, стоматоцитоз, овалоцитоз и эллиптоцитоз. [30] Дефекты клеточной мембраны также возникают при таких состояниях, как мышечные дистрофии, когда есть ошибки в белках, расположенных в клеточных мембранах. Эти расстройства включают дистрофинопатию, миопатию Бетлема, мерозинопатию, дисферлинопатию, саркогликанопатии и кавеолинопатию. Дефект внутри клеточной мембраны может привести к притоку и оттоку различных молекул, которые могут вызвать дегенерацию мышечных клеток.[31] Мембранные дефекты также появляются при расстройствах, связанных с рецепторами, таких как болезнь Грейвса, некоторые типы диабета и ожирения, рассеянный склероз; измененное липидное состояние, такое как рассеянный склероз и мышечная дистрофия; нарушение проницаемости мембраноподобного муковисцидоза, ведущее состояние бактериальных токсинов; некоторые заболевания, связанные со специфическими транспортными изменениями и дефектами цитоскелета-мембраны, такие как болезнь Чедиака-Хигаши. [32]

      4. Болезни накопления лизосом (LSD): Лизосомы содержат более 50 различных типов мембранных белков.Стоит отметить, что нарушение или дисфункция некоторых специфических белков в лизосомах привело к обнаружению почти 50 различных типов лизосомных болезней накопления. Лизосомные мутации и лизосомные гены предрасполагают человека к целому ряду состояний. Наиболее распространенные болезни, связанные с ЛСД, такие как ожирение, инфекции, рак и нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Паркинсона, болезнь Гоше и болезнь Альцгеймера. [20]

      5. Дефекты ядра: Мутации в структуре и составе ядер также присутствуют при таких заболеваниях, как мышечная дистрофия, рак, старение, кардиомиопатии.[33] Нейродегенеративные заболевания показывают аномальное накопление патогенной внутриядерной агрегации белков в виде внутриядерных телец включения. [34]

      6. Дефекты эндоплазматического ретикулума: Исследователи обнаружили, что различные ER-образующие белки играют роль в таких заболеваниях, как наследственная спастическая параплегия и болезнь Альцгеймера. [17] Имеются данные, подтверждающие, что длительный стресс ER приводит ко многим заболеваниям, таким как диабет 2 типа, нейродегенерация, заболевания печени, атеросклероз и рак.[18]

      7. Цитоплазматические ошибки: Как мы знаем, каждое строение клетки должно быть идеальным количеством. Исследования показали, что аномально большое количество цитоплазмы приводит к дефектам в выравнивании хромосом, морфологии полюсов веретена и передаче сигналов контрольной точки, что приводит к ошибкам сегрегации хромосом. [35]

      8. Мутация: Нарушения митоза возникают в результате длительного воздействия радиации (особенно ядерной радиации). Это также может произойти с некоторыми химическими веществами и лекарствами.Но некоторые клетки не подвергаются митозу, как нервные клетки, сердечные клетки. Говорят, что они находятся на стадии Go.

      9. Опухоли: Скорость деления клеток сильно различается в разных клетках. Он наиболее высок в эпителиальных клетках, подверженных трению. Ставка коррелирует со спросом. Чрезмерный неконтролируемый рост приводит к состоянию, известному как t umors . [36]

      Рисунок

      Животная клетка, диаграмма клетки, клеточная стенка, ядерная мембрана, вакуоль, клеточные включения, ядрышко, хроматиновая сеть, центросома, состоящая из центросферы, включающей две центриоли.Предоставлено Анатомическими пластинами Грея

      Рисунок

      Оплодотворение яйцеклетки, процесс оплодотворения яйцеклетки мышей, женского и мужского пронуклеусов. Предоставлено Gray’s Anatomy Plates

      Рисунок

      Это гистологический слайд вируса герпеса человека-6 (HHV-6), ранее известного как HBLV, типа вируса герпеса, который был обнаружен в октябре 1986 года. Это микрофотография. инфицированные клетки с тельцами включения как в ядре, так и в цитоплазме.(подробнее …)

      Рисунок

      Кольцевые сидеробласты: аномальное отложение железа в митохондриях предшественников эритроцитов, образующих кольцо вокруг ядра. Предоставлено Пауло Энрике Орланди Моурао (CC By https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.en)

      Рисунок

      ДНК

      в ядре, обернутом хроматином, имеет длину примерно 200 пар оснований вокруг каждого нуклеосома. Предоставлено Норой Аль Абуд, доктором генетики

      Ссылки

      1.
      Bianconi E, Piovesan A, Facchin F, Beraudi A, Casadei R, Frabetti F, Vitale L, Pelleri MC, Tassani S, Piva F, Perez-Amodio S, Strippoli P, Canaider S. Оценка количества клеток в теле человека. Ann Hum Biol. 2013 ноябрь-декабрь; 40 (6): 463-71. [PubMed: 23829164]
      2.
      Hatano A, Chiba H, Moesa HA, Taniguchi T., Nagaie S, Yamanegi K, Takai-Igarashi T, Tanaka H, ​​Fujibuchi W. CELLPEDIA: хранилище информации о клетках человека для клетки исследования и дифференцированный анализ.База данных (Оксфорд). 2011; 2011: bar046. [Бесплатная статья PMC: PMC3204613] [PubMed: 22039163]
      3.
      von Bartheld CS, Bahney J, Herculano-Houzel S. Поиск истинного количества нейронов и глиальных клеток в человеческом мозге: обзор за 150 лет подсчета клеток. J Comp Neurol. 2016 15 декабря; 524 (18): 3865-3895. [Бесплатная статья PMC: PMC5063692] [PubMed: 27187682]
      4.
      Флетчер Д.А., Маллинз Р.Д. Клеточная механика и цитоскелет. Природа. 28 января 2010 г .; 463 (7280): 485-92.[Бесплатная статья PMC: PMC2851742] [PubMed: 20110992]
      5.
      Якель С., Димоу Л. Глиальные клетки и их функция в мозге взрослого человека: путешествие по истории их абляции. Front Cell Neurosci. 2017; 11:24. [Бесплатная статья PMC: PMC5303749] [PubMed: 28243193]
      6.
      Луи Дж. К., Барон Дж. Механизмы, ограничивающие рост тела у млекопитающих. Endocr Rev.2011 июнь; 32 (3): 422-40. [Бесплатная статья PMC: PMC3365796] [PubMed: 21441345]
      7.
      Ахтар Ф, Бохари ГРП.StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 16 мая 2021 года. Апоптоз. [PubMed: 29762996]
      8.
      Вонг RS. Апоптоз при раке: от патогенеза к лечению. J Exp Clin Cancer Res. 2011 26 сентября; 30:87. [Бесплатная статья PMC: PMC3197541] [PubMed: 21943236]
      9.
      Zhu J, Thompson CB. Метаболическая регуляция роста и пролиферации клеток. Nat Rev Mol Cell Biol. 2019 июл; 20 (7): 436-450. [Бесплатная статья PMC: PMC6592760] [PubMed: 30976106]
      10.
      Мэттес Б., Шолпп С. Возникающая роль контактно-опосредованной клеточной коммуникации в развитии тканей и заболеваниях. Histochem Cell Biol. 2018 ноя; 150 (5): 431-442. [Бесплатная статья PMC: PMC6182708] [PubMed: 30255333]
      11.
      Slaoui M, Bauchet AL, Fiette L. Отбор и обработка образцов тканей для гистопатологической оценки. Методы Мол биол. 2017; 1641: 101-114. [PubMed: 28748459]
      12.
      Костелло Л.С., Франклин РБ, Рейнольдс Массачусетс. Важная роль и значение цитрата в составе, структуре и функции тканей полости рта / пародонта / черепно-лицевой области.Madridge J Dent Oral Surg. 2018; 3 (1): 85-90. [Бесплатная статья PMC: PMC6426309] [PubMed: 301]
      13.
      Ли DC, Chen JH, Hsu TY, Chang LH, Chang H, Chi YH, Chiu IM. Нервные стволовые клетки способствуют регенерации нервов посредством индуцированной IL12 дифференцировки шванновских клеток. Mol Cell Neurosci. 2017 Март; 79: 1-11. [PubMed: 27865767]
      14.
      Луби-Фелпс К. Физическая химия цитоплазмы и ее влияние на функцию клеток: обновленная информация. Mol Biol Cell. 2013 сентябрь; 24 (17): 2593-6.[Бесплатная статья PMC: PMC3756912] [PubMed: 23989722]
      15.
      Lombardi ML, Lammerding J. Измененные механические свойства ядра при болезни. Методы Cell Biol. 2010; 98: 121-41. [PubMed: 20816233]
      16.
      Вебстер М., Виткин К.Л., Коэн-Фикс О. Определение размера ядра: форма ядра, размер и сборка ядерной оболочки. J Cell Sci. 2009 15 мая; 122 (Pt 10): 1477-86. [Бесплатная статья PMC: PMC2680097] [PubMed: 19420234]
      17.
      Schwarz DS, Blower MD.Эндоплазматический ретикулум: структура, функция и ответ на клеточную сигнализацию. Cell Mol Life Sci. 2016 Янв; 73 (1): 79-94. [Бесплатная статья PMC: PMC4700099] [PubMed: 26433683]
      18.
      Озкан Л., Табас И. Роль стресса эндоплазматического ретикулума в метаболических заболеваниях и других расстройствах. Annu Rev Med. 2012; 63: 317-28. [Бесплатная статья PMC: PMC32] [PubMed: 22248326]
      19.
      Xu H, Ren D. Физиология лизосом. Annu Rev Physiol. 2015; 77: 57-80. [Бесплатная статья PMC: PMC4524569] [PubMed: 25668017]
      20.
      Баллабио А. Потрясающая лизосома. EMBO Mol Med. 2016, 01 февраля; 8 (2): 73-6. [Бесплатная статья PMC: PMC4734841] [PubMed: 26787653]
      21.
      Tiwari V, Wilson DM. Повреждения ДНК и связанные с ними дефекты репарации ДНК при заболеваниях и преждевременном старении. Am J Hum Genet. 2019 1 августа; 105 (2): 237-257. [Бесплатная статья PMC: PMC6693886] [PubMed: 31374202]
      22.
      О’Дрисколл М. Заболевания, связанные с неправильной реакцией на повреждение ДНК. Cold Spring Harb Perspect Biol. 1 декабря 2012 г .; 4 (12) [Бесплатная статья PMC: PMC3504433] [PubMed: 23209155]
      23.
      Стекло DJ. Сигнальные пути гипертрофии и атрофии скелетных мышц. Int J Biochem Cell Biol. 2005 Октябрь; 37 (10): 1974-84. [PubMed: 16087388]
      24.
      Montgomery BE, Daum GS, Dunton CJ. Гиперплазия эндометрия: обзор. Obstet Gynecol Surv. 2004 Май; 59 (5): 368-78. [PubMed: 15097798]
      25.
      Боналдо П., Сандри М. Клеточные и молекулярные механизмы мышечной атрофии. Dis Model Mech. 2013 Янв; 6 (1): 25-39. [Бесплатная статья PMC: PMC3529336] [PubMed: 23268536]
      26.
      Жиру В., Рустги А.К. Метаплазия: адаптация к повреждению ткани и предшественник последовательности дисплазия-рак. Нат Рев Рак. 2017 Октябрь; 17 (10): 594-604. [Бесплатная статья PMC: PMC5998678] [PubMed: 28860646]
      27.
      Schmiedel J, Jackson S, Schäfer J, Reichmann H. Митохондриальные цитопатии. J Neurol. 2003 Март; 250 (3): 267-77. [PubMed: 12638015]
      28.
      Аль Агэели Э. Изменения митохондрий и связанных метаболических путей при лейкемии: обзорный обзор.Саудовская Аравия J Med Med Sci. 2020 январь-апрель; 8 (1): 3-11. [Бесплатная статья PMC: PMC6945320] [PubMed: 31929772]
      29.
      Лу Л., Чжоу К., Чен З., Чен Л. Значительная роль аппарата Гольджи в сердечно-сосудистых заболеваниях. J. Cell Physiol. 2018 Апрель; 233 (4): 2911-2919. [PubMed: 28574583]
      30.
      Barcellini W, Bianchi P, Fermo E, Imperiali FG, Marcello AP, Vercellati C, Zaninoni A, Zanella A. Наследственные дефекты мембран эритроцитов: диагностические и клинические аспекты. Переливание крови.2011 июл; 9 (3): 274-7. [Бесплатная статья PMC: PMC3136593] [PubMed: 21251470]
      31.
      Одзава Э., Нишино И., Нонака И. Сарколеммопатия: мышечные дистрофии с дефектами клеточной мембраны. Brain Pathol. 2001 апр; 11 (2): 218-30. [Бесплатная статья PMC: PMC8098542] [PubMed: 11303797]
      32.
      Goldberg DM, Riordan JR. Роль оболочек в заболевании. Clin Physiol Biochem. 1986; 4 (5): 305-36. [PubMed: 3022980]
      33.
      Цвергер М., Хо С.Й., Ламмердинг Дж. Ядерная механика при болезнях.Annu Rev Biomed Eng. 2011 15 августа; 13: 397-428. [Бесплатная статья PMC: PMC4600467] [PubMed: 21756143]
      34.
      Woulfe JM. Аномалии ядра и ядерных включений при нейродегенеративном заболевании: работа в стадии разработки. Neuropathol Appl Neurobiol. 2007 Февраль; 33 (1): 2-42. [PubMed: 17239006]
      35.
      Jevtić P, Levy DL. Больше цитоплазмы, больше проблем. Dev Cell. 2017 г. 8 мая; 41 (3): 221-223. [PubMed: 28486126]
      36.
      Уржумов В.Д., Пасиешвили Н.М., Капустник Н.В., Мирошниченко М.С., Борзенкова И.В., Молодан Д.В., Гриневич В.Н.Клинико-морфологические особенности опухоли Вильмса: анализ литературных данных и случай из практики. Виад Лек. 2019 31 октября; 72 (10): 2050-2055. [PubMed: 31983151]

      Анатомия и физиология клетки | Журнал 24×7

      Джон Ноблитт, MAEd, CBET

      В этой колонке мы рассмотрим некоторые из самых основных элементов анатомии и физиологии клеток, с которыми вы можете столкнуться на экзамене CBET. Как вы помните, предмет анатомии касается строения человеческого тела, в то время как физиология охватывает функции человеческого тела.Мы рассмотрим эти две области основной клетки человека.

      Анатомия

      Анатомия клетки человека состоит из трех основных частей, с которыми вы должны быть знакомы: плазматическая мембрана, ядро ​​и цитоплазма. Плазматическая мембрана известна как полупроницаемая мембрана. Он селективен в отношении того, какие вещества могут и не могут проходить через него. Синоатриальный (СА) узел, кардиостимулятор сердца, представляет собой очень специализированный тип сердечной клетки. Это отличный пример действия полупроницаемой мембраны.Это натриево-калиевый насос. Его плазматическая мембрана избирательно пропускает через себя положительные и отрицательные ионы, создавая потенциал напряжения, который инициирует процесс электропроводности сердечного цикла. Плазматическая мембрана окружает клетку и сохраняет ее неповрежденной.

      Ядро клетки можно рассматривать как центр управления клеткой. Ядро клетки содержит хромосомы, состоящие из ДНК, белка и РНК. Эти структуры чрезвычайно малы и обычно не видны в микроскоп.Ядро контролирует метаболическую функцию и структурные характеристики клетки. Ядрышко — это область внутри ядра.

      Цитоплазма клетки также называется телом клетки. Он состоит из полужидкой среды, состоящей из воды и различных молекул и белков. В цитоплазме вы также найдете органеллы и цитоскелет клетки. Органеллы — это структуры в клетке, выполняющие определенные функции, такие как транспортировка веществ или выработка АТФ (аденозинтрифосфата).Думайте об АТФ как о молекуле, используемой клетками, когда необходима энергия. Цитоскелет представляет собой сеть нитей и микротрубочек в цитоплазме клетки. Этот цитоскелет обеспечивает движение частей клетки и помогает структурировать клетку, так же как наши скелетные системы помогают структурировать и двигать тело. Микротрубочки клеток могут помочь в движении клетки и известны как реснички или жгутики.

      Есть несколько других частей ячейки, о которых вы должны иметь базовые знания:

      Рибосомы, осуществляющие синтез белка;

      Эндоплазматический ретикулум, который модифицирует и синтезирует белки;

      Аппарат Гольджи, который представляет собой сложенную мембрану, которая помогает в обработке, упаковке и распределении молекул;

      Вакуоли и пузырьки, которые представляют собой небольшие перепончатые мешочки, обнаруженные в аппарате Гольджи;

      лизосомы и пероксисомы, содержащие пищеварительные ферменты и окислительные ферменты соответственно;

      Митохондрия, которая является внутренним слоем внешней мембраны и отвечает за клеточное дыхание.

      Физиология

      Известно, что информация о полупроницаемой мембране является основным элементом экзамена, и не только при обсуждении клеток. Полупроницаемые мембраны могут включать как активные, так и пассивные формы диффузии. Активная диффузия, такая как транспортировка АТФ, требует энергии, а пассивная диффузия — нет. Это похоже на то, как пассивные и активные сети фильтров работают в электронике.

      Пассивные типы диффузии известны как простая диффузия, которая представляет собой случайное перемещение различных веществ из областей с более высокой концентрацией в области с более низкой концентрацией до тех пор, пока вещество не будет равномерно распределено.Осмос — это также пассивный тип диффузии воды через полупроницаемую мембрану. Примером может служить поглощение воды из пищеварительного тракта в кровеносную систему. Другой пассивный тип — это облегченная диффузия, то есть диффузия сахаров и аминокислот. Эти типы диффузии также могут быть связаны с тем, как работают диализные мембраны, поэтому вам следует знать об этих методах диффузии.

      Активные методы диффузии в клетке могут заключаться в переходе от низкой концентрации к более высокой области концентрации.Это может включать эндоцитоз, который включает как фагоцитоз, так и пиноцитоз. Фагоцитоз — это процесс поглощения и проглатывания твердых частиц клеткой, который называется поеданием клеток. Пиноцитоз известен как питье клеток и позволяет клетке потреблять растворы. Примером пиноцитоза является поглощение защитных антител матери, которые передаются младенцу.

      Я надеюсь, что эта информация окажется для вас полезной, когда вы продолжите свой путь к CBET. В следующей части ICC Prep мы рассмотрим деление клеток. 24 × 7

      Контрольные вопросы

      1. Центр управления ячейкой известен как _____.
      a) Интерстициальная жидкость
      b) Ядро
      c) Рибосомы
      d) Молекулы

      2. Что из следующего требует активного транспорта в клетках?
      a) Растворы
      b) Энергия
      c) Электричество
      d) Положительные ионы

      3. Какая из следующих частей клетки отвечает за модификацию и синтез белков?
      a) Эндоплазматический ретикулум
      b) Лизосомы
      c) Митохондрия
      d) Реснички

      4.Распространение воды из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией известно как _____.
      а) Транспортировка
      б) Осмос
      в) Фильтрация
      г) Гемолиз

      Джон Ноблитт — директор программы BMET в Колдуэллском муниципальном колледже и техническом институте, Хадсон, Северная Каролина. Для получения дополнительной информации свяжитесь с редакционным директором Джоном Бетьюном по телефону [электронная почта]

      Ответы: 1 — Б, 2 — Б, 3 — А, 4 — Б

      Кафедра клеточной биологии и анатомии человека

      Калифорнийский университет в Дэвисе, третий по величине из 10 университетских городков UC System, в настоящее время входит в десятку лучших государственных университетов страны.UC Davis включает в себя главный кампус в Дэвисе и кампус UC Davis Health в Сакраменто, в который входит Медицинская школа. Наше отделение является одним из 6 отделений фундаментальных наук Медицинского факультета. В то время как клинические и образовательные учреждения UC Davis Health расположены в кампусе Сакраменто, исследовательская миссия UC Davis Health представлена ​​в обоих кампусах, а кафедры фундаментальных наук расположены в кампусе Davis. Такое расположение дает нам прекрасную возможность связать исследовательские миссии UC Davis Health с миссией главного кампуса, в котором находится один из крупнейших факультетов биологических наук в стране и который включает в себя как Колледж биологических наук и Школа ветеринарной медицины.

      В рамках общей стратегии наращивания исследовательской мощи Медицинский факультет взял на себя обязательства по обновлению и расширению своей основной исследовательской миссии. В результате Медицинская школа Калифорнийского университета в Дэвисе в течение нескольких лет демонстрировала самый быстрый рост финансирования фундаментальных исследований среди всех медицинских школ США, переместившись с 62-го на 26-е место с 2001 года.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *