Какие есть клетки у человека: Список клеток тела человека — Карта знаний

чем питаются в организме человека? Как выглядит раковая клетка, что это такое, раковые клетки под микроскопом

Раковые клетки часто образно называют клетками-бунтарями или клетками с асоциальным поведением. Они «живут для себя», не считаясь с интересами соседей и всего организма: бесконтрольно размножаются, не реагируют на молекулярные сигналы извне, не выполняют полезные функции и могут на свое усмотрение перемещаться в организме. Когда их достаточно много, они образуют злокачественную опухоль, и у человека диагностируют рак.

Чем раковые клетки отличаются от нормальных?

Для того чтобы организм человека правильно работал как единое целое, каждая клетка в нем должна подчиняться общим правилам и обладать некоторыми основополагающими свойствами:

• находиться в отведенном ей месте: это обеспечивается за счет клеточной адгезии, то есть способности клеток «слипаться» между собой;
• размножаться только тогда, когда это необходимо;
• специализироваться на выполнении определенных функций: для этого каждая клетка сознательно себя ограничивает, активирует одни гены и «отключает» другие;
• «чинить» свою ДНК, если в ней произошли «поломки», мутации;
• совершить «самоубийство», если в ней произошли непоправимые патологические изменения, или если она «состарилась».

Во многом эти функции обеспечиваются за счет того, что клетки в организме постоянно «общаются» между собой и реагируют на определенные сигнальные молекулы. Раковая клетка эти сигналы игнорирует. Она начинает жить так, как будто она тут одна и не должна считаться с интересами соседей:

Не перестает размножаться. Сколько бы своих копий ни создала опухолевая клетка, она не останавится. Злокачественная опухоль постоянно растет и распространяется в организме.

Не слипается с соседними клетками. На поверхности «бунтарей» исчезают молекулы, которые удерживают их в нужном месте среди соседей. За счет этого раковая клетка может отрываться от первичной опухоли и путешествовать по организму. Во время этого путешествия она погибает или оседает в каком-нибудь органе, создает свои клоны и образует новый опухолевый очаг — метастаз.

Не специализируются. Раковая клетка не становится специализированной и не выполняет полезные для организма функции. Процесс клеточной специализации называется дифференцировкой. Чем ниже степень дифференцировки, тем агрессивнее ведет себя рак.

Не «ремонтируют» свою ДНК. В итоге в опухолевых клетках накапливается все больше мутаций, они становятся менее дифференцированными и быстрее размножаются. Они не подвержены апоптозу — запрограммированной клеточной смерти.

При предраковых состояниях клетки тоже теряют свойства нормальных. Но они отличаются и от раковых, в первую очередь тем, что не могут распространяться в организме.
Особая разновидность злокачественных опухолей — так называемый «рак на месте» (in situ). Клетки уже являются раковыми, но пока еще не распространились за пределы своей изначальной локализации. Технически карцинома in situ — не рак, но ее принято рассматривать как самую раннюю стадию рака.

Каковы причины появления раковых клеток?

Почему в теле конкретного человека возникли раковые клетки — вопрос во многом риторический.

Каждая живая клетка функционирует и размножается в соответствии с заложенной в ней генетической информацией. При возникновении определенных мутаций эти тонкие механизмы регуляции сбиваются, и может произойти злокачественное перерождение.

Сложно сказать, что именно привело к таким мутациям в каждом конкретном случае. Современным врачам и ученым известны лишь факторы риска, которые повышают вероятность злокачественного перерождения и развития заболевания. Вот основные из них:

• Неблагоприятная экологическая ситуация.
• Курение.
• Чрезмерное употребление алкоголя.
• Профессиональные вредности, контакт с канцерогенными веществами и различными излучениями на производстве.
• Ожирение, избыточная масса тела.
• Ультрафиолетовое излучение солнца и соляриев.
• Малоподвижный образ жизни.
• Возраст: со временем мутации накапливаются, поэтому вероятность возникновения в организме раковых клеток повышена у пожилых людей.
• Нездоровое питание: преобладание в рационе животных жиров, красного и обработанного мяса.

Ни один из этих факторов не приводит со стопроцентной вероятностью к развитию злокачественной опухоли.

Какие бывают типы генов рака?

Не все мутации одинаково опасны. К раку приводят те, которые возникают в определенных генах:

Онкогены активируют размножение клеток. Злокачественное перерождение происходит, когда они становятся слишком активны. В качестве примера можно привести ген, который кодирует белок HER2. Этот белок-рецептор находится на поверхности клетки и заставляет ее размножаться.

Гены-супрессоры опухолей сдерживают размножение клеток, восстанавливают поврежденную ДНК, вызывают апоптоз — запрограммированную клеточную смерть. Примеры таких генов: BRCA1, BRCA2, TP53 (кодирует белок p53 — «страж генома», который запускает апоптоз в поврежденных клетках).

Мутации, которые приводят к раку, могут быть наследственными (возникают в половых клетках) и соматическими (возникают в клетках тела в течение жизни).

Основные характеристики и строение раковых клеток

Раковые клетки обладают тремя основополагающими характеристиками, за счет которых так опасны онкологические заболевания:

• Способность к бесконтрольному размножению.
• Способность к инвазии — прорастанию в окружающие ткани.
• Способность к метастазированию — распространению в организме и образованию новых очагов в различных органах.

Не всякая опухолевая клетка — раковая. Раком или карциномой называют злокачественные опухоли из эпителиальной ткани, которая выстилает кожу, слизистые оболочки внутренних органов, образует железы. Из соединительной ткани (костной, жировой, мышечной, хрящевой, кровеносных сосудов) развиваются саркомы. Злокачественные заболевания органов кроветворения называют лейкозами. Опухоли из клеток иммунной системы — лимфомы и миеломы.

Как выглядят раковые клетки под микроскопом?

Если коротко, то они сильно отличаются от нормальных, тех, что ожидает увидеть патологоанатом, когда рассматривает под микроскопом фрагмент ткани. Раковые клетки имеют более крупные или мелкие размеры, неправильную форму, аномальное ядро. Если нормальные клетки в одной ткани все примерно одинаковых размеров, то раковые зачастую разные. Ядро содержит очень много ДНК, поэтому оно крупнее (его размеры тоже вариабельны), а при окрашивании специальными веществами выглядит более темным.

Из нормальных клеток образуются определенные структуры, например, железы. Раковые клетки располагаются более хаотично. Например, они образуют железы искаженной, неправильной формы или непонятные массы, которые на железы совсем не похожи.

Как развиваются раковые клетки, какие этапы проходят в своем развитии?

Раковые опухоли растут за счет деления клеток, которые входят в их состав. Во время деления злокачественная клетка образует две своих копии, таким образом, рост происходит в геометрической прогрессии. Например, для того чтобы образовалась опухоль размером 1 см, нужно около 30 удвоений. Через 40 удвоений новообразование достигает веса 1 кг, и этот размер считается критическим, смертельным для пациента.

Согласно современным представлениям, за рост злокачественной опухоли отвечают так называемые стволовые опухолевые клетки. Они активно делятся, в то время как другие опухолевые клетки просто существуют. Современные ученые заняты поиском методов лечения, направленных против этих стволовых клеток.

Время удвоения опухолевых клеток бывает разным. Например, при лейкозе это происходит за 4 дня, а при раковых новообразованиях толстой кишки — за 2 года. Проходит много времени, прежде чем опухоль достигнет настолько больших размеров, что станет проявляться какими-либо симптомами. Например, если у онкологического больного появились некоторые жалобы, и после этого он прожил год, вероятно, опухоль в его организме на момент появления жалоб существовала уже около трех лет, просто он об этом не знал.

Пока раковая опухоль небольшая, ей вполне хватает кислорода. Но по мере роста она все сильнее испытывает кислородное голодание — гипоксию. Чтобы обеспечить свои потребности, опухолевые клетки вырабатывают вещества, которые стимулируют образование кровеносных сосудов — ангиогенез.

По мере роста опухоли происходит инвазия — распространение раковых клеток в окружающие ткани. Они вырабатывают ферменты, которые разрушают нормальные клетки.

Некоторые из них отрываются от материнской опухоли, проникают в кровеносные и лимфатические сосуды, образуют в них вторичные очаги — метастазы. В этом самая главная опасность злокачественных опухолей. Именно метастатические очаги становятся причиной гибели многих онкологических пациентов.

Ликвидация раковых клеток: что помогает их уничтожить?

С раковыми клетками можно бороться разными способами. Например, удалить их из организма хирургическим путем. Но это возможно лишь в случаях, если опухоль не успела сильно распространиться в организме. Даже если можно выполнить радикальную операцию, никогда нет стопроцентной гарантии того, что в организме не остались микроскопические опухолевые очаги, которые в будущем станут причиной рецидива. Поэтому зачастую хирургические вмешательства дополняют адъювантной и неоадьювантной терапией.

Другие методы лечения:

• Химиопрепараты обладают разными механизмами действия, но все они сводятся к повреждению и уничтожению быстро размножающихся клеток. В первую очередь, конечно же, раковых, но страдают и некоторые нормальные ткани, из-за этого могут возникать серьезные побочные эффекты.
• Лучевая терапия действует аналогично химиопрепаратам, поражая быстро размножающиеся клетки.
• Таргетные препараты воздействуют на молекулы, которые помогают раковым клеткам быстро размножаться, выживать и защищаться от иммунной системы. Например, существуют блокаторы HER2, о котором речь шла выше, ингибиторы VEGF — вещества, с помощью которого опухолевые клетки «выращивают» для себя кровеносные сосуды.
• Иммунотерапия помогает иммунной системе обнаруживать и уничтожать опухолевые клетки.

В Европейской клинике применяются наиболее современные оригинальные препараты для борьбы с раком. У нас есть возможность провести молекулярно-генетический анализ опухолевой ткани, разобраться, из-за каких мутаций клетки стали злокачественными, и назначить наиболее эффективную персонализированную терапию. Свяжитесь с нами, мы знаем, как помочь.

Клетки живых организмов | Кинезиолог

Введение

 Самое ценное, что есть у человека — это его собственная жизнь и жизнь его близких. Самое ценное, что есть на Земле — это жизнь в целом. А в основе жизни, в основе всех живых организмов лежат клетки. Можно сказать, что жизнь на Земле имеет клеточное строение. Вот почему так важно узнать, как устроены клетки. Строение клеток изучает цитология — наука о клетках. Но представление о клетках необходимо для всех биологических дисциплин.

Что же такое клетка?

Определение понятия

Клетка — это структурная, функциональная и генетическая единица всего живого, содержащая наследственную информацию, состоящая из мембранной оболочки, цитоплазмы и органоидов, способная к поддержанию гомеостаза, обмену,  размножению и развитию. © Сазонов В.Ф., 2015. © kineziolog.bodhy.ru, 2015. © kineziolog.su, 2016.

Данное определение клетки является хотя и кратким, но достаточно полным. Оно отражает 3 стороны универсальности клетки: 1) структурную, т.е. как единицу строения,, 2) функциональную, т.е. как единицу деятельности, 3) генетическую, т.е. как единицу наследствености и смены поколений. Важной характеристикой клетки является наличие в ней наследственной информации в виде нуклеиновой кислоты — ДНК. Также определение отражает важнейшую черту строения клетки: наличие наружной мембраны (плазмолеммы), разграничивающую клетку и окружающую её среду. И, наконец, 4 важнейших признака жизни: 1) поддержание гомеостаза, т.е. постоянства внутренней среды в условиях её постоянного обновления, 2) обмен с внешней средой веществом, энергией и информацией, 3) способность к размножению, т.е. к самовоспроизведению, репродукции, 4) способность к развитию, т.е. к росту,  дифференцировке и формообразованию.

Более краткое, но неполное определение: Клетка — это элементарная (наименьшая и простейшая) единица жизни.

Более полное определение клетки:

Клетка — это ограниченная активной мембраной упорядоченная, структурированная система биополимеров, образующих цитоплазму, ядро и органоиды. Эта биополимерная система участвует в единой совокупности метаболических, энергетических и информационных процессов, осуществляющих поддержание и воспроизведение всей системы в целом.

Ткань — это совокупность клеток, сходных по строению, функциям и происхождению, совместно выполняющих общие функции. У человека в составе четырех основных групп тканей (эпителиальной, соединительной, мышечной и нервной) имеется около 200 различных видов специализированных клеток [Фалер Д.М., Шилдс Д. Молекулярная биология клетки: Руководство для врачей. / Пер. с англ. — М.: БИНОМ–Пресс, 2004. — 272 с.].

Ткани, в свою очередь, образуют органы, а органы — системы органов.

Живой организм начинается от клетки. Вне клетки жизни нет, вне клетки возможно только временное существование молекул жизни, например, в виде вирусов. Но для активного существования и размножения даже вирусам нужны клетки, пусть даже и чужие.

Строение клетки

 На рисунке, представленном ниже, даны схемы строения 6 биологических объектов. Проанилизируйте, какие из них можно считать клетками, а какие нельзя, согласно двум вариантам определения понятия «клетка».  Оформите свой ответ в виде таблички:

Строение клетки под электронным микроскопом

Мембрана

 Важнейшей универсальное структурой клетки является клеточная мембрана (синоним: плазмолемма), покрывающая клетку в виде тонкой плёнки. Мембрана регулирует отношения между клеткой и окружающей её средой, а именно: 1) она частично отделяет содержимое клетки от внешней среды, 2) связывает содержимое клетки с внешней средой.

Ядро

Второй по значению и универсальности клеточной структурой является ядро. Оно есть не во всех клетках, в отличие от клеточной мембраы, поэтому мы и ставим его на второе место. В ядре находятся хромосомы, содержащие двойные нити ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты). Участки ДНК являются матрицами для построения информационных РНК, которые в свою очередь служат матрицами для построения в цитоплазме всех белков клетки. Таким образом, в ядре содержатся как бы «чертежи» строения всех белков клетки.

Цитоплазма

Это полужидкая внутренняя среда клетки, разделённая внутриклеточными мембранами на отсеки. Она обычно имеет цитоскелет для поддержания определённой формы и находится в постоянном движении. В цитоплазме находятся органоиды и включения.

Органоиды

На третье место можно поставить все остальные клеточные структуры, которые могут иметь собственную мембрану и называются органоидами.

Органоиды – это постоянные, обязательно присутствующие структуры клетки, выполняющие специфические функции и имеющие определенное строение. По строению органоиды можно разделить на две группы: мембранные, в состав которых обязательно входят мембраны, и немембранные. В свою очередь, мембранные органоиды могут быть одномембранными – если образованы одной мембраной и двумембранными – если оболочка органоидов двойная и состоит из двух мембран.

Включения

Включения — это непостоянные структуры клетки, которые появляются в ней и исчезают в процессе метаболизма. Различают 4 вида включений:  трофические (с запасом питательных веществ), секреторные (содержащие секрет), экскреторные (содержащие вещества «на выброс») и пигментные (содержащие пигменты — красящие вещества).

Клеточные структуры, включая органоиды (подробнее)

Включения. Они не относятся к органоидам. Включения — это непостоянные структуры клетки, которые появляются в ней и исчезают в процессе метаболизма. Различают 4 вида включений: трофические (с запасом питательных веществ), секреторные (содержащие секрет), экскреторные (содержащие вещества «на выброс») и пигментные (содержащие пигменты — красящие вещества).

1. Мембрана (плазмолемма).
2. Ядро с ядрышком.
3. Эндоплазматическая сеть: шероховатая (гранулярная) и гладкая (агранулярная).
4. Комплекс (аппарат) Гольджи.
5. Митохондрии.
6. Рибосомы.
7. Лизосомы. Лизосомы (от гр. lysis — «разложение, растворение, распад» и soma — «тело») — это пузырьки диаметром 200—400 мкм.
8. Пероксисомы. Пероксисомы — это микротельца (пузырьки-везикулы) 0,1-1,5 мкм в диаметре, окружённые мембраной.
9.  Протеасомы. Протеасомы – специальные органоиды для разрушения белков.
10. Фагосомы.
11. Микрофиламенты. Каждый микрофиламент — это двойная спираль из глобулярных молекул белка актина. Поэтому содержание актина даже в немышечных клетках достигает 10% от всех белков.
12. Промежуточные филаменты. Являются компонентом цитоскелета. Они толще микрофиламентов и имеют тканеспецифическую природу:
13. Микротрубочки. Микротрубочки образуют в клетке густую сеть. Стенка микротрубочки состоит из одного слоя глобулярных субъединиц белка тубулина. На поперечном срезе видно 13 таких субъединиц, образующих кольцо.
14. Клеточный центр.
15. Пластиды.
16. Вакуоли. Вакуоли – одномембранные органоиды. Они представляют собой мембранные «ёмкости», пузыри, заполненные водными растворами органических и неорганических веществ.
17. Реснички и жгутики (специальные органоиды). Состоят из 2-х частей: базального тельца, расположенного в цитоплазме и аксонемы — выроста над поверхностью клетки, который снаружи покрыт мембраной. Обеспечвают движение клетки или движение среды над клеткой.

 Источник: http://meduniver.com/Medical/gistologia/24.html MedUniver

 Видео: Внутренняя жизнь клетки (на рус.языке)

1. Видео по теме лекции: Одноклеточность

 2. Видеолекция: Клеточное строение организма

3. Видео: Строение клетки (на английском языке с русскими субтитрами). Рекомендуется для продвинутого уровня.

Видео: Строение клетки (на русском языке)

Видео: Клетки тела

Видео: Знакомство с клетками тела

 4. Видео: Исторический подход к понятию «клетка» (для самостоятельного просмотра)

Видео: Органоиды клетки

 Видеолекция: Строение клетки, органоиды

 5. Видео: Обзор строения клетки: Разнообразие клеток человека (рекомендуется к просмотру в конце курса Цитологии для закрепления и расширения полученных ранее знаний)

Лектор: Егоров Егор Евгеньевич, доктор биологических наук, профессор, ведущий научный сотрудник Института молекулярной биологии им. В.А.Энгельгардта РАН

 Митоз и мейоз — текст лекции

Типы основных клеток организма человека

Организм человека состоит из 37 триллионов клеток , которые являются единством жизни.

Неудивительно, что мы находим большую диверсификацию между ними для выполнения различных функций, что позволяет нам дополнять и покрывать жизненные потребности организма, такие как поддержание структуры тела, питания и дыхания. Подсчитано, что Есть около 200 типов клеток что мы можем различить в организме, некоторые более изучены, чем другие.

В этой статье мы поговорим об основных категориях, которые группируют типы клеток в соответствии с их характеристиками.

Почему эти микроскопические тела имеют значение?

Хотя наши психические процессы, кажется, возникают из какого-то скрытого уголка нашей головы, в котором установлена ​​связь между душой и телом, как полагал философ Декарт, истина в том, что они в основном объясняются отношениями между человеческим организмом и человеческим телом. среда, в которой он живет. Вот почему зная типы клеток, из которых мы состоим помогает нам понять, как мы и каким образом мы испытываем вещи.

Как вы можете себе представить, мы не будем говорить о каждом из них, но мы сделаем несколько общих мазков о некоторых из них, чтобы лучше понять наше тело.

Классификация классов клеток

Перед началом было бы идеально сгруппировать типы ячеек, чтобы лучше организовать тему. Есть несколько критериев, чтобы различать разные типы клеток .

Для случая, который касается нас (клеток человека), мы можем классифицировать их в зависимости от группы клеток, к которой они принадлежат, то есть в какой ткани они могут быть найдены.

Человеческое тело состоит из четырех различных типов тканей, благодаря которым мы можем сохранять различные среды относительно изолированными друг от друга. что наше тело должно функционировать должным образом , Эти категории тканей следующие:

1. Эпителиальная ткань : настраивает поверхностные слои организма. В свою очередь, его можно разделить на покрытие и железистое.
2. Соединительная ткань : действует как связь между тканями и формирует структуру тела. Кость, хрящ и кровь являются наиболее специализированными тканями конъюнктивы.
3. Мышечная ткань Как следует из названия, он состоит из группы клеток, которые составляют мышцы.
4. Нервная ткань : сформирован всеми элементами, которые формируют нервную систему.

1. Эпителиальные тканевые клетки

В этой группе мы находим клетки, которые являются частью самых поверхностных слоев организма. Он подразделяется на два типа, которые мы увидим ниже с их основными характеристиками.

1.1. Ткань для покрытия

Это правильные слои, которые покрывают организм.

• Клетки эпидермиса или кератиновые : клетки, которые составляют кожу. Они размещены в компактной форме и плотно соединены друг с другом, чтобы не допустить проникновения внешних агентов. Они богаты кератиновым волокном, которое убивает их, когда они поднимаются к самой поверхностной части кожи, поэтому, когда они достигают наружу, они становятся твердыми, сухими и сильно уплотненными.

• Пигментированные клетки Этот тип клеток дает цвет коже благодаря выработке меланина, который защищает от солнечного излучения. Проблемы в этих клетках могут вызвать много проблем в коже и в зрении, например, как это происходит при определенных типах альбинизма.

• Ячейки Меркеля Эти клетки отвечают за чувство осязания. Они связаны с нервной системой для передачи этой информации в направлении мозга.

• пневмоцитами : расположены в легочных альвеолах, имеют функцию соединения воздуха, собираемого в легких с кровью, для обмена кислорода (O2) на углекислый газ (CO2). Таким образом, они в начале последовательности функций, ответственных за доставку кислорода во все части тела.

• Папиллярные клетки : клетки, которые находятся на языке. Именно они позволяют нам чувствовать вкус благодаря способности получать химические вещества и преобразовывать эту информацию в нервные сигналы, которые составляют вкус.

• энтероцитов клетки гладкой кишки, которые отвечают за поглощение перевариваемых питательных веществ и передачу их в кровь для транспортировки. Поэтому его функция состоит в том, чтобы сделать функцию стенки проницаемой для определенных питательных веществ и непроходимой для других веществ.

• Эндотелиальные клетки Это те, которые формируют и структурируют кровеносные капилляры, обеспечивая правильную циркуляцию крови.Сбои в работе этих клеток могут привести к повреждению клеток в очень важных органах, которые могут перестать функционировать должным образом, а в некоторых случаях это может привести к смерти.

• гамета являются клетками, которые участвуют в оплодотворении и формировании эмбриона. У женщины это яйцеклетка, а у мужчины — сперма. Это единственные клетки, которые содержат только половину нашего генетического кода.

1.2. Железистая ткань

Группы клеток, которые выполняют функцию генерации и выделения веществ.

• Клетки потовых желез Типы клеток, которые производят и выводят пот наружу, главным образом в качестве меры по снижению температуры тела.

• Клетки слезной железы : они несут ответственность за создание слезы, но они не хранят его. Его основная функция — смазывать веко и правильно скользить над глазным яблоком.

• Клетки слюнных желез : отвечает за выработку слюны, которая облегчает переваривание пищи и в то же время является хорошим бактерицидным средством.

• гепатоциты : принадлежащие к печени, выполняют несколько функций, включая выработку желчи и запас энергии гликогена.

• Кальциформные клетки : клетки, найденные в различных частях тела, таких как пищеварительная или дыхательная система, которые отвечают за выработку «слизи», вещества, которое служит защитным барьером.

• Палиетальные клетки Расположенный в желудке, этот класс клеток отвечает за выработку соляной кислоты (HCl), ответственной за правильную выработку пищеварения.

2. Клетки соединительной ткани

В этой категории мы найдем типы клеток, которые являются частью структурной и соединительной ткани организма.

• фибробласты Это крупные клетки, которые отвечают за поддержание всей структуры тела благодаря выработке коллагена.

• макрофаги : типы клеток, которые находятся по периферии соединительной ткани, особенно в областях с высоким риском инвазии, таких как вход в организм, с функцией фагоцитирования инородных тел и представления антигенов.

• лимфоциты Обычно сгруппированные в лейкоциты или лейкоциты, эти клетки взаимодействуют с антигенами, указанными макрофагами, и отвечают за выработку защитного ответа против него. Именно они генерируют антитела. Они делятся на тип T и B.

• моноциты они представляют собой первоначальную форму макрофагов, но, в отличие от них, циркулируют через кровь и не находятся в определенном месте.

• эозинофил Они представляют собой класс лейкоцитов, которые генерируют и запасают различные вещества, которые используются для защиты от паразитического вторжения многоклеточного организма.

• базофилы : белые кровяные клетки, которые синтезируют и хранят вещества, которые способствуют процессу воспаления, такие как гистамин и гепарин. Отвечает за формирование отеков.

• Тучные клетки класс клеток, которые производят и запасают большие количества веществ (включая гистамин и гепарин), которые выделяют их в качестве защитного ответа, помогая другим клеткам иммунной системы.

• адипоциты : клетки, которые находятся по всему телу и имеют способность захватывать жиры в основном как запасы энергии.

• Хондробласт и хонд

Иммунолог Марк Головизнин о системе иммунитета человека — Реальное время

Марк Головизнин о том, как работает система иммунитета человека и какие вирусы живут в нашем теле

«Может ли иммунная клетка действовать целесообразно — в интересах всего организма или других клеток, которые съедят остатки «пришельца» и поделятся с ней? Эти аспекты поведения иммунных клеток нуждаются в выводе из «научного бессознательного» и моделировании. А то нередко мы сами изобретаем иммунные функции и изучаем не то, что есть на самом деле, а какие-то наши собственные, возможно, иллюзорные представления об иммунитете», — рассуждает кандидат медицинских наук, доцент МГМСУ Марк Головизнин. В интервью «Реальному времени» он рассказал, почему иммунная система похожа на муравейник, какие признаки позволяют считать вирусы живыми организмами и имеет ли иммунитет единое управление.

«Из всех микроорганизмов, которые живут в человеке, совсем немногие оказываются «вредителями»

— Какие вирусы обычно живут в теле человека? Почему они не наносят ему особого вреда?

— Во-первых, действительно, в нашем организме живут вирусы, заселившие его в процессе жизни человека — например, всем известный вирус герпеса или менее известный вирус Эпштейна-Барра. Вообще, человек — это суперорганизм, который населен не только вирусами, но и огромным количеством бактерий. Весь кишечник населен бактериями, которые во многом являются сапрофитами и работают на благо организма. Бактерии и вирусы живут в бронхолегочных структурах, на коже, слизистых оболочках. То есть существует определенный симбиоз человека и бактерий, вирусы также принимают в этом участие.

Второй момент: в течение эволюции много миллионов лет назад в геном млекопитающих встроились гены ретровирусов (аналогичных чем-то современному вирусу СПИДа) и начали продуцировать ряд белков иммунной системы, то есть вирусы стали «антивирусами», если говорить компьютерным языком. Это эволюционная биология действительно вызывает удивление, но это так: мы — суперорганизм.

— Вирусы проникают в ребенка, когда он находится в утробе матери?

— Не только вирус, но и целый ряд даже крупных бактерий могут проникать транспланцентарно. На этом было основано лечение детского туберкулеза. Знаменитая прививка вакциной БЦЖ возникла потому, что заражение младенцев внутриутробно или в момент родов от больных матерей создавало огромную проблему. Младенцы гибли от тяжелых форм туберкулеза. Микробактерия туберкулеза по сравнению с вирусом — это динозавр по сравнению с мышкой. Поэтому, конечно, вирус и подавно проходит через целый ряд биологических барьеров, это нормально.

Фото yandex.ru

Знаменитая прививка вакциной БЦЖ возникла потому, что заражение младенцев внутриутробно или в момент родов от больных матерей создавало огромную проблему

— Почему же вирусы не наносят особого вреда ребенку в утробе?

— Существует специализированная система иммунитета. Это подвижные клетки — лимфоциты и макрофаги, которые взаимодействуют со всеми пришельцами и каким-либо образом ограничивают их активность. Из всех микроорганизмов, которые живут в человеке, совсем немногие оказываются «вредителями». Для этого должны возникнуть какие-то специфические условия, когда иммунная система позволяет развиваться патогенным возбудителям.

Система иммунитета, если упростить наш рассказ о ней, дуалистична. Есть врожденный иммунитет, который имеется у новорожденного и присущ ему вне зависимости от контакта с окружающей средой. А есть приобретенный иммунитет, который развивается уже в процессе контакта организма с окружающей средой. Они оба работают для того, чтобы организм выжил. Часть иммунных клеток относится к врожденному иммунитету, другая часть — к приобретенному.

— Кстати, врожденный иммунитет различается у людей с разных континентов?

— Врожденный иммунитет — это тоже сложная система. Клетки, принадлежащие ей, имеют рецепторы, распознающие так называемые «образы патогенности» — это эволюционно консервативные белки, присущие огромному количеству видов и типов различных микроорганизмов. И врожденный иммунитет реагирует именно на них. То есть это система «ковровых бомбардировок», она не является строго специфичной, действующей против конкретного вируса или конкретной бактерии. Судя по существующим исследованиям, эти «образы патогенности» одинаковы у многих микроорганизмов, где бы они ни существовали.

А приобретенный иммунитет гораздо более специфичная система, которая имеет и расовые, и региональные, и индивидуальные особенности.

«Вне всякого сомнения, вирус — живой организм»

— Вирус можно отнести к живым организмам?

— Есть не всех удовлетворяющее определение Энгельса, что жизнь — это способ существования белковых тел. Вирус является «белковым телом». Помимо этого, он обладает молекулами наследственности — либо ДНК, либо РНК. То есть он может размножаться, он производит себе подобных, иногда в больших количествах, как мы сейчас видим в случае с коронавирусом. Он приспосабливается к окружающей среде, поэтому, вне всякого сомнения, вирус — живой организм. Хотя науке известны живые белковые организмы, не содержащие молекулы нуклеиновых кислот, так называемые прионы, возбудители прогрессирующих нервных заболеваний человека и животных. Но это уже вопрос на стыке иммунологии, медицины и философии.

Возвращаясь к вирусу: он имеет три очень существенных признака живых организмов — это наличие белка, воспроизведение себе подобных с помощью нуклеиновых кислот и обмен информацией с внешней средой.

Фото lentachel.ru

Вирус имеет три очень существенных признака живых организмов — это наличие белка, воспроизведение себе подобных с помощью нуклеиновых кислот и обмен информацией с внешней средой

— Объясните, каким образом наш организм постоянно сканируется на наличие вирусов?

— Иммунология как наука находится в очень интересном двойственном положении. С одной стороны, безусловно, у нас в мозгу есть некая доминанта, наша индивидуальность, которая ставит вопрос — «Я или не Я». И, раз есть наша психическая и биологическая индивидуальность, то должны быть факторы, которые нас защищают. Второй момент: в нашем организме объективно сосуществуют разные вирусы, бактерии-сапрофиты, патогены, и есть подвижные «иммунные» клетки — фагоциты, лимфоциты, которые взаимодействуют с пришельцами, работают в организме. И вопрос, действительно они имеют цель защищать нас или нам просто выгодно так думать?

Лично я думаю, что подвижные иммунные клетки — это определенного рода муравейник. Они живут в нас собственной сложной жизнью, в том числе в ходе этой жизнедеятельности они осуществляют определенную защитную функцию, осознавая или не осознавая это. Другое дело, что наши представления об их роли могут не совпадать с реальностью.

И так как мы суперорганизм, то бактерии и вирусы участвуют в формировании нашей иммунной системы. И если по каким-то причинам кишечник или другие органы человека на ранних сроках жизни не заселяются бактериями, то и иммунная система или не развивается, или развивается очень плохо. Есть такие лабораторные животные, чей кишечник лишен флоры, и их иммунная система, особенно приобретенный иммунитет, имеет признаки тотального недоразвития.

В нашем суперорганизме иммунитет развивается в контакте с внешней средой, начиная с внутриутробного состояния и кончая подростковым периодом. Активируется врожденный иммунитет, затем его догоняет в развитии иммунитет приобретенный. И что особенно важно: в иммунной системе должны развиться и тормозные (супрессорные) механизмы. Так называемый цитокиновый шторм — свойство врожденного иммунитета, который легко разогнать, но трудно остановить. Приобретенный иммунитет гораздо мобильнее. Он имеет «точечную активацию» на конкретный антиген и развитые супрессорные механизмы, тормозящие иммунную реакцию когда нужно. Кроме этого, существует орган иммунитета — вилочковая железа (тимус), где изолируются и гибнут те иммунные клетки, которые могут атаковать не чужие, а свои структуры. Когда есть развитый врожденный иммунитет, а приобретенный иммунитет, и особенно супрессорные механизмы, развиты плохо, цитокиновый шторм не остановить.

Фото vesti.ua

Так называемый цитокиновый шторм — свойство врожденного иммунитета, который легко разогнать, но трудно остановить

«Иммунную реакцию можно сравнить с автомобилем — если он разогнался, а тормоза не работают, понятно, что происходит»

— Что такое цитокины?

— Это небольшие белковые молекулы, которые выделяются одними иммунными клетками, допустим, лимфоцитами, макрофагами, моноцитами, чтобы сигнализировать и взаимодействовать с другими клетками. Есть даже такое понятие — хелперный эффект от английского слова «helper» — помощник. Предположим, чтобы лимфоцит вырабатывал антитела, на него нужно воздействовать этими цитокинами, чтобы он активировался, и делает это другая клетка, то есть возникает своеобразный «диалог». Благодаря цитокинам было доказано, что иммунная система — действительно система, хотя долгое время это было умозрительное понятие. Еще Мечников постулировал наличие иммунной системы, но доказать этого в начале ХХ века он не мог. Когда лет 30—40 назад были открыты цитокины, стало ясно, как иммунные клетки контактируют между собой. И это происходит в любой ситуации. Во время воспаления этот диалог приобретает особую интенсивность, и происходит массовый выброс цитокинов.

Это было известно и до коронавируса. Например, во время сепсиса, когда бактерии попадают в кровь и очень усиленно там размножаются, иммунные клетки отвечают массивным выбросом цитокинов. Такое явление и получило название «цитокиновый шторм». И, как оказалось, это палка о двух концах, потому что этот шторм не только помогает, но и бьет по самому организму. Возникает лихорадка, падение артериального давления, генерализованное повышение проницаемости сосудов, поскольку цитокины действуют не только на иммунные клетки, но и на клетки сосудов. Далее происходит нарушение свертываемости крови, большой выход жидкости в ткани, там развиваются вторичные инфекции, и человек может погибнуть в результате каскада этих гиперреакций.

Еще один пример, когда иммунная система «бьет по своему» — это аллергия. У аллергиков возникает повышенная — неадекватная реакция на те раздражители (пыльцу, например), на которые большинство человечества не реагирует. Это тоже наследственно обусловленный дефект иммунных супрессорных механизмов.

И скорее всего, люди, которые реагируют на вирусную инфекцию цитокиновым штормом, тоже имеют какие-то наследственные дефекты, до конца еще не изученные. Нынешняя пандемия должна стимулировать изучение этих факторов.

То есть цитокиновый шторм — это в какой-то мере дисгармония между врожденным иммунитетом, который типо- или группоспецифичен, который легко активировать и труднее остановить, и приобретенным иммунитетом, который должен ограничивать иммунную реакцию действием против конкретных возбудителей, а также вовремя осуществлять ее торможение. Иммунную реакцию тем самым можно сравнить с автомобилем, если он разогнался, а тормоза не работают, понятно, что происходит.

Фото scientificrussia.ru

Цитокины — небольшие белковые молекулы, которые выделяются одними иммунными клетками, допустим, лимфоцитами, макрофагами, моноцитами, чтобы сигнализировать и взаимодействовать с другими клетками

«Есть ли у иммунной системы единое управление? Это пока дискуссионный вопрос»

— Может ли иммунная клетка осознавать свои действия?

— Такой вопрос был поставлен еще перед Мечниковым. Современная иммунология началась немногим более ста лет назад, когда был открыт фагоцитоз. Известно поэтическое описание фагоцитоза, когда Мечников воткнул шип в тело морской звезды и увидел собравшиеся вокруг раны клетки. Но тогда все было не так просто, как нам кажется теперь. В то время борьбы с религией перед ним был поставлен вопрос: «Защита — это прерогатива высших организмов. Мы можем защищать потомство, животные тоже. То есть вы хотите сказать, что клетки обладают функцией разума, могут действовать целесообразно?». И на этот вопрос Мечников смог ответить не прямо, а лишь косвенно. Как биолог-эволюционист, он показал, что фагоцитоз не «дар божий», он появился на определенных этапах эволюции живых организмов. А во-вторых, пришло на помощь внутриклеточное пищеварение: фагоцит — это заглатывающая клетка. Это помогло Мечникову обойти сложный вопрос о «целеполагании» в иммунологии.

Но многие категории иммунологии до сих пор существуют в «научном бессознательном». Есть, например, понятие «лимфоцит-киллер». До недавнего времени оно было известно только иммунологам, сейчас все могут понять, что это лимфоцит, который убивает внедрившийся микроорганизм, но при этом его не съедает. Зачем же он это делает? Может ли иммунная клетка действовать целесообразно — в интересах всего организма или других клеток, которые съедят остатки «пришельца» и поделятся с ней? Эти аспекты поведения иммунных клеток нуждаются в выводе из «научного бессознательного» и моделировании. А то нередко мы сами изобретаем иммунные функции и изучаем не то, что есть на самом деле, а какие-то наши собственные, возможно, иллюзорные представления об иммунитете.

— У иммунной системы есть единое управление?

— Это вопрос, о котором ученые до сих пор спорят. В иммунной системе есть своя иерархия, но не такая строгая, как в нервной системе, где имеется головной мозг, спинной мозг, периферический нервный аппарат. С нервной системой все понятно, и во многом иммунологи, изучая иммунитет, принимали ее в расчет. Что касается иммунной системы, ясно одно: есть подвижные клетки, которые мигрируют по всему организму, в результате выделения цитокинов могут собираться в одном или другом месте, а есть иммунные органы, где эти клетки созревают — костный мозг, где созревают лимфоциты, продуцирующие антитела, и есть вилочковая железа, где созревают Т-лимфоциты (тимусные) — «контролирующие» клетки приобретенного иммунитета. Прохождение через тимус — это «обучение», чтобы иммунная система вела себя прилично и не убивала собственные клетки, не развивала гипериммунный ответ, от которого человек может погибнуть.

Но существует ли такое постоянное управление иммунитетом из единого центра, каковым для нервной системы является головной мозг, пока еще вопрос дискуссионный. По крайней мере иммунная система из всех регуляторных систем наиболее подвижна. То есть, видимо, ее управление диктуется конкретной ситуацией.

Матвей Антропов

Справка

Марк Головизнин — кандидат медицинских наук, доцент кафедры внутренних болезней стоматологического факультета МГМСУ им. А.И. Евдокимова, член Совета ассоциации медицинских антропологов. Сфера научных интересов: иммунология, интердисциплинарные исследования, медицинская антропология.

ОбществоМедицина

Сколько клеток в человеческом теле? Типы, производство, потери и многое другое

Обзор

Люди — сложные организмы, состоящие из триллионов клеток, каждый со своей собственной структурой и функцией.

Ученые прошли долгий путь в оценке количества клеток в среднем человеческом теле. По последним оценкам, количество ячеек составляет около 30 триллионов. Написано, это 30 000 000 000 000!

Все эти клетки работают в гармонии, чтобы выполнять все основные функции, необходимые для выживания человека.Но это не только человеческие клетки внутри вашего тела. По оценкам ученых, количество бактериальных клеток в организме человека, вероятно, превышает количество человеческих клеток.

В организме около 200 различных типов клеток. Вот лишь несколько примеров:

• эритроцитов (эритроцитов)
• клеток кожи
• нейронов (нервных клеток)
• жировых клеток

Люди — многоклеточные сложные организмы. Клетки внутри нашего тела «специализированы».Это означает, что каждый тип клетки выполняет уникальную и особую функцию. По этой причине каждый из 200 различных типов клеток в организме имеет разную структуру, размер, форму и функцию и содержит разные органеллы.

Например:

• Клетки в мозге могут иметь более длинную форму, чтобы они могли передавать сигналы более эффективно.
• В клетках сердца больше митохондрий, потому что им нужно много энергии.
• Клетки дыхательной системы отвечают за поглощение кислорода и выделение углекислого газа.

Все клетки работают вместе, чтобы человеческое тело работало эффективно.

Согласно недавним исследованиям, в среднем человеке содержится примерно 30 триллионов человеческих клеток.

Это, конечно, грубое приближение. Подсчитать человеческие клетки чрезвычайно сложно. Это не так просто, как определить размер или вес отдельной клетки и сделать оценку на основе объема человеческого тела.

Каждый из 200 различных типов клеток человеческого тела имеет разный вес и размер.Внутри тела одни клетки упакованы более плотно, а другие более рассредоточены.

Клетки постоянно умирают, и одновременно создаются новые. Кроме того, фактическое количество клеток будет варьироваться от человека к человеку в зависимости от их возраста, роста, веса, состояния здоровья и факторов окружающей среды.

Лучшее, что мы можем сделать, это найти оценку на основе среднего человека. В недавнем исследовании в качестве эталона использовался мужчина в возрасте от 20 до 30 лет, весом 70 килограммов (154 фунта) и ростом 170 сантиметров (5 футов 7 дюймов).

В ходе исследования исследователи рассмотрели каждый тип клеток и использовали множество утомительных методов для оценки количества каждого типа. Они использовали самую последнюю доступную информацию, чтобы составить подробный список объемов и плотности в каждом органе тела. После того, как они пришли к оценке всех различных типов клеток, они сложили их все вместе. Они пришли к 30 триллионам.

Возможно, вы читали, что количество бактериальных клеток в организме человека превышает количество человеческих клеток в 10 к 1.Первоисточник этого соотношения восходит к 1970-м годам, когда американские микробиологи использовали ряд предположений для расчета количества бактерий в кишечном тракте.

С тех пор соотношение 10: 1 было опровергнуто.

Новые данные показывают, что количество бактериальных клеток в организме человека составляет около 38 триллионов. Оказывается, это намного ближе к примерно 30 триллионам человеческих клеток в организме.

Итак, хотя в вашем организме в любой момент времени, вероятно, больше бактериальных клеток, чем клеток человека, разница не так велика, как считалось ранее.

Есть три типа клеток крови: красные кровяные тельца, белые кровяные тельца и тромбоциты. Красные кровяные тельца (эритроциты) на сегодняшний день являются наиболее распространенным типом клеток в организме человека, составляя более 80 процентов всех клеток.

В теле взрослых людей в среднем около 25 триллионов эритроцитов. У женщин обычно меньше эритроцитов, чем у мужчин, а у людей, живущих на больших высотах, обычно их больше.

Согласно недавним подсчетам, в организме также около 147 миллионов тромбоцитов и еще 45 миллионов лимфоцитов (тип лейкоцитов).

Согласно новым исследованиям, в среднем мужском мозге примерно 171 миллиард клеток, включая около 86 миллиардов нейронов. Нейроны — это клетки, которые помогают передавать сигналы по всему мозгу. В мозгу также есть 85 миллиардов других клеток, называемых глиальными клетками, которые помогают поддерживать нейроны.

Трудно точно измерить, сколько клеток образует ваше тело в любой день. Продолжительность жизни каждого из 200 типов клеток значительно различается, поэтому не все типы клеток производятся с одинаковой скоростью.

Хорошее начало — посмотреть на количество эритроцитов, которые вырабатываются каждый день, поскольку эритроциты являются наиболее распространенным типом клеток в организме. Эритроциты живут около 120 дней, после чего они удаляются из кровотока макрофагами в селезенке и печени. В то же время специализированные стволовые клетки заменяют мертвые эритроциты примерно с той же скоростью.

В среднем организм производит от 2 до 3 миллионов эритроцитов каждую секунду, или от 173 до 259 миллиардов эритроцитов в день.

Большинство, но не все, клетки в организме со временем умирают, и их необходимо заменить. К счастью, здоровое человеческое тело способно поддерживать точный баланс между количеством производимых клеток и количеством клеток, которые умирают.

Например, поскольку организм производит от 173 до 259 миллиардов эритроцитов в день, примерно такое же количество эритроцитов отмирает.

Трудно точно определить, сколько клеток в организме человека умирает каждый день. Клетки не созданы равными по продолжительности их жизненных циклов.Например, белые кровяные тельца живут всего около 13 дней, тогда как красные кровяные тельца живут около 120 дней. С другой стороны, клетки печени могут жить до 18 месяцев. Клетки мозга остаются живыми на протяжении всей жизни человека.

Используя более изощренные методы, чем раньше, по оценкам нового исследования, в среднем человеке насчитывается около 30 триллионов человеческих клеток. Эритроциты составляют большинство этих клеток.

Конечно, человеческие клетки — не единственные клетки нашего тела.Новое исследование также показало, что в среднем человеке также насчитывается около 38 триллионов бактерий. Таким образом, общая сумма составляет более 68 триллионов клеток (человеческих или нет).

Это ни в коем случае не окончательная оценка количества клеток в организме человека, но это хорошее начало. Со временем ученые продолжат уточнять эти расчеты.

.

У людей много разных типов клеток

Сколько клеток в человеческом теле?

В организме человека около 37 триллионов клеток, состоящих из 200 различных типов. Каждая клетка имеет структуры, ответственные за производство 100 000 различных белков из 20 типов аминокислот. Несмотря на это, код для производства всех этих клеток и многого другого хранится в ДНК (почти) каждой клетки, и все клетки происходят из одной и той же клетки.

Каждый из 200 различных типов клеток выполняет уникальную функцию, но большинство из них вырабатывают белки, которые выполняют многие из функций организма данного человека.

Видео о делении клеток и о том, почему у людей так много клеток.

• У человека около 37,2 триллиона клеток. ^[1]
• Есть 200 различных типов ячеек. Внутри этих клеток имеется около 20 различных типов структур или органелл (органов внутри клетки). Каждая органелла выполняет разные функции. ^[1]

Видео о клетках животных и растений и их органеллах.В клеточной биологии клетки животных ничем не отличаются от клеток человека, хотя каждое животное, включая вас, имеет уникальные гены.

• В течение жизни человека многие клетки заменяют себя каждые 7-15 лет, но не все клетки делают это. Некоторые заменяют себя каждые несколько дней или недель; другие никогда не заменяют себя.

Видео, в котором обсуждается, как клетки человека заменяют себя.

СОВЕТ : См. «Список различных типов клеток в организме взрослого человека» для получения дополнительной информации о типах и функциях клеток.

37 триллионов — точное количество?

Подсчитать количество клеток в организме человека сложно. Гадание на основе объема дает вам оценку в 15 триллионов ячеек; если посчитать по весу, получится 70 триллионов. Это потому, что каждая ячейка имеет разную плотность. ^[2]

Учитывая вышеупомянутую проблему, исследование 2014 года разбило ячейки по каждому типу и таким образом произвело подсчет. Получилось 3,72 × 10 ¹³ или, как мы говорим в обиходе 37.2 триллиона (а проще говоря около 37 триллионов). ^[3] Мы все еще обсуждаем и изучаем этот номер.

Откуда произошли первые клетки?

Все клетки в организме человека происходят из одной клетки, оплодотворенной яйцеклетки, состоящей из материнской яйцеклетки, оплодотворенной отцовской спермой. Эта клетка содержит всю ДНК, необходимую, чтобы сделать человека уникальным или сделать идентичного близнеца.

Исходная клетка делится снова и снова. Все новые клетки содержат одну и ту же ДНК, но экспрессируют разные гены.

Как может каждая клетка иметь одинаковую ДНК?

Почти каждая клетка, за некоторыми исключениями, имеет одинаковую ДНК. Внутри этой ДНК находится более 20000 человеческих генов, которые выражаются, когда клетки делятся и растут из-за асимметричного деления клеток. По крайней мере, одна из двух дочерних клеток отличается от родительской. Также может происходить клеточная дифференцировка, что означает, что одна клетка становится другой клеткой без деления. ^[1]

Чем отличается каждая ячейка?

Когда клетка делится или «эволюционирует», она имеет шанс экспрессировать различные наборы генов, закодированных в ее ДНК.Когда развиваются разные наборы генов, изменяется тип клеток, как и тип создаваемых белков.

Изображение, показывающее различные органеллы клетки и разные типы клеток.

Откуда взялась первая ячейка?

Мы знаем, что вы начали с яйцеклетки, спермы и небольшого количества химии, но откуда взялась первая клетка? Мы не можем ответить на этот вопрос, но мы достаточно уверены, как развивались сложные клетки. Мы думаем, что они произошли из двух отдельных клеток, которые сформировались вместе в симбиотических отношениях и делили друг с другом ДНК, чтобы выжить, развиваться и развиваться в клетки, которые сделали вас сегодня.Каково происхождение первой одиночной клетки? Мы не знаем. Химия, космос или даже что-то более духовное могут дать ответ.

В нашем организме много разных типов клеток, но все они произошли из одной клетки — оплодотворенной яйцеклетки, любезно предоставленной вашими родителями.

.

Сколько клеток в человеческом теле?

Вы очарованы невероятными машинами, которые вас окружают? В обычный день вы можете кататься на автомобиле, разговаривать по смартфону, выходить в Интернет на компьютере и смотреть фильм по телевизору высокой четкости.

Хотя все эти машины являются прекрасными примерами современных технологий, они далеко не так впечатляющи, как другая сложная машина. О чем мы говорим? Конечно же, ваше человеческое тело!

Ни одна из этих впечатляющих машин не имела бы никакой ценности, если бы не способность человеческого тела их использовать.Когда вы думаете обо всем, что делает ваше тело — большую часть этого без необходимости вашего сознательного участия — становится ясно, что человеческое тело не имеет себе равных по своей сложности и полезности.

Если вы присмотритесь к человеческому телу, то поймете, что оно состоит из множества различных и важных частей. Все эти части имеют одну общую черту: все они состоят из клеток.

Клетки — это крошечные строительные блоки жизни. Большинство из них настолько малы, что их можно увидеть только в микроскоп.Насколько они маленькие? Ячейки различаются по размеру в зависимости от их типа и функции. В вашем человеческом теле, например, около 200 различных типов клеток. Средняя ячейка будет иметь объем всего четыре миллиардных кубического сантиметра при весе всего в один нанограмм!

Учитывая такие крошечные размеры, человеческое тело должно иметь много клеток. Итак, сколько клеток составляет среднее человеческое тело? Готовы начать считать? Идти!

Устали? Да, вы никогда не сможете подсчитать количество клеток в человеческом теле.Во-первых, вы их не видите! Что еще более важно, их просто слишком много, чтобы сосчитать. Ученые, однако, использовали некоторые передовые математические методы, чтобы вычислить, как они считают, среднее количество клеток в типичном человеческом теле.

Как они могли это сделать? Некоторые ученые пытались оценить количество клеток в человеческом теле, исходя из веса средней клетки и веса среднего человеческого тела. Выполнение этой простой арифметики дало им оценку примерно в 70 триллионов клеток!

Вместо этого другие ученые пытались оценить количество клеток в человеческом теле, исходя из объема средней клетки и объема среднего человеческого тела.Расчеты, основанные на объеме, дали оценку примерно в 15 триллионов клеток. Это большая разница между двумя оценками.

Чтобы усложнить задачу, ученые поняли, что разные типы клеток различаются по своей плотности и размеру внутри тела. Чтобы получить наиболее точную оценку, группа ученых решила изучить объем и плотность каждого типа клеток в организме человека.

Например, их исследования показали, что в среднем человеческое тело имеет 50 миллиардов жировых клеток и два миллиарда клеток сердечной мышцы.Это много клеток, но эритроциты берут верх, всего 20-30 триллионов клеток! А общий итог всех ячеек? Ученые пришли к выводу, что в среднем человеческое тело содержит примерно 37,2 триллиона клеток! Конечно, в вашем теле будет больше или меньше клеток, чем это общее количество, в зависимости от вашего размера по сравнению со средним человеческим существом, но это хорошая отправная точка для оценки количества клеток в вашем собственном теле!

.

Почему у большинства людей 23 пары хромосом?

Возможно, вы слышали, что 137 — это магическое число, но если вы спросите генетика, он скажет вам, что настоящее волшебство — в 46. Почему 46? Потому что это общее количество хромосом, обнаруженных почти в каждой человеческой клетке — 23 пары, если быть точным — и эти маленькие нитевидные структуры содержат всю информацию о том, кто вы и что делает вас уникальным.

Объявление

ДНК и хромосомы

Чтобы понять, что такое хромосомы, сначала нужно понять, что такое ДНК.ДНК, официально известная как дезоксирибонуклеиновая кислота, представляет собой сложную молекулу, обнаруженную во всех растениях и животных. Он находится почти в каждой клетке организма и содержит всю информацию, необходимую для поддержания этого организма в рабочем состоянии (а также в развитии и воспроизводстве). ДНК также является основным способом передачи наследственной информации организмами. В процессе воспроизводства часть ДНК передается от родителей к потомству. Короче говоря, ДНК — это то, что рассказывает историю вашей совершенно уникальной биологии.

Как вы, наверное, догадались, ДНК должна быть довольно длинной, чтобы хранить всю эту важную информацию. И это так — если вы растянете ДНК только в одной клетке на всю длину, она будет примерно 2 метра в длину, а если вы поместите ДНК во все свои клетки вместе, у вас будет цепь примерно в два раза больше диаметра солнечной системы.

К счастью, ячейки довольно умны и имеют гениальный способ упаковки всей этой информации в компактные пакеты. Введите: хромосома.

Хромосома, название которой происходит от греческих слов, обозначающих цвет (цветность) и тело (сома), представляет собой клеточную структуру (или тело), ​​которую ученые могут определить под микроскопом, окрашивая ее цветными красителями (понимаете?). Каждая хромосома состоит из белка и, как вы уже догадались, ДНК.

Каждая хромосома содержит ровно одну молекулу ДНК, если быть точным, и эта длинная цепочка генетической информации плотно обернута вокруг белка (называемого гистоном), который действует как катушка, эффективно связывая длинную, богатую информацией молекулу в идеальный размер и форма, чтобы поместиться внутри ядра клетки.Каждая человеческая клетка имеет 23 пары хромосом, всего 46 (не считая сперматозоидов и яйцеклеток, каждая из которых содержит только 23 хромосомы).

Объявление

Почему 23 пары?

Магическое число 46 (23 пары) на ячейку не универсально среди живых существ. Во-первых, люди также являются «диплоидными» видами, что означает, что большинство наших хромосом входят в согласованные наборы, называемые гомологичными парами (два члена каждой пары называются гомологами).Многие животные и растения диплоидны, но не все из них имеют общее число 46. Например, у комаров диплоидное число хромосом составляет шесть, у лягушек — 26, а у креветок — колоссальные 508 хромосом!

Но почему у людей 23 пары? Произошло это в процессе эволюции. «У людей есть 23 пары хромосом, в то время как все другие человекообразные обезьяны (шимпанзе, бонобо, гориллы и орангутаны) имеют 24 пары хромосом», — сообщает доктор философии Белен Херл по электронной почте. Хёрл — научный сотрудник Национального исследовательского института генома человека при Национальных институтах здравоохранения.»Это связано с тем, что в эволюционной линии человека две наследственные хромосомы обезьяны слились на своих теломерах [кончиках], образуя хромосому 2 человека. Таким образом, у человека на одну пару хромосом меньше. Это одно из основных различий между геномом человека и геномом человека. геном наших ближайших родственников «.

А теперь давайте вернемся к вопросу о сперме и яйцеклетке — эти клетки имеют только одну гомологичную хромосому из каждой пары и считаются «гаплоидными». Вот почему: когда сперматозоид и яйцеклетка сливаются, они объединяют свой генетический материал, образуя один полный диплоидный набор хромосом.И если задуматься, в этом есть смысл. Это означает, что каждый родитель вносит один гомолог в гомологичную пару хромосом в клетках своего ребенка.

Рассмотрим группу крови в качестве наглядного примера: люди с группой крови AB унаследовали две разные генные вариации на своих двух гомологичных хромосомах — одну для A и одну для B, которые при объединении производили AB.

Объявление

Слишком много или слишком мало хромосом

Теперь вы знаете, что в учебном примере здорового человека почти в каждой клетке тела 23 пары хромосом, но жизнь — не всегда учебник.Что произойдет, если что-то вызовет развитие большего или меньшего количества хромосом? Прирост или потеря хромосом от стандарта 46 (так называемая анеуплоидия) происходит либо во время формирования репродуктивных клеток (сперматозоидов и яйцеклеток), либо на раннем этапе развития плода, либо в любой другой клетке тела после рождения.

Одной из наиболее распространенных форм анеуплоидии является «трисомия», то есть наличие дополнительной хромосомы в клетках. Одним из хорошо известных результатов трисомии является синдром Дауна, который представляет собой состояние, вызываемое тремя копиями 21 хромосомы в каждой клетке.Эта дополнительная хромосома дает в общей сложности 47 хромосом на клетку, а не 46.

Потеря одной хромосомы в клетке называется «моносомией» и описывает состояние, при котором у людей есть только одна копия определенной хромосомы на клетку, а не

.