Организм человека состоит из клеток и неклеточных структур, которые в процессе фило- и онтогенеза последовательно объединились в ткани, органы и системы органов.
Клетка
Клетка — элементарная генетическая и структурно-функциональная единица, основной структурный элемент всех живых организмов (рис. 4).
В клетке человеческого тела различают поверхностный аппарат, цитоплазму и ядро.
Поверхностный аппарат клетки включает наружную мембрану, надмембранный комплекс и подмембранные структуры. Наружная мембрана состоит из фосфолипидного слоя и молекул белков, которые либо лежат на его поверхностях, либо пронизывают его насквозь. Сходное строение имеют и внутриклеточные мембраны. Надмембранный слой — гликокаликс, состоящий из молекул углеводов, связанных с белками, является рецепторным аппаратом клетки. Подмембранный комплекс образован наружным слоем цитоплазмы, который содержит микротрубочки и микронити — белковые структуры, выполняющие функции цитоскелета (рис. 5). Поверхностный аппарат клетки обеспечивает трансмембранный транспорт веществ в клетку и из нее.
Цитоплазма содержит цитоплазматический матрикс, органеллы и включения. Цитоплазматический матрикс — коллоидный раствор, внутренняя среда клетки, где протекают все реакции обмена веществ. Клеточные органеллы — постоянные структуры клетки, имеют определенное строение и выполняют определенные функции. К ним относятся рибосомы, эндоплазматическая сеть, пластинчатый комплекс, лизосомы, пероксисомы, митохондрии и центриоли.
Рибосомы — молекулярные машинки для синтеза белка. Большие группы рибосом назваются полисомами. Рибосомы устанавливаются на образованных мембраной стенках канальцев эндоплазматической сети, в которые поступают синтезированные белки. Эндоплазматическая сеть (ЭПС) — основная магистраль внутриклеточного транспорта. Та ее часть, где располагаются рибосомы, называется гранулярной, дру-
гие участки свободны от рибосом — это гладкая эндоплазматическая сеть. На ней синтезируются углеводы и жиры. Содержимое канальцев поступает в пластинчатый комплекс. Пластинчатый комплекс (комплекс Гольджи) — это цистерны, канальцы и пузырьки, стенки которых образует универсальная мембрана. Здесь продукты синтеза «упаковываются», а затем переходят в цитоплазму и либо используются самой клеткой, либо выводятся из нее.
Наружная клеточная мембрана, эндоплазматическая сеть и пластинчатый комплекс составляют единую мембранную систему клетки.
Рис. 4. Ультрамикроскопическое строение клетки:
1 — цитолемма (плазматическая мембрана); 2 — связь клеточной оболочки (цитолеммы) с мембранами эндоплазматической сети; 3 — пиноцитозные пузырьки; 4 — центросома (клеточный центр; цитоцентр); 5 — гиалоплазма; 6 — эндоплазматическая сеть: 6а — мембрана зернистой сети, 6б — рибосомы; 7 — незернистая (гладкая) эндоплазматическая сеть; 8 — связь перинуклеарного пространства с полостями эндоплазматической сети; 9 — ядерные поры; 10 — секреторные вакуоли; 11 — внутренний сетчатый аппарат (комплекс Гольджи); 12 — митохондрия; 13 — ядрышко; 14 — ядро; 15 — лизосомы; 16 — три последовательные стадии фагоцитоза
От пластинчатого комплекса отделяются лизосомы, содержащие до 60 гидролитических ферментов. Лизосомам аналогичны пероксисомы, содержащие около 40 ферментов, расщепляющих перекиси, в частности перекись водорода.
Процессы обмена веществ обеспечены энергией химических связей аденозинтрифосфата (АТФ), которая синтезируется в митохондриях — энергетических станциях клетки.
Деление клетки происходит с участием центриолей (клеточного центра) — двух цилиндрических гранул, которые в делящихся клетках обозначают центры дочерних клеток и формируют «веретено деления».
Клеточные включения — временные элементы, возникающие в клетке на определенных стадиях ее жизнедеятельности. Различают трофические (питательные: капли жира, гликоген), секреторные, пигментные (меланин), специальные (гемоглобин) включения.
Ядро имеет разнообразную форму и состоит из ядерной оболочки, нуклеоплазмы и хроматина.
Рис. 5. Строение цитоплазматической мембраны:
1 — гидрофильные части липидных молекул; 2 — гидрофобные части; 3 — белковые молекулы; 4 — гликокаликс; 5 — подмембранный комплекс
Ядерная мембрана отделяет хроматин от цитоплазмы, исключает его из обмена веществ и контролирует движение веществ из ядра в цитоплазму и обратно. Нуклеоплазма — ядерный сок — это коллоид, содержащий растворимые белки, нуклеопротеиды, гликопротеиды, ферменты ядра, необходимые для синтеза нуклеиновых кислот и рибосом, а также хроматин.
Хроматин — сложный комплекс белков с ДНК, называемый нуклеопротеидом. Это ДНК, которая в интерфазе находится в активном деспирализованном состоянии. При делении клетки из хроматина в результате максимальной спирализации ДНК формируются хромосомы.
Под влиянием определенного участка хромосомы, который называется «организатор ядрышка», в ядре формируется ядрышко — обособленная, хотя и не имеющая оболочки наиболее плотная часть ядра.
Ядро хранит, использует в процессе синтеза белка и передает по наследству генетическую информацию, т.е. информацию о синтезе белка, поэтому оно является главной структурой клетки.
Клетки могут соединяться своими отростками, образуя синцитий. Многоядерные клетки называются симпласт.
Неклеточные структуры
К неклеточным структурам относится межклеточное вещество. Оно находится между клетками и имеет неодинаковое строение в тканях разных типов. Так, в соединительной ткани оно состоит из бесструктурного основного вещества (substantia fundamentalis), в котором расположены коллагеновые волокна.
Ткани
Ткань (histos) — филогенетически сложившаяся система клеток и неклеточных структур. С учетом особенностей происхождения, строения и функций выделяют 5 типов тканей (рис. 6):
1) эпителиальную;
2) кровь и лимфу;
3) соединительную;
4) мышечную;
5) нервную.
Эпителиальная ткань
Эпителиальная ткань (textus epithelialis) развивается из всех трех зародышевых листков и характеризуется тесным объединением
Рис. 6.1. Виды эпителиальной ткани:
1 — однослойный плоский эпителий; 2 — кубический; 3 — цилиндрический; 4 — многослойный; 5 — многорядный (реснитчатый)
Рис. 6.2. Кровь:
1 — эритроциты; 2 — нейтрофильный лейкоцит; 3 — базофильный лейкоцит
Рис. 6.3. Собственно соединительная ткань (рыхлая волокнистая): 1 — фибробласт; 2 — коллагеновые волокна; 3 — эластические волокна
Рис. 6.4. Собственно соединительная ткань (плотная, фиброзная): 1 — фибробласт; 2 — коллагеновые волокна
Рис. 6.5. Соединительная ткань со специальными свойствами (жировая): 1 — ядро жировой клетки; 2 — цитоплазма, заполненная жиром
Рис. 6.6. Костная ткань.
В квадрате находится структурная единица кости — остеон
Рис. 6.7. Хрящевая ткань:
1 — хрящевые клетки (хондроциты); 2 — межклеточное вещество
Рис. 6.8. Поперечнополосатая (скелетная) мышечная ткань: 1 — ядра мышечных клеток (волокон); 2 — цитоплазма с хорошо заметной поперечной исчерченностью
Рис. 6.9. Гладкая мышечная ткань
Рис. 6.10. Поперечнополосатая сердечная мышечная ткань
Рис. 6.11. Нервная ткань:
1 — нейроцит с отростками; 2 — аксон; 3 — дендриты
составляющих ее клеток в пласты, дольки, трабекулы. Эпителиальная ткань (эпителий) обеспечивает обмен веществ между внешней средой и организмом, секрецию и экскрецию, функции всасывания и защиты. Эпителий способен к восстановлению — регенерации.
Эпителиальная ткань формирует два вида структур: пластинчатую, образующую выстилку поверхности тела, серозных оболочек, внутренних оболочек трубчатых органов, и железистую, представленную паренхиматозными органами — малыми и крупными железами.
Пластинчатый вид эпителиальной ткани в зависимости от морфофункциональных особенностей разделяют на однослойный и многослойный эпителий.
Однослойный эпителий бывает однорядным различной формы (плоский, чешуйчатый, кубический, цилиндрический) и многорядным.
Многослойный эпителий формируется плоскими клетками, среди которых встречаются ороговевающие, неороговевающие и переходные формы.
Клетки как однослойного, так и многослойного эпителия плотно соединяются друг с другом различными способами: простым соединением с помощью межклеточного вещества или посредством клеточных зубовидных и пальцевидных выростов, а также специальным соединением с помощью десмосом, тонофибрилл и тонофиламент. Слой или ряды, слои эпителиальных клеток, соединенных между собой, расположены на базальной мембране (membrana basalis) — тонкой пластинке, образованной соединительнотканными волокнами и основным веществом. В эпителии кровеносные сосуды отсутствуют и его питание совершается через базальную мембрану.
Эпителиальные клетки могут иметь специальные структуры: микроворсинки, всасывающие и щеточные каемки, реснички, жгутики, тонофибриллы.
Однослойный плоский эпителий (мезотелий) покрывает поверхность брюшины, плевры, перикарда; однослойный кубический — канальцы почки, выводные протоки желез; однослойный цилиндрический — внутреннюю поверхность желудка, кишечника, матки, маточной трубы. Цилиндрические клетки однослойного и многорядного эпителия имеют на поверхности реснички, способные к мерцанию, поэтому он называется мерцательным эпителием. Им выстланы воздухоносные пути и выносящие канальцы почки. Многослойный плоский эпителий широко распространен в организме. Ороговевающий эпителий, или эпидермис, покрывает поверхность кожи, неороговевающий выстилает поверхность
роговицы глаза, внутренние поверхности полости рта и пищевода, переходный многослойный плоский эпителий расположен в мочевой системе.
Кровь и лимфа
Кровь (sanguis) является производным мезенхимы, состоит из бесцветной жидкости — плазмы и кровяных клеток — гемоцитов, взвешенных в плазме. Среди гемоцитов различают красные кровяные клетки — эритроциты (erythrocyti), белые кровяные клетки — лейкоциты (leucocyti) кровяные пластинки — тромбоциты (thrombocyti).
Лимфа (limpha) происходит из мезенхимы — эта жидкость, заполняющая межклеточные щели и лимфатические образования, по составу и функции близка к плазме крови, в ней также содержатся форменные элементы, в основном лимфоциты.
Соединительная ткань
Соединительная ткань (textus connectivus) — производное мезенхимы, состоит из соединительнотканных клеток и межклеточного вещества. Является полифункциональной структурой. Выполняет трофическую функцию, обеспечивая регуляцию питания клеток и участие в фагоцитозе; механическую — образование стромы органов, фасций, апоневрозов, хрящей, костей, создающих мягкий и костный остов тела; репаративную — участие в заживлении ран.
Выделяют следующие виды соединительной ткани: собственно соединительную, соединительную ткань со специальными свойствами (жировую, пигментную и ретикулярную), а также хрящевую и костную ткани.
Собственно соединительная ткань
Собственно соединительная ткань (textus connectivus proprius) включает различные по строению структуры. В настоящее время ее подразделяют на рыхлую и плотную волокнистые соединительные ткани. Последнюю в анатомии обозначают как фиброзную ткань.
Хрящевая ткань
Хрящевая ткань (textus cartilagineus) плотная и эластичная, состоит из хрящевых клеток — хондроцитов, и волокон, располагающихся в основном веществе хряща.
Выделяют 3 вида хрящей: гиалиновый (cartilago hyalinea), которым покрыты суставные поверхности костей, волокнистый (cartilago fibrosa), составляющий межпозвоночные диски, суставные мениски, и эластический (cartilago elastica), формирующий некоторые хрящи гортани.
Хрящевая ткань участвует в образовании частей скелета, суставов и остова в ряде органов.
Костная ткань
Костная ткань (textus osseus) — вид соединительной ткани, в которой основное вещество подвергается обызвествлению, участвует в образовании скелета.
Мышечная ткань
Мышечная ткань (textus muscularis) составляет структуры, имеющие сократительный аппарат и способные изменять длину и форму органа при сокращении. К мышечной ткани относятся различные по происхождению ткани: гладкая (textus muscularis nonstriatus), развивающаяся из мезенхимы; поперечно-полосатая, или скелетная (textus muscularis striatus skeletalis), происходящая из сегментированной мезодермы; поперечнополосатая сердечная (textus muscularis striatus cardiacus), берущая начало в висцеральной мезодерме.
Мышечная ткань образована мышечными клетками — миоцитами, способными к сокращению, и опорным аппаратом, представленным коллагеновыми и эластическими волокнами, обеспечивающими связь групп клеток и создающими упругий каркас вокруг них.
Миоциты в разных видах мышечной ткани различаются размерами, скоростью возбуждения и сокращения, сроками утомления, т.е. длительностью пребывания в сокращенном состоянии, а также областями распределения. Гладкая мышечная ткань образует мышечную оболочку кровеносных и лимфатических сосудов, протоков желез, внутренностей. Она иннервируется автономной (вегетативной) нервной системой. Поперечно-полосатая мышечная ткань составляет скелетную мускулатуру, иннервируется соматической частью нервной системы. Поперечно-полосатая сердечная мышечная ткань формирует миокард, иннервируется автономной нервной системой.
Нервная ткань
Нервная ткань (textus nervosus) — производное эктодермы, состоит из нервных клеток — нейроцитов с их отростками и нейроглии.
Нейроциты способны воспринимать раздражение, возбуждаться и проводить нервный импульс к органам. Нервная ткань осуществляет связь организма с внешней средой и взаимосвязь органов в организме.
Между нейроцитами устанавливаются межнейрональные связи в виде контактов — синапсов различного устройства. Передача не-
рвного импульса в синапсах происходит только в одном направлении посредством химических веществ — медиаторов, которые передают раздражение с одного нейроцита на другой.
Отростки нейроцитов вместе с оболочками (нейролеммой и миелиновой оболочкой) образуют нервные волокна, совокупность которых с соединительнотканными оболочками представляет собой нерв.