Х имич е ска я о рганиза ц и я к ле т к и

В организме человека обнаружено 86 постоянно присутствующих химических элементов. Из них 25 необходимы для жизнедеятельно-сти: 18 необходимы абсолютно, а 7 желательны. По относительному содержанию в клетке химические элементы делятся на три группы: основные, макроэлементы и микроэлементы. Надолю основных эле-ментов приходится 98 % массы клетки. Это кислород (65—75 %), угле-род (15-18 %), водород (8-10 %) и азот (1,5—3,0 %). К макроэлемен-там (1,9 % массы клетки) относятся сера, фосфор, калий, натрий, магний, кальций и ванадий, к микроэлементам (0,1 % массы клет-ки) — железо, цинк, медь, йод, фтор, марганец, селен, кобальт, мо-либден, стронций, никель, хром и др.

Клетка состоит из неорганических и органических веществ. Неор-ганические вещества (соли, кислоты, основания) составляют от 1,0 до 1,5 % ее массы. В организме человека они выполняют следующие функции: обеспечивают осмотическое давление в клетке, участвуют в образовании мембранных потенциалов клеток, активируют фер-менты, поддерживают кислотно-щелочное равновесие.

Клетка на 80 % состоит из воды. Вода в организме является уни-версальным растворителем, обеспечивает поступление питательных веществ и кислорода, удаляет продукты обмена, участвует в терморе-гуляции, является реагентом многих химических реакций. Вещества, растворяющиеся в воде (соли, основания, кислоты, белки, углеводы, спирты и др.), называются гидрофильными, не растворяющиеся в во-де — гидрофобными (жиры и жироподобные вещества). Есть органи-ческие вещества, у которых один конец гидрофилен, а другой гидро-фобен. Они получили название амфипатических веществ.

Среди органических веществ преобладают белки (10-20 %), липи-ды (1-5 %), углеводы (0,2-2 %), нуклеиновые кислоты (1-2 %). Низ-комолекулярные вещества в клетке не превышают 0,5 %.

Белки входят в состав всех структур клетки и выполняют в организ-ме многочисленные функции: строительную (входят в состав мем-бран, ядра, цитоплазмы и органоидов); транспортную (ряд белков способны присоединять и переносить различные вещества); защитную (обеспечивают иммунитет организма, участвуют в свертывании крови, препятствуют развитию свободнорадикальных процессов); регулятор-ную (являются гормонами); рецепторную (белки мембраны образуют рецепторы); сократительную (мышечные белки актин и миозин).

46                                                    1. Организм человека и составляющие его структуры

 

Углеводы в зависимости от состава подразделяются на три группы: простые сахара, или моносахариды (глюкоза, фруктоза); олигосаха-риды, состоящие из 2-10 молекул простых Сахаров (сахароза, мальтоза); полисахариды, состоящие более чем из 10 молекул Сахаров (крахмал, целлюлоза). Среди моносахаридов в клетке наиболее важны глюкоза и пентоза. Последняя входит в состав нуклеиновых кислот. Моносаха-риды хорошо растворяются в воде, полисахариды — плохо. В живот-ных клетках полисахариды представлены гликогеном, в раститель-ных — крахмалом, целлюлозой, пектином и др. Углеводы выполняют энергетическую (при расщеплении глюкозы организм получает ос-новную часть энергии), запасающую (крахмал и гликоген) и опор-но-строительную (входят в состав всех частей клетки) функции.

К липидам относятся жиры и жироподобные вещества. Молекулы жиров построены из глицерина и жирных кислот. К жироподобным веществам относятся холестерин, лецитин, некоторые гормоны. Липи-ды выполняют в организме следующие функции: строительную (вме-сте с белками входят в состав мембран); гормональную (многие гор-моны являются производными холестерина); энергетическую (при расщеплении образуется в два раза больше энергии, чем при расщеп-лении углеводов и белков); запасающую (составляют основную часть энергетических запасов организма); защитную (подкожная клетчат-ка); метаболическую (играют основную роль в обмене веществ).

Нуклеиновыекислоты являются полимерными молекулами, обра-зованными мономерами — нуклеотидами. Каждый нуклеотид состоит из пуринового или пиримидинового основания, сахара, пентозы и ос-татка фосфорной кислоты. Нуклеиновые кислоты располагаются в ядре клетки и бывают двух видов: дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибо-нуклеиновая (РНК). Они отличаются друг от друга по составу основа-ний и Сахаров. Молекула РНК образована одной полинуклеотидной цепью, молекула ДНК состоит из двух разнонаправленных полинуклео-тидных цепей, закрученных одна вокруг другой в виде двойной спирали. Дезоксирибонуклеиновая кислота отвечает за наследственность, ри-бонуклеиновая кислота участвует в воспроизведении клеток.

 

 

Т к ан ь

 

Ткань — совокупность клеток и межклеточного вещества, обла-дающая общностью строения, развития и специализирующаяся на выполнении определенных функций. Приобретение клетками инди-

1.2. Ткань                                                                                                                   47

 

видуальных различий в ходе развития получило название дифферен-цировал, которая приводит к формированию системы тканей (гистоге-нез) и образованию органов (органогенез). Существует четыре группы тканей: эпителиальная, соединительная, мышечная и нервная.

 

Эпителиал ь на я тк а н ь

Эпителиальная ткань покрывает поверхность тела, выстилает из-нутри полые органы, образует стенки полостей тела и железы, входит в состав печени и легких. Особенностью клеток эпителия является полярность, т.е. клетка имеет верхнюю (апикальную) и нижнюю (ба-зальную) части. Эпителиальные клетки выполняют защитную, секре-торную, выделительную функции, обеспечивают обмен веществ между организмом и внешней средой. Эпителиальные ткани представлены клетками, расположенными на базальной мембране, содержат мало межклеточного вещества и не имеют сосудов. Поэтому их питание осуществляется через базальную мембрану, которая состоит из пере-плетения коллагеновых волокон нижележащих тканей. Морфологи-ческая классификация эпителия основана на форме клеток и особен-ностях их расположения относительно друг друга (рис. 3). Различают два типа эпителиальной ткани: однослойная и многослойная.

Однослойныйэпителий покрывает серозные оболочки и выстилает большинство слизистых оболочек, многослойный эпителий покры-вает кожу и выстилает некоторые слизистые оболочки (конъюнктиву глаза, ротовую полость, глотку, пищевод, влагалище). Однослойный эпителий, в свою очередь, подразделяется на однослойный одноряд-ный (простой чешуйчатый, простой кубический, простой столбчатый, простой реснитчатый, простой кубический сецернирующий) и одно-слойный многорядный (столбчатый призматический, псевдомногос-лойный столбчатый реснитчатый и переходный).

Простой чешуйчатый (мезотелий, эндотелий) — плоский — эпите-лий состоит из одного ряда утолщенных клеток, образует микровор-синки, выстилает серозные оболочки, кровеносные и лимфатические сосуды, полость сердца, внутреннюю поверхность роговицы.

Простой кубический эпителий имеет один ряд клеток кубической формы, которые образуют микроворсинки, выстилает почечные ка-нальцы, поверхность яичника, сосудистые сплетения мозга, вывод-ные протоки слюнных желез, фолликулы щитовидной железы.

Простой столбчатый — призматический — эпителий образован одним рядом высоких призматических клеток с микроворсинками.

48                                                    1. Организм человека и составляющие его структуры

 

Рис. 3. Строение эпителиальной ткани:

а — простой чешуйчатый эпителий (мезотелий); б — простой кубический эпителий; в — простой столбчатый эпителий; г — простой реснитчатый эпителий; д — переходный эпителий; е — неороговевающий многослойный (плоский) эпителий

 

Он выстилает пищеварительную трубку, желчный пузырь, собира-тельные трубки почек.

Простой реснитчатый эпителий также имеет один ряд высоких призматических клеток с ресничками, выстилает бронхиолы, полость матки и маточные трубы.

Простой кубический сецернирующий эпителий представляет собой один ряд кубических клеток, образует микроворсинки амниона и вы-полняет функцию секреции околоплодных вод.

1.2. Ткань                                                                                                                  49

 

Столбчатый призматический эпителий представляет собой псев-домногослойный, многорядный эпителий. Все клетки лежат на ба-зальной мембране, но не все достигают поверхности органа. Выстилает протоки яичника, семявыносящий проток, мочеиспускательный ка-нал, выполняет функцию передвижения веществ по поверхности.

У псевдомногослойного столбчатого реснитчатого эпителия все клет-ки лежат на базальной мембране, но, имея разную высоту, не все они достигают поверхности эпителиального слоя, на поверхности клетки имеют реснички, этот эпителий выстилает дыхательные пути.

У переходного эпителия все клетки достигают базальной мембраны, некоторые узкими ножками. Благодаря утолщениям плазмолеммы возможны изменения конфигурации поверхности клеток. Переход-ный эпителий выстилает мочевой пузырь, мочеточники и почечную лоханку.

Многослойныйэпителий подразделяется на кубический, столбча-тый, чешуйчатый неороговевающий и ороговевающий.

Кубический эпителий имеет несколько слоев клеток, верхний слой эпителиоцитов кубической формы с гладкой поверхностью, образует потовые железы.

Столбчатый, или призматический, эпителий образован несколь-кими слоями клеток: поверхностные эпителиоциты столбчатые, ба-зальные — полигональные, между ними располагаются веретенооб-разные. На его поверхности находятся микроворсинки. Он выстилает нёбо, надгортанник, конъюнктиву глаза и мочеиспускательный канал.

Чешуйчатый неороговевающий эпителий состоит из базального и ши-поватого слоев, которые являются ростковыми. Клетки уплощаются по направлению вверх и теряют ядра. Выстилает ротовую полость, пищевод, влагалище, роговицу.

Чешуйчатый ороговевающий эпителий кроме базального и шипова-того содержит еще зернистый, блестящий и роговой слой. Последний представлен роговыми чешуйками, лишенными ядер и органелл, бо-гатыми кератинами. Этот вид эпителия покрывает поверхность кожи, образуя эпидермис.

 

Соед и ните л ьна я ткан ь

Соединительная ткань образована клетками и межклеточным веществом со значительным количеством соединительнотканных во-локон. Соединительная ткань выполняет трофическую (участвует

50                                                    1. Организм человека и составляющие его структуры

 

в обмене веществ), защитную (фагоцитоз), механическую (образует скелет, связки, фасции), пластическую (заживление ран и регенера-ция тканей), гомеостатическую (обеспечивает постоянство внутрен-ней среды) функции. В зависимости от строения и функции клеток и межклеточного вещества соединительная ткань делится на собст-венно соединительную (рыхлая волокнистая и плотная волокнистая неоформленная и оформленная), специальную (ретикулярная, пиг-ментная, жировая), твердые скелетные (костная, хрящевая) и жидкие (кровь и лимфа) ткани. Межклеточное вещество соединительной тка-ни состоит из аморфного вещества и различных волокон (коллагено-вых, эластических и ретикулярных), консистенция его — от твердой (кость) до жидкой (кровь и лимфа).