§ 2. Разнообразие клеток организма человека. Ткани

Вспомните, что такое клетка, ткань. Из каких основных компонентов состоит животная клетка и какие функции она выполняет? Какие разновидности тканей характерны для животного организма? Каковы их функции?

Разнообразие клеток организма человека. Известно, что человек — многоклеточный организм. Основной единицей его строения и функционирования является клетка — наименьшая биологическая система, способная к самовоспроизведению и развитию. Она состоит из многих взаимосвязанных элементов, функционирование которых не только определяет жизнедеятельность клетки, но и имеет значение для организма как целого.

Тело взрослого человека состоит из около 10¹⁴ клеток. Все они обеспечивают собственное функционирование (синтезируют органические вещества, расходуют энергию, взаимодействуют с другими клетками и т. д.). Кроме того, клетки «работают» на обеспечение функционирования целостного организма (например, клетки крови транспортируют кислород и углекислый газ). Ученые объединили их в около 200 типов. Каждому из этих типов клеток свойственно выполнение определенной специфической функции.

Форма и размеры клетки (ил. 4, 5) зависят от ее функций. Так, мышечные клетки — веретенообразные либо удлиненные, что обеспечивает сократительную функцию, а нервные имеют отростки для проведения нервных импульсов.

Ил. 4. Геометрические формы клеток:

а — шаровидные (яйцеклетка, большинство клеток крови) б — дисковидные (красные кровяные клетки), в — плоские (эпидермис), г — цилиндрические (слизистые оболочки желудка, трахеи, бронхов), д — веретенообразные (мышечные клетки), е — удлиненные (мышечные клетки), ж — с отростками (нервная клетка), з — звездчатые (клетки кости)

Ил. 5. Клетки разных размеров:

а — яйцеклетка (0120-150 мкм); б — сперматозоид (длиной до 70 мкм); в — клетка костного мозга (0100 мкм) г — красные кровяные клетки (07,5мкм_у д — кровяные пластинки (~ 3 мкм)

Размер большинства клеток колеблется в пределах 3-10 мкм. Но существуют и довольно крупные клетки (яйцеклетка, жировые клетки и т. д.). Длина некоторых клеток, например, мышечной, достигает 30 см, а нервной — 1 м (ил. 5).

Основными компонентами клетки человека, как и животного, являются: клеточная оболочка, цитоплазма и ядро (ил. 6). Вспомните особенности строения и функции этих компонентов.

Ткани. В организме человека, как и у животных, различают четыре основных типа тканей: эпителиальную, соединительную, мышечную и нервную. Клетки, входящие в состав каждого из типов тканей, специа-

ТКАНЬ — совокупность клеток и меж- ^{лизируются на в}ьш°^{лнении опре-}клеточного вещества, подобных по строе- деленных функций. нию, функциям и имеющих общее проис- Эпителиальная ткань покры-^{хождение}.    вает тело снаружи, выстилает сли

зистые оболочки полых органов пищеварительной системы, дыхания, выделения (ил. 7 А), а также образует железы — сальные, потовые, слюнные и т. д. (ил. 7 Б).

Находясь на поверхности тела и органов, эпителий выполняет защитную функцию, а также обеспечивает обмен веществ между организмом и окружающей средой (трофическая функция). Например, эпителий кишечника участвует во всасывании питательных веществ, эпителий органов — в выведении из организма продуктов жизнедеятельности, эпителий легких — в газообмене. Для клеток железистого эпителия (ил. 7 Б) характерна секреторная функция — в них образуются нужные организму вещества — секреты (слизь, ферменты, гормоны).

Особенностью строения эпителиальной ткани является то, что она состоит из клеток, плотно прилегающих друг к другу; межклеточного вещества в ней мало. Эпителий не содержит кровеносных сосудов. Покровный эпителий бывает однослойным (ил. 7 А — а, б, в) и многослойным (ил. 7 А — г). Многослойный эпителий бывает ороговелый (кожа) и неороговелый (полость рта, глотки, пищевод и т. д.).

Соединительная ткань. Название этой ткани связано с характерным расположением среди других тканей и способностью «связывать», или «соединять», их элементы в целостные структуры. В организме человека эти ткани, кроме соединительной, выполняют и другие функции: опорную (образуют скелет человека); пластическую — составляют основу структуры различных органов, обеспечивают регенерацию тканей, заживление ран; трофическую — участвуют в обмене веществ, обеспечивают питание других тканей; защитную — защищают органы и организм от воздействий окружающей среды.

Соединительная ткань образуется большим количеством клеток и хорошо развитым межклеточным веществом, состоящим из основного вещества и волокон (эластических, коллагеновых). В зависимости от функций и особенностей строения выделяют различные виды соединительной ткани (ил. 8).

Рыхлая соединительная ткань (ил. 9 а) заполняет промежутки между органами, формирует основу органов, обеспечивает их питание.

Плотная соединительная ткань (ил. 9 б) образует сухожилия и связки. Жировая соединительная ткань (ил. 9 в), расположенная в подкожной клетчатке, вокруг некоторых органов, защищает их от повреждений, выполняет терморегуляторную, запасательную функции.

Костная ткань (ил. 10 а) образует кости скелета и отличается высокими механическими свойствами. Хрящевая ткань (ил. 10 б) образует суставные поверхности костей, содержится в межпозвонковых дисках, из нее строится ушная раковина.

Кровь и лимфа занимают в организме человека особое место, выполняя трофическую и защитную функции. Они состоят из жидкого основного вещества (плазмы) и определенных клеток (ил. 11).

Большой вклад в исследование соединительной ткани внес выдающийся украинский физиолог Александр Богомолец, считавший, что продолжительность жизни человека зависит от состояния именно этой ткани.

Мышечная ткань. Основными свойствами этой ткани являются возбудимостьи сократимость. Возбудимость — это способность клеток возбуждаться вследствие действия раздражителя (электрического, химического,

механического и т. п.). Благодаря сократимости — способности сокращаться — она обеспечивает движение крови по сосудам, прохождение пищи в пищеварительном тракте, работу сердца, перемещение организма в пространстве.

Мышечная ткань образуется из клеток — мышечных волокон. В их цитоплазме содержатся миофибриллы(от греч. myos[міос] — мышца; лат. fibrilla[фибрила] — волоконце) — специальные органеллы нитевидной формы. Они тянутся от одного конца мышечного волокна к другому и обеспечивают способность сокращаться. Мышечная ткань бывает гладкая(неисчерченная) и поперечнополосатая (исчерченная). Клетки гладкой мышечной ткани (ил. 12 а) веретенообразные, одноядерные. Их миофибриллы не обладают поперечной исчерченностью. Из

гладкой мышечной ткани состоят стенки внутренних органов (желудка, кишечника, мочевого пузыря, кровеносных сосудов).

Поперечнополосатая мышечная ткань делится на скелетную и сердечную. Скелетная мышечная ткань (ил. 12 б) состоит из многоядерных волокон удлиненной формы, снаружи покрытых оболочкой. Миофибриллы этих волокон имеют чередующиеся светлые и темные поперечные полосы. Из поперечнополосатой ткани строятся скелетные и мимические мышцы, мышцы языка, гортани, верхней части пищевода, диафрагмы.

Сердечная мышечная ткань, как и скелетная, обладает поперечной ис-черченностью, но, в отличие от скелетной, между ее мышечными волокнами существуют клеточные контакты (ил. 12 в). Благодаря такому строению сокращение одного волокна быстро передается соседним, что обеспечивает одновременность сокращения больших участков мышцы.

Нервная ткань. (ил. 13) Основными свойствами этой ткани являются возбудимость и проводимость (способность клеток проводить возбуждение). Нервная ткань состоит из нервных клетрк — нейронов и нейроглии, обеспечивающей специфическое микроокружение для нейронов.

Нейрон состоит из тела и отростков. Длинный отросток — один, его называют аксоном, а коротких отростков — дендритов — много. В нейронах под воздействием какого-либо фактора внешней или внутренней среды возникает возбуждение (нервный импульс). Через отростки оно передается в нервные центры спинного и головного мозга, а от них — к органам. Нейроглия заполняет промежутки между нервными клетками, через нее к нейронам поступают питательные вещества и кислород.

Тема. Ознакомление с препаратами тканей человека.

Цель: исследовать различные типы тканей; выявить особенности, по которым можно распознать различные типы тканей; соблюдать правила работы с микроскопом и микропрепаратами.

Оборудование: микроскопы, микропрепараты эпителиальной, соединительной, мышечной и нервной тканей.

Ход исследования

1.    Подготовьте микроскоп к работе. Микропрепараты следует рассматривать поочередно при малом, а затем при большом увеличении микроскопа.

2.    Рассмотрите микропрепарат эпителиальной ткани. Обратите внимание на форму клеток, их расположение в ткани, количество слоев клеток. Есть ли в составе ткани межклеточное вещество, каково его количество? Сопоставьте увиденное под микроскопом с ил. 7. Определите разновидность эпителиальной ткани.

3.    Рассмотрите микропрепарат соединительной ткани. Обратите внимание на форму клеток, их расположение в ткани, наличие межклеточного вещества. Что преобладает в составе ткани: клетки или межклеточное вещество? Сопоставьте увиденное под микроскопом с ил. 8, 9, 10, 11. Определите вид соединительной ткани.

4.    Рассмотрите микропрепарат мышечной ткани. Обратите внимание на форму клеток — волокон, количество ядер в них, наличие исчерченности мышечного волокна. Сопоставьте увиденное под микроскопом с ил. 12. Определите вид мышечной ткани.

5.    Рассмотрите микропрепарат нервной ткани. Обратите внимание на форму клеток, их расположение в ткани, наличие отростков — коротких и одного длинного и нейроглии. Сопоставьте увиденное под микроскопом с ил. 13.

6.    Сделайте вывод об особенностях строения тканей, по которым можно распознать различные их типы (эпителиальную, соединительную, мышечную, нервную).

Типы клеток. Ткань. Типы тканей: эпителиальная, соединительная, мышечная, нервная.

Микроскопическое строение тканей

В тканях, способных к регенерации (красный костный мозг, эпителий и т. п.), существуют клетки, сохраняющие способность к делению на протяжении всей жизни организма и замещающие погибшие клетки. Такие клетки называются стволовыми.

Из стволовых клеток костного мозга развиваются все типы клеток крови, а из стволовых клеток эпителия кишечника — только клетки эпителия кишечника.

Эти клетки способны восстанавливаться неоднократно. После их деления одна клетка остается стволовой, а из другой образуется специализированная клетка.

Различается два типа стволовых клеток — эмбриональные, из которых развиваются все ткани плода, и стволовые клетки тканей взрослого организма, их количество в тканях с возрастом уменьшается.

У новорожденных одна стволовая клетка приходится на 10 тыс. клеток костного мозга, у подростков — одна на 100 тыс., у 50-летнего человека — одна на 500 тыс., у 70-летнего — одна на миллион. Сегодня проблемы лечения тяжелых заболеваний, продления жизни, сохранения молодости ученые пытаются решить именно с помощью стволовых клеток. Над этим работают многочисленные научные лаборатории во всем мире.

1. Почему клетки организма человека различаются по форме и размерам?

2.    Какие клетки в организме человека наибольшие, а какие — наименьшие?

3.    Охарактеризуйте клеточное строение организма человека. 4. Что такое ткань? Охарактеризуйте все типы тканей человеческого организма. 5. Каковы особенности микроскопического строения различных типов тканей: а) эпителиальной (ил. 7); б) соединительной (ил. 9-11); в) мышечной (ил. 12); г) нервной (ил. 13)?

6. Слизистая ротовой полости выстлана многослойным эпителием, а кишечника — однослойным. Какое значение это имеет для осуществления функций указанных органов? 7. Докажите, что строение нервной и мышечной тканей соответствует выполняемым ими функциям. 8. Сегодня проблема выращивания и пересадки стволовых клеток является актуальной. Объясните почему.

Это материал учебника Биология 8 класс Мищук