Κλουβί

Σύμφωνα με τις σύγχρονες αντιλήψεις, κάθε κύτταρο είναι μια παγκόσμια δομική και λειτουργική μονάδα ζωής. Τα κύτταρα όλων των ζωντανών οργανισμών έχουν παρόμοια δομή. Τα κύτταρα αναπαράγονται μόνο με διαίρεση.

Ένα κύτταρο (cellula) είναι μια στοιχειώδης, οργανωμένη μονάδα ζωής. Εκτελεί τις λειτουργίες της αναγνώρισης, του μεταβολισμού και της ενέργειας, της αναπαραγωγής, της ανάπτυξης και της αναγέννησης, της προσαρμογής στις μεταβαλλόμενες συνθήκες του εσωτερικού και εξωτερικού περιβάλλοντος. Τα κύτταρα ποικίλλουν ως προς το σχήμα, τη δομή, τη χημική σύνθεση και τις λειτουργίες τους. Στο ανθρώπινο σώμα υπάρχουν επίπεδα, σφαιρικά, ωοειδή, κυβικά, πρισματικά, πυραμιδικά, αστεροειδή κύτταρα. Υπάρχουν κύτταρα με μέγεθος που κυμαίνεται από μερικά μικρόμετρα (μικρά λεμφοκύτταρα) έως 200 μικρόμετρα (ωάριο).

Το περιεχόμενο κάθε κυττάρου διαχωρίζεται από το περιβάλλον και τα γειτονικά κύτταρα από το κυτταρόλημμα (πλασμόλημμα), το οποίο διασφαλίζει τη σχέση του κυττάρου με το εξωκυτταρικό περιβάλλον. Τα συστατικά στοιχεία του κυττάρου, που βρίσκονται μέσα στο κυτταρόλημμα, είναι ο πυρήνας και το κυτταρόπλασμα, το οποίο αποτελείται από υαλόπλασμα και οργανίδια και εγκλείσματα που βρίσκονται σε αυτό.

[ 1 ], [ 2 ]

Κυτταρόλημα

Το κυτταρόλημμα, ή πλασματάλεμμα, είναι μια κυτταρική μεμβράνη πάχους 9-10 nm. Εκτελεί διαιρητικές και προστατευτικές λειτουργίες και αντιλαμβάνεται τις περιβαλλοντικές επιδράσεις λόγω της παρουσίας υποδοχέων (λειτουργία υποδοχής). Το κυτταρόλημμα, εκτελώντας λειτουργίες ανταλλαγής και μεταφοράς, μεταφέρει διάφορα μόρια (σωματίδια) από το περιβάλλον που περιβάλλει το κύτταρο στο κύτταρο και προς την αντίθετη κατεύθυνση. Η διαδικασία μεταφοράς στο κύτταρο ονομάζεται ενδοκυττάρωση. Η ενδοκυττάρωση διαιρείται σε φαγοκυττάρωση και πινοκυττάρωση. Κατά τη φαγοκυττάρωση, το κύτταρο συλλαμβάνει και απορροφά μεγάλα σωματίδια (σωματίδια νεκρών κυττάρων, μικροοργανισμούς). Κατά τη διάρκεια της πινοκυττάρωσης, το κυτταρόλημμα σχηματίζει προεξοχές που μετατρέπονται σε κυστίδια, τα οποία περιλαμβάνουν μικρά σωματίδια διαλυμένα ή αιωρούμενα στο υγρό των ιστών. Τα πινοκυτταρικά κυστίδια αναμειγνύουν τα σωματίδια που βρίσκονται σε αυτά στο κύτταρο.

Το κυτταρόλημμα συμμετέχει επίσης στην απομάκρυνση ουσιών από το κύτταρο - εξωκυττάρωση. Η εξωκυττάρωση πραγματοποιείται με τη βοήθεια κυστιδίων, κενοτοπίων, στα οποία οι ουσίες που αφαιρούνται από το κύτταρο μετακινούνται πρώτα στο κυτταρόλημμα. Η μεμβράνη των κυστιδίων συγχωνεύεται με το κυτταρόλημμα και το περιεχόμενό τους εισέρχεται στο εξωκυτταρικό περιβάλλον.

Η λειτουργία του υποδοχέα πραγματοποιείται στην επιφάνεια του κυτταρολύματος με τη βοήθεια γλυκολιπιδίων και γλυκοπρωτεϊνών, τα οποία είναι ικανά να αναγνωρίζουν χημικές ουσίες και φυσικούς παράγοντες. Οι κυτταρικοί υποδοχείς μπορούν να διακρίνουν βιολογικά δραστικές ουσίες όπως ορμόνες, μεσολαβητές κ.λπ. Η λήψη του κυτταρολύματος είναι ο πιο σημαντικός κρίκος στις διακυτταρικές αλληλεπιδράσεις.

Στο κυτταρόλαμμα, το οποίο είναι μια ημιπερατή βιολογική μεμβράνη, διακρίνονται τρία στρώματα: το εξωτερικό, το ενδιάμεσο και το εσωτερικό. Τα εξωτερικά και εσωτερικά στρώματα του κυτταρολύματος, πάχους περίπου 2,5 nm το καθένα, σχηματίζουν ένα διπλό στρώμα λιπιδίων πυκνού ηλεκτρονίου (διπλό στρώμα). Μεταξύ αυτών των στρωμάτων υπάρχει μια υδρόφοβη ζώνη ηλεκτρονίου-φωτός από λιπιδικά μόρια, το πάχος της είναι περίπου 3 nm. Σε κάθε μονοστρώμα του λιπιδικού διπλού στρώματος υπάρχουν διαφορετικά λιπίδια: στο εξωτερικό - κυτόχρωμα, γλυκολιπίδια, οι υδατανθρακικές αλυσίδες των οποίων κατευθύνονται προς τα έξω. στην εσωτερική μονοστρώμα που βλέπει προς το κυτταρόπλασμα - μόρια χοληστερόλης, συνθετάση ATP. Τα πρωτεϊνικά μόρια βρίσκονται στο πάχος του κυτταρολύματος. Μερικά από αυτά (ενσωματωμένα ή διαμεμβρανικά) διέρχονται από όλο το πάχος του κυτταρολύματος. Άλλες πρωτεΐνες (περιφερειακές ή εξωτερικές) βρίσκονται στο εσωτερικό ή εξωτερικό μονοστρώμα της μεμβράνης. Οι πρωτεΐνες της μεμβράνης εκτελούν διάφορες λειτουργίες: μερικές είναι υποδοχείς, άλλες είναι ένζυμα και άλλες είναι φορείς διαφόρων ουσιών, καθώς εκτελούν λειτουργίες μεταφοράς.

Η εξωτερική επιφάνεια του κυτταρολήματος καλύπτεται με ένα λεπτό ινιδιακό στρώμα (από 7,5 έως 200 nm) γλυκοκάλυκα. Ο γλυκοκάλυκας σχηματίζεται από τις πλευρικές υδατανθρακικές αλυσίδες των γλυκολιπιδίων, των γλυκοπρωτεϊνών και άλλων υδατανθρακικών ενώσεων. Οι υδατάνθρακες με τη μορφή πολυσακχαριτών σχηματίζουν διακλαδούμενες αλυσίδες που συνδέονται με λιπίδια και πρωτεΐνες του κυτταρολήματος.

Το κυτταρόλημμα στην επιφάνεια ορισμένων κυττάρων σχηματίζει εξειδικευμένες δομές: μικρολάχνες, κροσσούς, διακυτταρικές συνδέσεις.

Οι μικρολάχνες (microvilli) έχουν μήκος έως 1-2 μm και διάμετρο έως 0,1 μm. Είναι δακτυλιοειδείς εκβλαστήσεις καλυμμένες με κυτταρόλημμα. Στο κέντρο των μικρολάχνων υπάρχουν δέσμες παράλληλων νηματίων ακτίνης προσαρτημένων στο κυτταρόλημμα στην κορυφή των μικρολάχνων και στα πλάγια μέρη τους. Οι μικρολάχνες αυξάνουν την ελεύθερη επιφάνεια των κυττάρων. Στα λευκοκύτταρα και στα κύτταρα του συνδετικού ιστού, οι μικρολάχνες είναι κοντές, στο εντερικό επιθήλιο είναι μακριές και υπάρχουν τόσες πολλές που σχηματίζουν το λεγόμενο οδοντωτό περίγραμμα. Λόγω των νηματίων ακτίνης, οι μικρολάχνες είναι κινητές.

Τα κροσσώματα και τα μαστίγια είναι επίσης κινητές, οι κινήσεις τους έχουν σχήμα εκκρεμούς, κυματοειδή. Η ελεύθερη επιφάνεια του κροσσωτού επιθηλίου της αναπνευστικής οδού, του σπερματικού πόρου και των σαλπίγγων καλύπτεται με κροσσούς μήκους έως 5-15 μm και διαμέτρου 0,15-0,25 μm. Στο κέντρο κάθε κροσσού υπάρχει ένα αξονικό νήμα (αξονόμημα) που σχηματίζεται από εννέα περιφερειακούς διπλούς μικροσωληνίσκους συνδεδεμένους μεταξύ τους, οι οποίοι περιβάλλουν το αξονόμημα. Το αρχικό (εγγύς) μέρος του μικροσωληνίσκου καταλήγει σε ένα βασικό σώμα που βρίσκεται στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου και αποτελείται επίσης από μικροσωληνίσκους. Τα μαστίγια έχουν παρόμοια δομή με τα κροσσώματα, εκτελούν συντονισμένες ταλαντωτικές κινήσεις λόγω της ολίσθησης των μικροσωληνίσκων μεταξύ τους.

Το κυτταρόλημμα εμπλέκεται στο σχηματισμό διακυτταρικών συνδέσεων.

Οι μεσοκυττάριες συνδέσεις σχηματίζονται στα σημεία επαφής μεταξύ των κυττάρων, παρέχοντας μεσοκυττάριες αλληλεπιδράσεις. Τέτοιες συνδέσεις (επαφές) διαιρούνται σε απλές, οδοντωτές και πυκνές. Μια απλή σύνδεση είναι η σύγκλιση των κυτταρολημάτων γειτονικών κυττάρων (μεσοκυττάριος χώρος) σε απόσταση 15-20 nm. Σε μια οδοντωτή σύνδεση, οι προεξοχές (δόντια) του κυτταρολήματος ενός κυττάρου εισέρχονται (σφήνα) ανάμεσα στα δόντια ενός άλλου κυττάρου. Εάν οι προεξοχές του κυτταρολήματος είναι μακριές, εισέρχονται βαθιά ανάμεσα στις ίδιες προεξοχές ενός άλλου κυττάρου, τότε τέτοιες συνδέσεις ονομάζονται δακτυλικές (διασυνδέσεις).

Σε ειδικές πυκνές μεσοκυττάριες συνδέσεις, το κυτταρόλημμα των γειτονικών κυττάρων είναι τόσο κοντά που συγχωνεύονται μεταξύ τους. Αυτό δημιουργεί μια λεγόμενη ζώνη αποκλεισμού, αδιαπέραστη από τα μόρια. Εάν μια πυκνή σύνδεση του κυτταρολύματος συμβεί σε μια περιορισμένη περιοχή, τότε σχηματίζεται ένα σημείο προσκόλλησης (δεσμόσωμα). Ένα δεσμόσωμα είναι μια περιοχή υψηλής πυκνότητας ηλεκτρονίων με διάμετρο έως 1,5 μm, η οποία εκτελεί τη λειτουργία της μηχανικής σύνδεσης ενός κυττάρου με ένα άλλο. Τέτοιες επαφές είναι πιο συχνές μεταξύ των επιθηλιακών κυττάρων.

Υπάρχουν επίσης συνδέσεις που μοιάζουν με κενό (nexuses), το μήκος των οποίων φτάνει τα 2-3 μm. Τα κυτταρόγραμμα σε τέτοιες συνδέσεις απέχουν μεταξύ τους 2-3 nm. Τα ιόντα και τα μόρια διέρχονται εύκολα από τέτοιες επαφές. Επομένως, οι nexuses ονομάζονται επίσης αγώγιμες συνδέσεις. Για παράδειγμα, στο μυοκάρδιο, η διέγερση μεταδίδεται από το ένα καρδιομυοκύτταρο στο άλλο μέσω nexuses.

[ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

Υαλόπλασμα

Το υαλόπλασμα (υαλόπλασμα· από το ελληνικό υαλίνος - διαφανές) αποτελεί περίπου το 53-55% του συνολικού όγκου του κυτταροπλάσματος, σχηματίζοντας μια ομοιογενή μάζα σύνθετης σύνθεσης. Το υαλόπλασμα περιέχει πρωτεΐνες, πολυσακχαρίτες, νουκλεϊκά οξέα και ένζυμα. Με τη συμμετοχή των ριβοσωμάτων, συντίθενται πρωτεΐνες στο υαλόπλασμα και συμβαίνουν διάφορες ενδιάμεσες αντιδράσεις ανταλλαγής. Το υαλόπλασμα περιέχει επίσης οργανίδια, εγκλείσματα και τον πυρήνα του κυττάρου.

[ 6 ], [ 7 ]

Κυτταρικά οργανίδια

Τα οργανίδια (organellae) είναι υποχρεωτικές μικροδομές για όλα τα κύτταρα, που εκτελούν ορισμένες ζωτικές λειτουργίες. Γίνεται διάκριση μεταξύ μεμβρανικών και μη μεμβρανικών οργανιδίων. Τα μεμβρανικά οργανίδια, που διαχωρίζονται από το περιβάλλον υαλόπλασμα με μεμβράνες, περιλαμβάνουν το ενδοπλασματικό δίκτυο, τη συσκευή εσωτερικού πλέγματος (σύμπλεγμα Golgi), τα λυσοσώματα, τα υπεροξυσώματα και τα μιτοχόνδρια.

Οργανίδια μεμβράνης του κυττάρου

Όλα τα οργανίδια μεμβράνης κατασκευάζονται από στοιχειώδεις μεμβράνες, η αρχή της οργάνωσης των οποίων είναι παρόμοια με τη δομή των κυτταρολυμάτων. Οι κυτταροφυσιολογικές διεργασίες σχετίζονται με συνεχή προσκόλληση, σύντηξη και διαχωρισμό μεμβρανών, ενώ είναι δυνατή η προσκόλληση και η ενοποίηση μόνο τοπολογικά πανομοιότυπων μονοστοιβάδων μεμβράνης. Έτσι, το εξωτερικό στρώμα οποιασδήποτε μεμβράνης οργανιδίου που βλέπει στο υαλόπλασμα είναι πανομοιότυπο με το εσωτερικό στρώμα του κυτταρολύματος και το εσωτερικό στρώμα που βλέπει στην κοιλότητα του οργανιδίου είναι παρόμοιο με το εξωτερικό στρώμα του κυτταρολύματος.

Οργανίδια μεμβράνης του κυττάρου

Μη μεμβρανικά οργανίδια του κυττάρου

Τα μη μεμβρανικά οργανίδια του κυττάρου περιλαμβάνουν κεντριόλια, μικροσωληνίσκους, νημάτια, ριβοσώματα και πολυσώματα.

Μη μεμβρανικά οργανίδια του κυττάρου

Μεταφορά ουσιών και μεμβρανών στο κύτταρο

Οι ουσίες κυκλοφορούν στο κύτταρο, συσκευασμένες σε μεμβράνες («κίνηση του περιεχομένου του κυττάρου σε δοχεία»). Η διαλογή των ουσιών και η κίνησή τους συνδέονται με την παρουσία ειδικών πρωτεϊνών υποδοχέων στις μεμβράνες του συμπλέγματος Golgi. Η μεταφορά μέσω μεμβρανών, συμπεριλαμβανομένης της πλασματικής μεμβράνης (κυτταρόλεμμα), είναι μία από τις πιο σημαντικές λειτουργίες των ζωντανών κυττάρων. Υπάρχουν δύο τύποι μεταφοράς: παθητική και ενεργητική. Η παθητική μεταφορά δεν απαιτεί ενεργειακή δαπάνη, η ενεργητική μεταφορά εξαρτάται από την ενέργεια.

Μεταφορά ουσιών και μεμβρανών στο κύτταρο

Πυρήνας κυττάρου

Ο πυρήνας (s. karyon) υπάρχει σε όλα τα ανθρώπινα κύτταρα εκτός από τα ερυθροκύτταρα και τα θρομβοκύτταρα. Οι λειτουργίες του πυρήνα είναι η αποθήκευση και η μετάδοση κληρονομικών πληροφοριών σε νέα (θυγατρικά) κύτταρα. Αυτές οι λειτουργίες σχετίζονται με την παρουσία DNA στον πυρήνα. Η σύνθεση πρωτεϊνών - ριβονουκλεϊνικού οξέος RNA και ριβοσωμικών υλικών - λαμβάνει επίσης χώρα στον πυρήνα.

Πυρήνας κυττάρου

[ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ]

Κυτταρική διαίρεση. Κυτταρικός κύκλος

Η ανάπτυξη ενός οργανισμού συμβαίνει λόγω της αύξησης του αριθμού των κυττάρων μέσω της διαίρεσης. Οι κύριες μέθοδοι κυτταρικής διαίρεσης στο ανθρώπινο σώμα είναι η μίτωση και η μείωση. Οι διεργασίες που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια αυτών των μεθόδων κυτταρικής διαίρεσης προχωρούν με τον ίδιο τρόπο, αλλά οδηγούν σε διαφορετικά αποτελέσματα.

Κυτταρική διαίρεση: κυτταρικός κύκλος

[ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]