Гистология, цитология, эмбриология — БФУ, Лечебное дело
Клетка - ограниченная активной мембраной упорядоченная система биополимеров, образующих ядро и цитоплазму, участвующих в совокупности процессов обмена и энергии и поддерживающих и воспроизводящих всю систему в целом.
Клетка является наименьшей единицей живого, сохраняющей все его свойства: обмен веществ, раздражимость, рост, размножение, наследственность. Выделенная из организма органелла этими свойствами не обладает, поэтому нижняя граница живого проходит именно по клетке.
В составе ткани клетка не автономна. Её форма, набор органелл и характер обмена определяются положением в тканевом пласте, контактами с соседними клетками и составом межклеточного вещества. Поэтому клетку рассматривают как структурно-функциональную единицу ткани, а не как самостоятельный организм в миниатюре.
Клетка состоит из трёх основных частей.
Плазмолемма отграничивает клетку от окружения, обеспечивает избирательный транспорт, рецепцию сигналов и образование межклеточных контактов.
Цитоплазма включает гиалоплазму, органеллы и включения. Гиалоплазма представляет собой коллоидный раствор белков, способный переходить из состояния золя в состояние геля, в ней располагаются элементы цитоскелета и идут реакции промежуточного обмена. Органеллы - постоянные структуры, выполняющие определённые функции. Включения - непостоянные компоненты, представляющие собой продукты обмена: трофические, секреторные, экскреторные, пигментные.
Ядро содержит генетический материал и управляет синтезом белка. В нём различают кариолемму, хроматин, ядрышко и кариоплазму.
Общий план строения сохраняется у всех эукариотических клеток, но соотношение частей меняется в зависимости от специализации. В нейроне преобладает белоксинтезирующий аппарат, в кардиомиоците митохондрии и миофибриллы, в зрелом эритроците ядро и большинство органелл отсутствуют вовсе.
Общий план строения эукариотической клетки
Белок, предназначенный для вывода из клетки, проходит через последовательность структур, каждая из которых вносит в него определённое изменение.
1. В ядре на матрице ДНК синтезируется информационная РНК, которая через ядерные поры выходит в цитоплазму.
2. На рибосомах гранулярной эндоплазматической сети происходит трансляция. Растущая полипептидная цепь сразу переносится в полость канальца, где отделяется от цитоплазмы мембраной.
3. В полости сети начинается посттрансляционная модификация: образуются дисульфидные связи, присоединяются первые олигосахаридные цепи, белок приобретает вторичную и третичную структуру.
4. В транспортных пузырьках белок переносится к комплексу Гольджи, где проходит через цистерны от цис-полюса к транс-полюсу. Здесь завершается гликозилирование, происходит сортировка белков по адресам и упаковка в секреторные гранулы.
5. Гранула перемещается к плазмолемме и выводится экзоцитозом.
Энергию для всех этапов поставляют митохондрии, непосредственно прилежащие к участкам интенсивного синтеза. Повреждённые белки и отработавшие мембранные структуры направляются в лизосомы.
Стероидные гормоны, липиды и гликоген синтезируются по другому пути, главную роль в котором играет агранулярная эндоплазматическая сеть. Рибосом на её мембранах нет, и матричный механизм здесь не используется: синтез идёт ферментативно, за счёт ферментных ансамблей, встроенных в мембрану.
В клетках коры надпочечника и клетках Лейдига агранулярная сеть развита особенно сильно. Холестерин, доставленный в клетку, подвергается в митохондриях и в агранулярной сети последовательным гидроксилированиям, превращаясь в стероидный гормон. Митохондрии таких клеток имеют не пластинчатые, а трубчатые и везикулярные кристы: часть ферментов стероидогенеза встроена именно в них, и две органеллы работают здесь как единая система. Готовый гормон не накапливается в гранулах, а выделяется диффузией через плазмолемму сразу по мере образования.
В гепатоците агранулярная сеть обеспечивает синтез и распад гликогена, а также обезвреживание токсических веществ и лекарств системой цитохрома P450.
Реактивность - способность клетки отвечать изменением строения и обмена на изменение условий. Ответ может быть обратимым или заканчиваться гибелью.
К обратимым изменениям относятся:
Необратимый исход представлен двумя принципиально разными процессами.
Некроз развивается при грубом повреждении. Нарушается работа ионных насосов, клетка набухает, мембраны разрываются, лизосомальные ферменты выходят в цитоплазму и переваривают её содержимое. Ядро подвергается кариопикнозу, кариорексису и кариолизису. Содержимое клетки изливается в межклеточное пространство и вызывает воспаление.
Апоптоз - генетически запрограммированная гибель. Клетка уменьшается в объёме, хроматин конденсируется под кариолеммой, ядро фрагментируется, клетка распадается на окружённые мембраной апоптозные тельца, которые поглощаются макрофагами и соседними клетками. Мембраны остаются целыми, содержимое наружу не выходит, воспаления не возникает.
Реактивные свойства определяют исход большинства патологических процессов. Гипертрофия миокарда при артериальной гипертензии есть реакция кардиомиоцитов на повышенную нагрузку, и до определённого предела она компенсаторна. Индукция цитохрома P450 в гепатоците объясняет привыкание к лекарствам и изменение их эффективной дозы. Различение некроза и апоптоза в биоптате имеет прямое диагностическое значение: первый говорит о повреждении ткани, второй о работе физиологических механизмов обновления либо о действии цитостатической терапии.
Все вопросы раздела: Подготовка к экзамену по гистологии, цитологии, эмбриологии