1. Поняття цитологія
2. Будова плазмолеми
3. Будова міжклітинних контактів
4. Склад гіалоплазми
5. Класифікація органел
6. Будова загальних органел
7. Будова НЕМЕМБРАННИХ органел
8. Класифікація включень
1. Цитологія наука про будову, розвиток і життєдіяльності клітин. Отже, цитологія вивчає закономірності структурно-функціональної організації першого (клітинного) рівня організації живої матерії. Клітина є найменшою одиницею живої матерії, що володіє самостійної життєдіяльністю і здатністю до самовідтворення. Субклітинні освіти (ядро, мітохондрії та інші органели) хоча і є живими структурами, але не мають самостійної життєдіяльністю.
Клітка елементарна одиниця живого, що складається з цитоплазми і ядра і є основою будови, розвитку та життєдіяльності всіх тварин і рослинних організмів.
Основні компоненти клітини:
· Ядро;
· Цитоплазма.
За співвідношенням ядра і цитоплазми (ядерно-цитоплазматическое відношення) клітини поділяються на:
· Клітини ядерного типу обсяг ядра переважає над обсягом цитоплазми;
· Клітини цитоплазматичного типу цитоплазма переважає над ядром.
За формою клітини бувають:
· Круглими (клітини крові);
· Плоскими;
· Кубічними або циліндричними (клітини різних епітеліїв);
· Веретеноподібними;
· Отростчатой (нервові клітини) та інші.
Більшість клітин містять одне ядро, однак можуть бути в одній клітці 2, 3 і більше ядер багатоядерні клітини. В організмі є структури (симпласти, сінтіцій), що містять кілька десятків або навіть сотень ядер. Однак ці структури утворюються або в результаті злиття окремих клітин (симпласти), або в результаті неповного поділу клітин (синцитій). Морфологія цих структур буде розглянута при вивченні тканин.
Структурні компоненти цитоплазми тваринної клітини:
· Плазмолемма (цитолемма);
· Гіалоплазма;
· Органели;
· Включення.
· Плазмолеммой, навколишнє цитоплазму, нерідко розглядають як одну з органел цитоплазми.
2. Будова і функції плазмолеми (цітолемми)
Плазмолемма оболонка тваринної клітини, що обмежує її внутрішнє середовище і забезпечує взаємодію клітини з позаклітинної середовищем.
Плазмолемма має товщину близько 10 нм, і складається на 40% з ліпідів, на 5-10% з вуглеводів (в складі глікокаліксу), і на 50-55% з білків.
Функції плазмолеми:
· Розмежовує (бар'єрна);
· Рецепторная або антигенна;
· Транспортна;
· Освіту міжклітинних контактів.
Основу будови плазмолеми становить подвійний шар ліпідних молекулбіліпідная мембрана, в яку місцями включені молекули білків, також є надмембранний шар глікокаліксу, структурно пов'язаний з білками і ліпідами біліпідний мембрани, і в деяких клітинах є подмембранний шар.
Будова біліпідний мембрани
Кожен моношар її утворений в основному молекулами фосфоліпідів і, частково, холестерину. При цьому в кожній ліпідної молекулі розрізняють дві частини: гидрофильную головку і гідрофобні хвости. Гідрофобні хвости ліпідних молекул зв'язуються один з одним і утворюють біліпідний шар. Гідрофільні головки билипидного шару стикаються із зовнішнім або внутрішнім середовищем. Біліпідний мембрана, а точніше її глибокий гідрофобний шар, виконує бар'єрну функцію, перешкоджаючи проникненню води і розчинених в ній речовин, а також великих молекул і частинок.
На електроннограмме в плазмолемме чітко визначаються три шари зовнішній і внутрішній електроннощільні, проміжний з низькою електронною щільністю.
Білкові молекули вбудовані в біліпідний шар мембрани локально і не утворюють суцільного шару. За локалізацією в мембрані білки поділяються на:
· Інтегральні пронизують всю товщу билипидного шару;
· Полуінтегральние включаються тільки в моношар ліпідів (зовнішній або внутрішній);
· Прилеглі до мембрани, але не вбудовані в неї.
За виконуваної функції білки плазмолеми поділяються на:
· Структурні білки;
· Транспортні білки;
· Рецепторні білки;
· Ферментні.
Знаходяться на зовнішній поверхні плазмолеми білки, в також гідрофільні головки ліпідів зазвичай пов'язані ланцюжками вуглеводів і утворюють складні полімерні молекули глікопротеїди і гліколіпіди. Саме ці макромолекули і складають надмембранний шар - гликокаликс. У клітці, що не є подмембранний шар, утворений мікротрубочками і микрофиламентами.
Значна частина поверхневих глікопротеїдів і гліколіпідів виконують в нормі рецепторні функції, сприймають гормони і інші біологічно активні речовини. Такі клітинні рецептори передають сприймаються сигнали на внутрішньоклітинні ферментні системи, посилюючи або пригнічуючи обмін речовин і тим самим впливають на функції клітин. Клітинні рецептори, а можливо і інші мембранні білки, завдяки своїй хімічній і просторової специфічності, надають специфічність даного типу клітин даного організму і складають Трансплантаційні антигени або антигени гістосумісності.
Крім бар'єрної функції, що оберігає внутрішнє середовище клітини, плазмолемма виконує транспортні функції, що забезпечують обмін клітини з навколишнім середовищем.
Розрізняють такі способи транспорту речовин:
· Пасивний транспорт спосіб дифузії речовин через плазмолемму (іонів, деяких низькомолекулярних речовин) без витрати енергії;
· Активний транспорт речовин за допомогою білків-переносників з витратою енергії (амінокислот, нуклеотидів та інших);
· Везикулярний транспорт за посередництвом везикул (пухирців), який поділяється на ендоцитоз транспорт речовин в клітину, і екзоцітозтранспорт речовин з клітини.
У свою чергу ендоцитоз підрозділяється на:
· Фагоцитоз захоплення і переміщення в клітину великих часток (клітин або фрагментів, бактерій, макромолекул і так далі);
· Пиноцитоз перенесення води і невеликих молекул.
Процес фагоцитозу підрозділяється кілька фаз:
· Адгезія (прилипання) об'єкта до цитолемме фагоцитуючої клітини;
· Поглинання об'єкта шляхом утворення спочатку поглиблення (інвагінації), а потім і утворення бульбашок - фагосоми і пересування її в гіалоплазму
3. Будова і функції міжклітинних контактів
У тих тканинах, в яких клітини або їх відростки щільно прилягають один до одного (епітеліальна, гладком'язових і інші) між плазмолеммой контактують клітин формуються зв'язку - міжклітинні контакти.
Типи міжклітинних контактів:
· Простий контакт;
· Десмосомний контакт;
· Щільний контакт;
· Щельовідні або нексус;
· Синаптический контакт або синапс.
Прості контакти займають найбільш великі ділянки дотичних клітин. Відстань між біліпідний мембранами сусідніх клітин становить 15-20 нм, а зв'язок між клітинами здійснюється за рахунок взаємодії макромолекул дотичних гликокаликсом. За допомогою простих контактів здійснюється слабка механічна зв'язок - адгезія, що не перешкоджає транспорту речовин в міжклітинних просторах. Різновидом простого контакту є контакт «типу замка», коли плазмолеми сусідніх клітин разом з ділянкою цитоплазми як би впячивается в один одного (інтердігітація), чим досягається велика поверхня дотику і міцніша механічна зв'язок.
Десмосомние контакти або плями зчеплення є невеликі ділянки взаємодії між клітинами, діаметром близько 0,5 мкм. Кожна така ділянка (десмосоми) має тришарове будову і складається з двох десмосомелектронноплотних ділянок, розташованих в цитоплазмі в місцях контакту клітин, і скупчення електронноплотного матеріалу в межмембранном просторі (15 20 нм). Кількість десмосом на одній клітці може досягати 2 000. Функціональна роль десмосом забезпечення механічного зв'язку між клітинами.
Щільні з'єднання або замикальні пластинки зазвичай локалізуються між епітеліальними клітинами в тих органах (в шлунку, кишечнику та інших), в яких епітелій відмежовує агресивне вміст цих органів (шлунковий сік, кишковий сік). Щільні контакти знаходяться тільки між апікальними частинами епітеліальних клітин, охоплюючи по всьому периметру кожну клітину. У цих ділянках межмембранное простору відсутні, а біліпідні шари сусідніх плазмолеммой зливаються в одну загальну біліпідний мембрану. У прилеглих ділянках цитоплазми дотичних клітин відзначається скупчення електронноплотного матеріалу. Функціональна роль щільних контактів - міцна механічна зв'язок клітин, перешкоду транспорту речовин по міжклітинних просторах.
Щілиноподібні контакти або Нексус обмежені ділянки контакту сусідніх цитолемма, діаметром 0,5-3,0 мкм, в яких біліпідні мембрани зближені на відстань 2-3 нм, а обидві мембрани пронизані в поперечному напрямку білковими молекулами коннексонамі, що містять гідрофільні канали. Через ці канали здійснюється обмін іонами і мікромолекулами сусідніх клітин, чим і забезпечується їх функціональний зв'язок (наприклад, поширення біопотенціалів між кардиомиоцитами, їх співдружності скорочення в міокарді).
Синаптичні контакти або синапси - специфічні контакти між нервовими клітинами (міжнейронні синапси) або між нервовими і іншими клітинами (нервово-м'язові синапси і інші). Функціональна роль синаптичних контактів полягає в передачі збудження або гальмування з однієї нервової клітини на іншу або з нервової клітини на иннервируемую клітку.
4. Гіалоплазма
Гіалоплазма або матрикс цитоплазми становить внутрішнє середовище клітини. Вона складається з води (90%) і різних біополімерів (7%) білків, нуклеїнових кислот, полісахаридів, ліпідів, з яких основну частину складають білки різної хімічної і функціональної специфічності. У гіалоплазме містяться також амінокислоти, моносахара, нуклеотиди та інші низькомолекулярні речовини. Біополімерні сполуки утворюють з водою колоїдну систему, яка в залежності від умов може бути більш щільною (у формі гелю) або рідшою (у формі золю) як у всій цитоплазмі, так і в окремих її ділянках. У гіалоплазме локалізуються і взаємодіють між собою і середовищем гіалоплазми різні органели і включення. При цьому розташування їх найчастіше специфічно для певних типів клітин. Через біліпідний мембрану гіалоплазма взаємодіє з позаклітинної середовищем. Отже, гіалоплазма є досить динамічною середовищем і відіграє важливу роль у функціонуванні окремих органел і життєдіяльності клітини в цілому.