Клетка

Изобретение микроскопа открыло путь к познанию микроструктуры тела животных и растений, их строения. Клеточная теория — учение об общих чертах строения животных и растений, о клетке как элементарной структуре, о тканях, образованных клетками.

Использование электронного микроскопа, микроманипуляторов, физико-химических методов и т. д. углубило познание общего в строении клеток и особенного. Выяснено, что в деталях клетки имеют специфическое строение не только у организмов, далеко отстоящих в системе, но и у особей одного вида, и у клеток разных тканей в одном организме. Установлено также, что непрерывное физиологическое взаимодействие клеток в организме происходит через их поверхностную мембрану. Отошло в прошлое суждение о многоклеточном организме, как о «государстве клеток» (механистическая теория анатома Вир-хова). Клетки свое начало берут при дроблении яйца и в дальнейшем, численно возрастая путем деления, продолжают сохранять взаимосвязь.

Жизненные отправления клеток обусловлены целым организмом, закономерностями его роста и развития. В клетках происходит обмен веществ — процессы ассимиляции и диссимиляции. Новым стало и понимание физиологической роли межклеточных веществ.

В теле многоклеточных животных клетки дифференцированы в зависимости от их функций. Они различаются по размерам, форме и строению.

Большинство из клеток микроскопически малы, но некоторые достигают относительно большой величины. Например, отростки некоторых нервных клеток мозга крупных млекопитающих достигают длины свыше метра. Формы клеток (рис. 7) обусловлены их функцией и положением в организме. Встречаются клетки округлой, овальной, кубической, призматической, веретено-видной, звездчатой и других форм. Некоторые клетки не имеют постоянной формы, она изменяется путем образования временных выпячиваний.

Строение клеток животных отличается большой сложностью. Обычно в них можно различить наружную мембрану, цитоплазму, клеточное ядро (или ядра) и различные органоиды (рис. 8).

Рис. 7. Различные формы клеток животного;

/ — нервная клетка; 24 — клетки эпителия; 5 — клетка соединительной ткани; 6 — яйцеклетка; 7 — мышечная клетка

Рис. 8. Схема строения клетки животного:

/ — ядро; 2 -- ядрышко; 3 -- ядерная мембрана; 4 — цитоплазма;
5 — аппарат Гольджи; в — митохондрии; 7 — лизосома;         8
— андоилазматическая

сеть;
9 — рибосомы; 10 - клеточная мембрана

Наружная мембрана клеток животных, как правило, очень тонка (толщина около 10~ь см). Она состоит из трех слоев: наружного, среднего и внутреннего. Наружный и внутренний слои образованы белками, средний — липоидами. На внутренней поверхности мембрана образует складки и разветвления, переходящие в эндоплазматическую сеть цитоплазмы.

Мембрана служит защитной оболочкой клетки и активно участвует в регуляции обмена веществ между клеткой и окружающей средой.

Цитоплазма занимает большую часть тела клетки. Цитоплазма—сложная коллоидная система. В ее состав входят белки, часть которых соединена с липидами, различные соли, ферменты и большое количество воды. Общими для всех клеток структурными образованиями цитоплазмы являются эндоплазма-тическая сеть, аппарат Гольджи, рибосомы и митохондрии.

Эндоплазматическая сеть пронизывает всю цитоплазму клетки. Она представляет собой систему тончайших мембран. Около ядра мембраны переходят в мембраны ядерной оболочки. Эндоплазматическая сеть выполняет функцию остова клетки, а по ее канальцам и синусам происходит внутриклеточный обмен веществ, синтезируемых в различных частях клетки.

Аппарат Гольджи имеет структуру, близкую к структурным образованиям эндоплазматической сети. Он образован мембранами, ограничивающими более крупные вакуоли и мелкие пузырьки. Функции аппарата Гольджи еще недостаточно выяснены, но, вероятно, он служит для временного накапливания некоторых продуктов внутриклеточного синтеза, главным образом ферментов и гормонов. При определенном состоянии организма эти вещества могут быть выведены из клетки через эндоплазматическую сеть и вовлечены в обменные процессы всего организма.

Митохондрии
являются энергетическими центрами клетки и оказывают влияние на ее многие жизненные отправления. Это мелкие удлиненные тельца длиной 0,2—5 мкм. Они покрыты двухслойной оболочкой. Из внутреннего слоя оболочки в полость митохондрии направлены многочисленные гребни. Они резко увеличивают внутреннюю поверхность митохондрий, что важно для ускорения биохимических реакций накопления и превращения энергии в клетке.

Рибосомы
— мельчайшие зерна диаметром около 0,015 мкм, расположенные преимущественно на поверхности мембран эндо-плазматической сети. Они имеются также и в ядре клетки. Функция рибосом заключается в синтезе белков, которые затем по каналам эндоплазматической сети разносятся по всей клетке.

Центрозома присуща почти всем клеткам животного. Обычно она имеет вид светлого поля, в Котором размещены 1—2, реже больше мелких зернышек — центриол. В некоторых клетках, особенно находящихся в состоянии деления, от центрозомы ради-ально расходятся тончайшие лучи, образующие лучистую сферу. Центриоли принимают важное участие в расхождении хромосом при сложном делении клеток.

Нередко в цитоплазме клеток животных можно обнаружить различные тончайшие нити и волоконца. Одни из них служат как бы опорным каркасом клеток (тонофибриллы), другие обладают способностью сокращаться (например, миофибриллы мышечных клеток). В нервных клетках нити цитоплазмы (нейрофибриллы) участвуют в проведении нервных импульсов.

В цитоплазме клеток тела животных периодически наблюдаются различные временные включения (капельки жира, зерна и глыбки запасных белков и др.). Они возникают и исчезают в зависимости от баланса обмена веществ. Железистые клетки содержат капли секрета, позднее выводимого из них. К клеточным включениям относятся и зерныш'ки различных пигментов — красящих веществ, придающих клеткам ту или иную окраску. Нередко наружный слой цитоплазмы (эктоплазма) отличается от ее внутренних частей (эндоплазмы) более плотной консистенцией и отсутствием включенных пузырьков и зерен.

Ядро присуще почти всем клеткам животных. Лишь некоторые специализированные клетки (например, красные кровяные клетки высших позвоночных) в процессе своего формирования утрачивают ядро. Ядра клеток животных разнообразны по величине и форме. Снаружи ядро клетки одето двухслойной ядерной мембраной. В ней имеются многочисленные поры, через которые осуществляется обмен веществ между ядром и цитоплазмой. Описана' также система тончайших канальцев, которые связывают ядро со структурными элементами цитоплазмы. Кариоплазма — вещество ядра, содержит белки, липоиды, ферменты, минеральные вещества, нуклеиновые кислоты. В ядре расположены хромосомы и ядрышко. Хромосомы — носители наследственной информации. Число и форма их постоянны для данного вида животного. Они видны в период деления ядра. Ядрышко — мелкое тельце округлой формы, хорошо различимое в неделящихся клетках.