Цитология (биология клетки) изучает строение клетки, ее функции в течение всего жизненного цикла от появления клетки и до смерти или будущих делений. Первые растительные клетки пробки открыты физиком Робертом Гуком в 1665 г., первые животные клетки — оптиком-любителем Левенгуком. В 1695 г. его друг Гамм — студент-медик — увидел под микроскопом эритроциты, спермии. 1838–1839 гг. была опубликована клеточная теория (М. Шлейдена и Т. Шванна), оказавшая большое влияние на дальнейшее развитие цитологии, морфологических дисциплин, медицины. Ее главные положения (современная интерпретация):
- Клетка — основная структурно-функциональная и генетическая единица живого организма.
- Клетки различны, но имеют общий план организации.
- Клетка — источник образования новых клеток.
- В процессе жизни клеток возникают их производные — продукты клеточной деятельности.
- Из клеток формируются ткани, органы и системы организма человека, обеспечивающие рост, развитие, жизнедеятельность организма.
- В процессе жизнедеятельности происходит изменение ее структуры.
У взрослого насчитывают 1015 клеток, и среди них 250 различных типов клеток, но все они имеют одинаковый план строения. Клетка — элементарная структурно-функциональная и генетическая единица всех живых организмов (табл. 1).
Таблица 1. Компонеты клетки. План строения клетки
| План строения клетки |
| Плазмолемма и ее структурные компоненты: • надмембранный комплекс (слой) — гликокаликс; • биологическая белково-липидная мембрана; • подмембранный комплекс (слой) | Цитоплазма • Гиалоплазма (обеспечивает промежуточный обмен, свободна от органелл и включений). • Органеллы — постоянные обязательные структуры, выполняющие определенные функции клетки; новообразование органелл имеет ядерную детерминацию. • Включения — непостоянные необязательные структуры | Ядро — выполняет генетическую программу жизни клетки. Его основные структуры: 1. Ядерная оболочка. 2. Ядерный матрикс. 3. Хроматин 4. Ядрышко (ядрышки) |
Производные клетки — продукты ее жизнедеятельности (табл. 2).
Таблица 2. Производные клетки — продукты ее жизнедеятельности. Неклеточные структуры
| Межклеточное вещество | Надклеточные структуры | Некоторые клетки, утратившие ядра в результате дифференцировки, стали постклеточными структурами. Постклеточные структуры — не содержат ядер, но выполняют нужные для организма функции |
| • Основное аморфное вещество. • Волокна (коллагеновые, эластические, ретикулярные) | 1. Симпласты — многоядерные образования. Образуются в результате слияния клеток в процессе развития в общую цитоплазматическую массу с множеством ядер (скелетные мышечные волокна). 2. Синцитий — клетки, связаны цитоплазматическими мостиками (например, сперматогонии) | 1. Эритроциты. 2. Тромбоциты. 3. Роговые чешуйки |
Плазмолемма. Цитоплазма. Органеллы. Включения
Морфофункциональные системы клеток.
- Рецепторно-барьерно-транспортная — плазмолемма.
- Энергообеспечение — митохондрии.
- Синтетическая — эндоплазматическая сеть (ЭПС) (гранулярная ЭПС, агранулярная ЭПС), комплекс Гольджи.
- Внутриклеточного переваривания (эндосомы, лизосомы, пероксисомы).
- Опорно-двигательная — цитоскелет.
- Промежуточного обмена — гиалоплазма.
- Хранения, воспроизведения, реализации генетической информации, размножения и наследования генетического материала — ядро и его структуры (табл. 3).
Таблица 3. Плазмолемма (толщина: 8–11 нм) — самая толстая из клеточных мембран
| Плазмолемма (толщина: 8–11 нм) |
| Основные функции | Структура | Химический состав |
| 1. Рецепторная, контактная. 2. Барьерная. 3. Избирательная проницаемость, поддержание клеточного гомеостаза. 4. Опорно-двигательная | 1. Гликокаликс — надмембранный комплекс. Веточки олигосахаридов образуют основу гликокаликса и формируют отрицательный заряд. В нем рецепторы гормонов, гистосовместимости, ферменты. 2. Основная часть плазмолеммы — белково-липидная мембрана. Ее описывают в виде жидкостно-мозаичной модели. В липидный бислой мембраны погружены и связаны с ним молекулы белков. Плазмолемма, как и все мембраны клеток, электронно-микроскопически представлена трехслойной мембраной: между двумя электронно-плотными слоями расположен светлый слой. Липидный бислой обеспечивает избирательную проницаемость мембраны. В нем гидрофобные хвостики липидов обращены внутрь и соответствуют светлому слою мембраны. Гидрофильные головки расположены снаружи и соответствуют двум электронно-плотным слоям мембраны. 3. Подмембранный комплекс (слой) — это кортикальный уплотненный слой цитоплазмы с элементами цитоскелета. Сократительные нити микрофиламентов, микротрубочки, связанные с пристеночными белками, обеспечивают упругость, подвижность, транспорт через плазмолемму в обе стороны | Белки 50%: интегральные — погружены в липидный слой, мозаично включены в плазмолемму, трансмембранные — проходят через всю мембрану и периферические (спектрин, фибронектин). Липиды 40%: лецитин, кефалин, холестерин и др. Углеводы 10% — в составе гликолипидов и гликопротеидов, полисахаридов в гликокаликсе |