Вопрос 22. Цитология. Учение о клетке. Клеточная теория. Предмет и задачи цитологии, еезначение всистемебиологическихимедицинскихнаук.

Основой строения эукариотических организмов является наименьшая единица живого —клетка.Клетка—этоограниченнаяактивноймембраной,упорядоченнаяструктурированнаясистемабиополимеров, образующих ядро и цитоплазму,участвующих в единой совокупности метаболических иэнергетическихпроцессов, осуществляющих поддержание и воспроизведение всей системы вцелом.Кроме клеток, в организме находятся их производные, которые не имеют клеточного строения (симпласт,синцитий, межклеточное вещество). Содержимое клетки отделено от внешней среды или от соседнихклетокплазматическоймембраной(плазмолеммой).Всеэукариотическиеклеткисостоятиздвухосновныхкомпонентов:ядраицитоплазмы.Вядреразличаютхроматин(хромосомы),ядрышки,ядернуюоболочку,нуклеоплазму(кариоплазму)и ядерныйбелковый остов(матрикс).

Цитоплазма неоднородна по своему составу и строению и включает в себягиалоплазму, вкоторойнаходятсяорганеллы;каждаяизнихвыполняетобязательнуюфункцию.Частьорганеллимеетмембранноестроение:эндоплазматическийретикулум,аппаратГольджи,лизосомы,пероксисомыимитохондрии.Немембранные органеллыцитоплазмы представлены рибосомами, клеточным центром,ресничками, жгутиками и цитоскелетом. Кроме того, в гиалоплазме могут встретиться и иные структурыиливключения(жировыекапли,пигментныегранулы идр.).

Всеэтикомпонентывыполняютотдельныевнутриклеточныефункции,необходимыедлясуществования клетки как целого, как элементарной живой единицы.Изучением общих черт строения ифункционированияклетокзанимаетсянаукацитологияили,какеетеперьназывают,биологияклетки.Онаисследуетотдельныеклеточныеструктуры,ихучастиевобщеклеточныхфизиологическихпроцессах, пути регуляции этих процессов,воспроизведение клеток и их компонентов, приспособлениеклеток к условиямсреды, реакции Изучение цитологии имеет большое значение для медицины, так какпрактически все заболевания организма человека являются результатом различных клеточных пораженийилинарушенийфункций клеток различныхорганов.

Клеточная теория— это обобщенное представление о строении клеток как единиц живого, об ихвоспроизведенииироли вформированиимногоклеточных организмов.

Первым,ктонаблюдалнаименьшиеединицывсоставемногоклеточных,былРобертГук.Спомощью увеличительных линз в срезепробки он обнаружил «ячейки», или «клетки». Его описанияпослужилитолчком для появления систематических исследований строения растений и животных.М.Мальпиги, Н. Грю, Ф. Фонтанаподтвердилинаблюдения Р. Гука и показали, что разнообразные частирастенийсостоятизтеснорасположенных«пузырьков»,или«мешочков».ПрогрессвизученииморфологииклеткисвязансуспехамимикроскопированиявXIXв.,когдабылиописаныядроипротоплазма(Я.Пуркинье,Р.Броуни др.).

Многочисленныеданные,касающиесястроенияживотныхирастений,позволилиподойтикобобщениям,которыевпервыебылисделаныТ.Шванномилегливосновусформулированнойимклеточной теории. Его главнымдостижением является утверждение, что клетки, из которых состоят какрастения, так и животные, сходны между собой и возникают единообразным путем. Заслуга Т.Шванназаключаласьневтом,чтооноткрылклеткикактаковые,автом,чтооноценилихзначениекакосновного структурного компонента организма. Дальнейшее развитие и обобщение эти представленияполучиливработах немецкого патологаР.Вирхова.

Созданиеклеточнойтеориисталоважнейшимсобытиемвбиологии,однимизрешающихдоказательств единства происхождения всей живой природы. Клеточная теория оказала значительноевлияние на развитиебиологии и медицины, послужила главным фундаментом для становлениятакихдисциплин, как эмбриология, гистология. Принятие принципаклеточного строения организма оказалоогромное влияние на физиологию, переведя ее на изучение реально функционирующих единиц — клеток.Она дала основы для научного понимания жизни, объяснения эволюционнойвзаимосвязи организмов,пониманияиндивидуального развития.

В настоящее время клеточная теория гласит: 1) клетка является наименьшей единицейживого, 2)клеткиразныхорганизмовпринципиальносходныпосвоемустроению,3)размножениеклетокпроисходит путем деления исходной клетки, 4) многоклеточные организмы представляют собой сложныеансамбликлеток и их производных, объединенные в целостные интегрированныесистемы тканей иорганов, подчиненные и связанные между собоймежклеточными, гуморальными и нервными формамирегуляции.

1. Клетка—наименьшаяединицаживого.Представлениеоклеткекаконаименьшейсамостоятельной живой единице было известно из работ Т.Шванна и др. Р.Вирхова считал, что каждаяклетка несет в себе полную характеристику жизни. Согласно одному из современных определений, живыеорганизмы представляют собой открытые (т.е. обменивающиеся сокружающей средой веществами иэнергией), саморегулирующиеся исамовоспроизводящиеся системы, важнейшими функционирующимикомпонентамикоторых являютсябелки инуклеиновые кислоты.

Все проявленияжизни связаныс белками.Белки— функционирующие молекулы, обладающиесложной организацией и строгой функциональной специфичностью, которая определяется нуклеиновымикислотами, несущими в себе информацию о строении тех или других белков. Живому свойствен рядсовокупныхпризнаков:способность к воспроизведению (репродукции),использование и трансформацияэнергии, метаболизм,чувствительность, адаптация, изменчивость. Такую совокупность этих признаковвпервыеможнообнаружитьтольконаклеточномуровне.Именноклеткакактаковаяявляетсянаименьшей единицей, обладающей всеми свойствами, отвечающими определению «живое». У животныхорганизмов,кромеотдельныхклеток,встречаютсянеклеточныеструктуры—такназываемыесимпласты,синцитии имежклеточноевещество.

Симпласты— это крупные образования, состоящие изцитоплазмы (протоплазмы) с множествомядер. Примерами симпластов могут быть мышечные волокна позвоночных, наружный слой трофобластаплаценты и др. Они возникают вторично в результате слияния отдельныхклеток или же при деленииоднихядер без разделенияцитоплазмы (цитотомии).

Синцитии(соклетия)характеризуютсятем,чтопоследеленияисходнойклеткидочерниеостаются связанными друг с другом с помощьютонких цитоплазматических перемычек. Такие синцитииможнонаблюдатьприразвитиисперматогониев.Срединеклеточныхструктурразличаютещемежклеточноевещество.Существуютбезъядерныеклетки,напримерэритроцитымлекопитающих,утратившиеядравпроцессеразвития,авместесэтимиспособностьксамообновлениюисаморепродукции.

2. Сходство клеток разных организмов по строению.Клетки могут иметь самую разнообразнуювнешнюю форму: шаровидную (лейкоциты), многогранную (клетки железистого эпителия), звездчатую иразветвленно-отростчатую(нервныеикостныеклетки),веретеновидную(гладкиемышечныеклетки,фибробласты), призматическую (кишечный эпителиоцит), уплощенную (эндотелиоцит, мезотелиоцит) идр.

Клетки растений и животных имеют общий сходный план строения.Такое сходство в строенииклеток определяется одинаковостьюобщеклеточных функций, связанных с поддержанием самой живойсистемы (синтез нуклеиновых кислот и белков, биоэнергетика клетки и др.). Это сходство указывает наобщностьпроисхождениявсехэукариотическихорганизмов.Различиеклетоквмногоклеточноморганизме, обусловленноеспециализацией их функций, связано с развитием особых функциональныхклеточных структур — органелл специального значения. Так, если рассматривать мышечную клетку, то вней, кроме общеклеточных структур (мембранные системы, рибосомы и др.), встречаются в большомколичествефибриллярные компоненты— миофиламенты и миофибриллы,обеспечивающие движение,сокращение. В нервной клетке, кроме общеклеточных компонентов, можно увидеть большое количествомикротрубочекипромежуточныхфиламентоввклеточныхотростках.Всясовокупностьэтихотличительных черт нервной клетки связана с ееспециализацией—генерацией и передачей нервногоимпульса.

В разных клетках организма одинаковая генетическая информацияреализуется не полностью.Индивидуальноеразвитие,отоднойклеткидомногоклеточногозрелогоорганизма,—результатпоследовательного,избирательноговключенияработыразныхгеноввразличныхклетках.Этоприводиткпоявлениюклетоксоспецифическимидлянихструктурамииособымифункциями,кпроцессу,называемому дифференцировкой. Дифференцировка обусловленаактивностью разных генов в разныхклетках, проявляемой по мере развитиямногоклеточного организма. Сходство в строении определяетсясходствомобщеклеточныхфункций,направленныхнаподдержаниежизнисамихклетокиихразмножение. Разнообразие же в строении клеток — это результат их функциональной специализации,дифференцировкивпроцессе развития.

3. Размножениеклетокпутемделенияисходнойклетки.Т.Шваннвсвоихобобщенияхподчеркивал одинаковость принципаразвития клеток как у животных, так и у растений. Размножениеклеток,прокариотическихиэукариотичес-ких,происходиттолькопутемделенияисходнойклетки,которомупредшествуетвоспроизведениееегенетическогоматериала(репродукцияДНК).Уэукариотическихклетокединственнополноценнымспособомделенияявляетсямитоз,илинепрямоеделение.При этом образуется специальный аппарат клеточного деления, клеточное веретено, с помощьюкоторого равномерно и точно по двум дочерним клеткам распределяют хромосомы, до этого удвоившиесявчисле. Митознаблюдаетсяувсехэукариотических,какрастительных,такиживотныхклеток.

4. Клетки как части целостного организма.Каждоепроявление деятельности целого организма,будьтореакциянараздражениеилидвижение,иммунныереакцииимногоедругое,осуществляется

специализированными клетками. Функционирования в многоклеточном организме, деятельность клеткине обособлена от других клеток и от межклеточного вещества. Многоклеточные организмы представляютсобой сложные ансамблиспециализированных клеток, объединенных в целостные, интегрированныесистемытканейиорганов,подчиненныеисвязанныемежклеточными,гуморальнымиинервнымиформамирегуляции.