Цитоплазма - основи гістології
Відео: лімфатичний вузол. Lymph node. ЗРІЗ В СВІТОВИЙ МІКРОСКОП
Відео: 34 Структурна роль білків цитоплазма, органели, цитоскелет)
Цитоплазма - дуже складна динамічна система, в якій протягом усього життя клітини безперервно відбувається обмін речовин. Це частина клітини, де відбуваються основні процеси життєдіяльності клітини: дихання, акумуляція енергії, освіту (синтез) речовин, властивих даній клітині. Впорядковане здійснення цих процесів можливо завдяки наявності в цитоплазмі системи пластинчастих структур - ліпопротеїнових мембран.
У хімічному відношенні цитоплазма складно організована: майже 90% становить вода, 7-10% - складні органічні сполуки, до яких відносяться білки, що мають велике біологічне значення в якості будівельного матеріалу, і різноманітні ферменти. Неорганічні сполуки в цитоплазмі представлені у вигляді різних солей: кальцій, фосфор, калій, сірка, натрій і т. Д. Складають 3% від загального складу цитоплазми. Всі перераховані сполуки утворюють колоїдну систему, яка здатна ставати то більш, то менш в`язкою залежно від умов життєдіяльності клітини.
У клітці розрізняють власне цитоплазму - гіалоплазму, і структуровані частини, які ділять на:
Мал. 5.
Ультраструктурная організація цитоплазми і ядра.
1 - ядро- 2 - ядерна оболочка- 3 - пори ядерної оболочки- 4 - гіалоплазма: 5 - цитоплазматична мережа (гранулярна) - 6 - мітохондрія- 7 - пластинчастий комплекс.
Мал. 6.
Пластинчастий комплекс, а - схема ультрамікроскопічних строенія- б - вид і світловий мікроскоп- в - вид в електронний мікроскоп.
1) органели (органели) - структури, які постійно перебувають в будь-якій клітині і виконують різні необхідні для її життєдіяльності функції-2) включення, які проявляються в клітці і зникаючі в залежності від умов її обмена- 3) спеціалізовані структури, пов`язані з особливостями роботи клітини.
Гиалоплазма - середовище, яке навіть в електронному мікроскопі позбавленою будь-якої певної структури. Це складний багатокомпонентний розчин високо- і низькомолекулярних речовин, в якому розташовані органели і включення. При сильному збільшенні електронного мікроскопа в гіалоплазме часто видно молекули речовин у вигляді дрібних зерен і коротких ниток.
Органели - це постійні спеціальні частини клітин, які виконують строго певні функції. Вони поділяються на органели загального і спеціального призначення. Органели загального призначення є в будь-якій клітині і виконують необхідні для її життєдіяльності різні функції. Органели спеціального призначення-структури, характерні для того чи іншого виду клітин (міофібрили, тонофібрілли, нейрофібрили і ін.), Що забезпечують специфіку їх функцій.
В основі організації основної частини органел лежить мембранний принцип будови. Кожна мембрана тришарова: між двома шарами білків розташований бімолекулярний шар ліпідів (світліший). Мембранна організація клітини дозволяє розмежувати і впорядкувати відбуваються в клітині процеси.
Цитоплазматична (ендоплазматична) мережу - система анастомозирующих один з одним канальців або цистерн, стінки яких складаються з ліпопротеїнових мембран, видимих тільки за допомогою електронного мікроскопа (рис. 5). Система мембран неперервна: вона зливається з ядерної та цитоплазматическими оболонками. Це дуже гнучка структура, постійно перебудовуватися.
Розрізняють два види цитоплазматичної мережі: гранулярную і гладкий. Для першого виду характерна наявність на мембранах зовнішньої поверхні канальців зерен - рибосом. Вони складаються з білка і рибонуклеїнової кислоти. Рибосоми можуть лежати і вільно. Їх комплекси називають полірібосомамі.
Мал. 7.
Мітохондрії. Електронограмми (а, б) різних форм.
Особливо багато вільних рибосом в ембріональних клітинах. Функціональне значення гранулярной мережі - синтез білків і їх відокремлення. Головну роль відіграють рибосоми. Найбільш високого розвитку гранулярна мережу сягає в тих клітинах, в яких відбувається енергійний синтез білків, наприклад в залізистих клітинах, що виділяють білковий секрет (клітини підшлункової залози). У агранулярного гладкою цитоплазматичної мережі мембрани вільні від рибосом. Вважають, що вона пов`язана з метаболізмом ліпідів і деяких внутрішньоклітинних полісахаридів (наприклад, в клітинах печінки гладкий мережа має відношення до синтезу глікогену - складного вуглеводу). Встановлено можливість переходу однієї форми мережі в іншу.
Пластинчастий комплекс (його називають також внутрішньоклітинним сітчастим апаратом, або комплексом Гольджі - за прізвищем автора, який описав його вперше в 1898 р) в оптичному мікроскопі має вид сіточки і складається з тонких ниток (рис. 6). В електронний мікроскоп видно, що пластинчастої комплекс є системою паралельно розташованих ліпопротеїнів подвійних гладких мембран, що утворюють замкнуті щілиновидні канальці, порожнини і бульбашки (див. Рис. 2).
Пластинчастий комплекс бере участь у відокремленні і упаковці (оточення мембранами) вже утворених речовин, які підлягають виведенню з клітини, можливо, піддаючи їх при цьому останній хімічної перебудови. Він є джерелом клітинних лізосом. Структура комплексу мінлива і залежить від різних функціональних станів клітини. Особливо демонстративні його зміни в епітеліальних клітинах, що виділяють секрет. У цих клітинах пластинчастий комплекс розташовується зазвичай над ядром, де закінчується формування секрету. Протягом процесу секреції чітко видна пластичність цього органоида: певних фазах процесу секреції відповідає і його різна форма.
Мітохондрії в оптичному мікроскопі представляються у вигляді зерняток і ниток, розкиданих в цитоплазмі (рис. 7). Діаметр їх не перевищує 1 мк, а число може бути дуже великим (до декількох тисяч). При збільшенні електронного мікроскопа видно, що мітохондрії мають виражену оболонку, що складається з зовнішньої і внутрішньої мембран і світлої прошарку між ними. Від внутрішньої мембрани всередину мітохондрії відходять складки - Крісті, які ділять порожнину мітохондрії на окремі простору, звані матриксом. Простір заповнений то більш щільним, то більш рідким речовиною. На поверхні мембран мітохондрій здійснюються окислювальні реакції.
Мітохондрії забезпечують клітину енергією, необхідною для її життєдіяльності, синтезуючи речовини, багаті енергією, наприклад аденозинтрифосфат (АТФ). Ці речовини називають макроергів. Витрачена на синтез таких речовин енергія зберігається в їх хімічних зв`язках. При обмінних процесах в клітці, коли виникає необхідність в енергії, відбувається розпад цих речовин і її звільнення.
Центросома (клітинний центр, рис. 8) - органела, що розташовується частіше близько ядра, значна кількість мікротрубочок утворює центросфери. Усередині центросфери лежать два ще більш щільних тільця - центріолі, пов`язані перемичкою - центродесмозой. В окремих клітинах від центріолей радіально розходяться тонкі тяжі, складові астросферу. Електронно-мікроскопічно центриоли мають вигляд коротких циліндрів, стінки яких складаються з дев`яти груп мікротрубочок, утворених фибриллами. 
Мал. 8.
Клітинний центр.
а - вид в світлооптичних мікроскоп- б - вид в електронний мікроскоп: 1 - поперечний переріз, 2 - подовжній перетин.
Мал. 9.
Лізосоми.
Клітинний центр пов`язаний з процесом розподілу і з функцією руху клітин, беручи участь в розвитку джгутиків, миготливий війок - спеціальних рухливих структур.
лізосоми присутні в кожній тваринній клітині в більшій чи меншій кількості у вигляді дрібних округлих зерен (рис. 9). Це невеликі мішечки, одягнені одинарної мембраною і містять велику кількість гідролітичних ферментів. Структура лізосом різна, бо вони беруть участь в процесах внутрішньоклітинного перетравлення, утворюючи складні травні вакуолі. Ферменти лізосом обумовлюють розчинення речовин, захоплених кліткою, а при певних умовах звільняються з гинуть клітин ферменти здатні розчиняти і саму клітку. Як правило, фагоцитарну-активні клітини містять багато лізосом.
Микротрубочки утворені фибриллами, що складаються з глобул. Це дуже лабільна система. Наприклад, при зниженні температури до 0 ° С мікротрубочки можуть зникати, при підвищенні - знову відновлюватися, т. Е. Здатні до самосборке. Функція микротрубочек - опорно-каркасна, транспортна.
пероксисоми (Мікротільця) - це невеликі вакуолі, що мають одиночну мембрану і дрібнозернистий вміст. У центрі розташовується серцевина, що складається з кристалічного центру. Пероксисоми, ймовірно, беруть участь в процесі синтезу вуглеводів з білка і жирів і беруть участь у метаболізмі перекису водню в клітині.
Клітини деяких тканин у зв`язку з особливостями їх функції, крім зазначених органел, мають спеціальні органели, які забезпечують клітці специфіку її функції. Такі органели представляють собою різного роду нитки білкового характеру. В м`язових клітинах це міофібрили, що забезпечують м`язове скорочення, в нервових клітинах - нейрофібрили, в клітинах епітелію - тонофібрілли, що забезпечують міцність клітин і їх об`єднання в пласт, і ін.
Крім органел, в цитоплазмі багато різних включень.
Внутрішньоклітинні включення - це структури, що з`являються в клітці і зникаючі в залежності від умов її обміну та інтенсивності функції. Вони мають вигляд то більше, то менше великих зерен і глибок, крапель, вакуолей (рис. 10). За складом це - білкові речовини, жир, глікоген, вітаміни, пігментні включення і екскретіруемие речовини. Їх кількість вкрай не постійно і залежить від умов обміну та харчування, в яких в даний момент знаходиться клітина. Наприклад, якщо нагодувати жиром миша після попереднього голодування, то легко виявити появу великої кількості жирових крапель в клітинах печінки.
Відео: Біологія. Цитологія: Будова клітин прокаріотів. Бактерії. Центр онлайн-навчання «Фоксфорд»
Мал. 10.
Включення в клітинах.
а - глікоген- б - гранули білків в - ліпіди.
