Кафедра гистологии, цитологии и эмбриологии СГМУ

Тема

лекции:

«Строение клетки. Цитоплазма» .

с содержанием предмета, местом гистологии, цитологии и эмбриологии в системе

подготовки врача; с задачами цитологии и ее значением в системе биологических наук.

Определение клетки. Структурные компоненты цитоплазмы животной клетки: плазмолемма, гиалоплазма, включения,

органеллы, их строение, классификация и функции. Межклеточные контакты.

и тканей животных организмов.
Гистология включает 4 раздела:
1. Цитология – раздел

о строении и функции клеток и их производных, способах воспроизведения и взаимодействии.
2. Эмбриология – учение, рассматривающее закономерности ранних этапов развития зародыша.
3. Общая гистология – раздел об особенностях строения и функциях различных видов тканей.
4. Частная гистология – наука о микроскопическом строении органов в составе систем организма.

единица живого.
а) Имеется в виду, что отдельные компоненты клетки (ядро,

митохондрии и т.д.) не могут полноценно существовать в изолированном состоянии: в них быстро развиваются процессы аутолиза и дегенерации. б) В отличие от этого, многие клетки удаётся длительно культивировать в подходящей питательной среде с сохранением их жизнедеятельности.

компонента): а) плазматическую мембрану, которая отделяет содержимое клетки от внеклеточной

среды, б) ядро, содержащее наследственный материал (ДНК), связанный с ядерными белками, в) цитоплазму - внеядерную часть клетки, включающую гомогенную гиалоплазму и многочисленные цитоплазматические структуры. Исключение составляют эритроциты, которые у млекопитающих лишены ядра.

клетки"). а) Не все клетки способны к делению: многие клетки, выполняющие

сложные функции, в процессе своего созревания утратили эту способность. б) Но появление новых клеток происходит только путём деления таких клеток, которые способны делиться. (Этим утверждением исключается возможность образования клеток из неклеточного материала.)

связи друг с другом, образуя единое целое (ткани, органы, системы

органов).

а) Поэтому клетки весьма различны: одни настроены на выполнение одного круга функций, другие - другого. б) Отсюда - различия структуры клеток и образуемого ими межклеточного вещества. Имея общий план строения (плазматическая мембрана, ядро, цитоплазма), клетки разных видов в большей или меньшей степени отличаются друг от друга.

компартментов (структурных элементов): плазматическая мембрана, ядро и цитоплазма со структурированными

клеточными единицами (органеллы, включения). Важное значение для организации клеток имеют состоящие из непрерывного слоя молекул биологические мембраны, входящие в состав каждого клеточного компартмента и многих органелл. Мембраны клеток имеют принципиально сходную молекулярную организацию. Любую клетку снаружи ограничивает плазматическая мембрана.

слой амфифильных липидов (1).
а) Молекулы таких липидов (2) имеют 2

части - гидрофобную (2а) (два углеводородных "хвоста" жирных кислот) и гидрофильную (2,б) (остатки спирта, азотистого основания, углевода).
б) В водной среде эти молекулы самопроизвольно образуют бислой, в котором гидрофобные части молекул обращены друг к другу, а гидрофильные - к водной фазе.

Функции гладкой ЭПС:
1. синтез белков,
2. транспортная,
3. синтез мембран.
Функции гранулярной ЭПС:
1.

синтез липидов, углеводов,
2. транспортная,
3. дезинтоксикация,
4. депо ионов кальция
(в мышечной ткани)

веществ, которые используются клеткой или выделяются из неё. Различают гранулярную

(зернистую, шероховатую) и гладкую эндоплазматическую сеть (ретикулум). Цистерны гранулярной и гладкой эндоплазматической сети не сообщаются. Клетки, специализированные на выработку белка, имеют более развитую гранулярную эндоплазматическую сеть. Клетки, продуцирующие липиды и стероидные гормоны, содержат выраженную гладкую эндоплазматическую сеть.
Функции эндоплазматической сети:
Ú поставка липидов другим органеллам (гладкая);
Ú гомеостаз Ca2+ (гладкая);
Ú биогенез органелл (гранулярная);
Ú формирование пространственной (трёхмерной) структуры (укладки) белков (гранулярная);
Ú посттрансляционный контроль качества белка (гранулярная).
Гранулярная эндоплазматическая сеть
Гранулярная эндоплазматическая сеть — система плоских мембранных цистерн с находящимися на их наружной поверхности рибосомами (рис. 2-22). Рибосомы связываются с мембранами сети при помощи рибофоринов. В шероховатой эндоплазматической сети происходит синтез белков для плазматической мембраны, лизосом, пероксисом, а также синтез белков на экспорт, т.е. предназначенных для экзоцитоза. Механизм поступления синтезированных на рибосомах полипептидов внутрь цистерн эндоплазматической сети объясняет сигнальная гипотеза (рис. 2-33). Мембраны гранулярной эндоплазматической сети связаны с наружной мембраной оболочки ядра и перинуклеарной цистерной.

пузырьков и трубочек — не содержит рибофоринов и по этой причине

не связан с рибосомами. Функции гладкой эндоплазматической сети многообразны: синтез липидов и стероидных гормонов, детоксикация (например, фенобарбитала при помощи оксидаз в гепатоцитах), депонирование ионов кальция.
Большое количество цистерн гладкого ЭР присутствует в гепатоцитах. Здесь с наружной поверхностью мембран гладкого ЭР связаны многочисленные гранулы гликогена, из которого образуется глюкоза.

модификация мембран,
3. синтез гликолипидов и гликопротеидов,
4. обмен углеводов,
5.

образование лизосом

образован стопкой из 3–10 уплощённых и слегка изогнутых цистерн с

расширенными концами (рис. 2-43).
Эта органелла процессирует белки, синтезированные в гранулярной эндоплазматической сети. Выходящие из цистерн комплекса Гольджи белки находятся внутри транспортных пузырьков. Они переносят интегральные мембранные белки, растворимые белки, ожидающие вступление в процессинг и процессируемые ферменты. Продукты комплекса Гольджи разделяются на три потока, которые направляются в плазматическую мембрану (интегральные мембранные белки), лизосомы или выделяются из клетки (например, пищеварительные ферменты).

. При митозе комплекс Гольджи распадается на

отдельные кластеры пузырьков и трубочек, распределённых по всей цитоплазме делящейся клетки. К стадии телофазы из этого материала собираются комплексы Гольджи, по одному для каждой дочерней клетки.

на фрагменты числом более 100 и реконструируется в дочерних клетках

на стадии телофазы. .

для обеспечения клеточных функций — занимают значительную часть цитоплазмы клеток и

сосредоточены в местах высокого потребления АТФ (например, в эпителии канальцев почки они располагаются вблизи плазматической мембраны [обеспечение реабсорбции], а в нейронах — в синапсах [обеспечение электрогенеза и секреции]). Количество митохондрий в клетке измеряется сотнями. Митохондрии имеют собственный геном и (в дополнение к энергообеспечению клетки) выполняют множество функций.

синтез белка,
3. образование митохондриальных рибосом

окружённые мембраной округлые пузырьки, содержащие лизосомные ферменты (кислые гидролазы). В

широком смысле функция лизосом заключается в утилизации «внутриклеточного мусора». Размеры и электронная плотность лизосом значительно варьируют от типа лизосом.
Образование лизосом
Лизосомы образуются путём слияния поздних эндосом, содержащих лизосомные гидролазы и лизосомные мембранные белки, с везикулами, подлежащим деградации (ранней эндосомой, фагосомой, или аутофагоцитозной вакуолью).
· Перинуклеарные (поздние) эндосомы образуются при слиянии везикул, содержащих лизосомные гидролазы после их синтеза в гранулярной эндоплазматической сети и процессинга в комплексе Гольджи, и везикул, в мембрану которых встроены специфические лизосомные белки.
Лизосомные мембранные белки. В мембрану лизосом встроены специфические белки, в том числе H+,K+‑ATФаза, белки семейства LAMP (LAMP1, LAMP2, CD63/LAMP3). H+,K+‑ATФаза закисляет среду в эндосоме (4,6–5,0), что необходимо для активации лизосомных ферментов. Молекула LAMP2 (Lysosomal-Associated Membrane Protein 2) защищает мембрану лизосомы от самопереваривания и поддерживает в матриксе органеллы кислую среду.
· Опосредствованная рецепторами сортировка лизосомных гидролаз. В цис-компартменте Гольджи к N–связанным олигосахаридам лизосомных гидролаз присоединяется маннозо-6-фосфат. Маннозофосфатные рецепторы, встроенные в мембрану транс-сети Гольджи, специфически связывают ферменты. Комплексы лиганд-рецептор концентрируются в окаймлённых клатрином ямках, отделяясь, таким образом, от всех остальных белков, присутствующих в комплексе Гольджи. Нагруженные ферментами окаймленные транспортные пузырьки быстро теряют клатриновую оболочку, а рецепторы маннозо-6-фосфата, отделившись от лизосомных ферментов, транспортируются обратно в мембрану транс-сети Гольджи.

образовании веретена деления
Строение клеточного центра (Бовери, 1895

г.)

компоненты клетки, которые возникают и исчезают в процессе жизнедеятельности в

зависимости метаболического состояния клетки.
Виды включений:
1. трофические (гликоген, липиды),
2. пигментные (меланин, гемоглобин),
3. секреторные (зимоген в эндокриноцитах),
4. экскреторные (продукты метаболизма, подлежащие удалению),
5. случайные (уголь, красители после в/в).

клеток на расстояние 15-20 нм без образования специальных структур. 2.Интердигитация (пальцевидное

соединение) Плазмолемма двух клеток, сопровождая друг друга, инвагинирует в цитоплазму вначале одной, а затем - соседней клетки. 3. Щелевидное соединение (нексус) а) В области нексуса (длиной 0,5 – 3 мкм) плазмолеммы сближаются на расстояние 2 нм и пронизываются многочисленными белковыми каналами (коннексонами), связывающими содержимое соседних клеток. б) Через эти каналы (диаметром 2 нм) могут диффундировать ионы и небольшие молекулы.

к другу, что местами они как бы сливаются в единую

мембрану.
б) Такие участки обеспечивают надёжное отграничение двух сред, находящихся по разные стороны от пласта клеток.
5. Десмосомы
а) В области десмосомы плазмолеммы утолщены с внутренней (цитоплазматической) стороны.
б) От утолщённых участков плазмолеммы в цитоплазму отходят в виде пучка тонкие нити (промежуточные филаменты цитоскелета;)
.в) Пространство между плазмолеммами заполнено утолщённым гликокаликсом, который пронизан межмембранными филаментами.

6. Синапсы - это области передачи сигнала от одной нервной клетки другой.
В синапсе различают:
А. пресинаптическую мембрану (принадлежащую одной клетке), Б. синаптическую щель и В. постсинаптическую мембрану (часть плазмолеммы другой клетки). Обычно сигнал передаётся химическим веществом - медиатором, воздействующим на специфические рецепторы .