Ткани животных и растений

Ткани животных и растений

Для клеток многоклеточных организмов характерна специализация и объединение, в результате которых они образуют структуры, получившие на-звание тканей, из которых формируются органы. Впервые термин «ткань» был использован англичанином Н. Грю еще в 1671 г. С тех пор эти системы стали предметом изучения ученых — гистологов многих поколений. В наше время под тканью понимают систему объединенных клеток и их производных, вы-полняющих сходные специализированные функции. К этому следует добавить, что ткани являются результатом развития живых форм в ходе филогенеза и он-тогенеза.
Клетки объединяются в составе тканей с помощью разных механизмов — «прикрепительных» и «коммуникационных». «Прикрепительный» механизм заключается в том, что клетки с помощью рецепторов адгезии (адгезинов) мо-гут присоединяться к так называемому внеклеточному матриксу, представляю-щему собой сеть органических молекул (фибриллярных белков) и лигандов, по-груженных в полисахаридный гель. Основным белком во внеклеточном мат-риксе является коллаген, полимерные формы которого сосредоточены в коже, сухожилиях, хрящах, кровеносных сосудах, внутренних органах и т. д. Важ-нейшей особенностью молекул коллагена является то, что им присуща трехце-почечная спиральная структура. Они могут связываться между собой межкле-точными соединениями в виде адгезионного соединения или разных клеточных контактов (десмосом) или контактов между межклеточным матриксом и клет-ками (полудесмосом).
Помимо «прикрепительных» соединений для клеток в тканях характерны «коммуникационные» соединения, наиболее распространенные из которых по-лучили название щелевых контактов. Различают несколько видов таких контак-тов. Они могут быть представлены щелями между плазматическими мембрана-ми соседних клеток, заполненными рыхлой сетью органических молекул (вне-клеточным матриксом), что обеспечивает щелевой контакт клеток. Далее, ще-левые контакты могут иметь вид выпячиваний (выроста) плазматической мем-браны одной клетки в плазматическую мембрану другой клетки и слипанием этих выпячиваний. Щелевые контакты позволяют малым молекулам перехо-дить из одних клеток в другие. В случае нервных клеток имеют место синапсы, позволяющие передачу электрических и химических сигналов от одной клетки к другой. Важно подчеркнуть, что любой из названных межклеточных контак-тов основан на межмембранных связях.
Механизм объединения клеток растений является другим. Поскольку у них нет плазматической мембраны, но есть клеточная стенка, которая содержит каналы, то соединение соседних клеток обеспечивается соединением их цито-плазматическими мостиками (плазмодесмами), представляющими собой цито-плазму, проникающую через каналы.
Организация тканей связана с наличием у клеток обмена информацией, который достигается выделением клетками химических веществ, выполняю-щих функцию сигналов для других клеток, наличием на поверхностной мем-бране клеток сигнальных молекул, влияющих на другие клетки при их контак-те, и щелевых контактов, позволяющих обмен малыми молекулами.
Химическая сигнализация осуществляется с помощью сигнальных моле-кул, в частности, гормонов, выделяемых эндокринными клетками и воздейст-вующих через кровь на клетки-мишени, а также с помощью локальных химиче-ских медиаторов, действующих только на ближайшие (соседние) клетки. В случае нервной системы клетки секретируют нейромедиаторы. Примерами бел-ковых гормонов являются инсулин, соматотропин, адренокортикотропный гор-мон, тогда как стероидными гормонами являются эстрадиол, тестостерон, кор-тизол и другие. Сигнальными молекулами являются также некоторые олиго-пептиды (соматостатин, вазопрессин и др.), адреналин и нейромедиаторы (гли-цин, ацетилхолин и др.). Примером локальных сигнальных молекул является гистамин, выделяемый клетками соединительной ткани (тучными клетками). Сигнальные молекулы еще называют лигандами. Они связываются со специфи-ческими белковыми рецепторами на поверхности клеток-мишеней, в результате чего акт связывания генерирует сигнал, влияющий на поведение клеток, в част-ности на их кооперацию, ведущую к образованию тканей. Сигнальными моле-кулами, синтезируемыми на мембранной поверхности клеток, являются про-стагландины. Они очень быстро синтезируются и очень быстро разрушаются.
Образование тканей (гистогенез) у животных происходит из эктодермы, энтодермы, мезодермы и мезенхимы в период эмбриогенеза, а основными эле
-ментами тканей, как отмечено выше, являются клетки и их производные в виде неклеточных структур. Таким образом, ткань можно определить в виде сооб-щества клеток и их производных со специализированными функциями.
В рамках классификации тканей, основанной на морфофунк-циональном принципе, у животных и человека различают 5 типов тканей, а именно: эпите-лиальную, соединительную, мышечную и нервную ткани, а также кровь и лим-фу.
Эпителиальная тканъ, или эпителий, состоит из клеток, покрывающих поверхность тела, внутренние поверхности внутренних органов (желудок, мочевой пузырь и др.), поверхности серозных оболочек (брюшина, плевра, перикард), а также из клеток, образующих некоторые железы (слюнные желе-зы, поджелудочная железа и др.). Поэтому различают покровный и железистый (секреторный) эпителий. Из эктодермы развивается эпителий кожи, из энто-дермы — эпителий желудка, кишечника, легких и др., а из мезодермы — эпи-телий почек, серозных оболочек и других структур.
Среди покровных эпителиальных тканей различают плоский, кубический, призматический и ресничный эпителий (рис. 60).
Плоский эпителий представлен уплощенными клетками, которые обра-зуют поверхностный слой кожи и выстилают ротовую полость, пищевод и вла-галище. Как правило, плоский эпителий является многослойным, образует сли-зистые оболочки пищевода, влагалища, эпидермис кожи и др.
Кубический эпителий представлен кубовидными клетками, которые вы-стилают почечные канальцы, наружную поверхность яичника и другие органы.
Призматический эпителий представлен клетками цилиндрической фор-мы, им выстлан желудок, кишечник, матка и другие органы.
Ресничный эпителий представлен клетками, на поверхности которых имеются реснички. Биение этих ресничек обусловливает перемещение слизи и других веществ по эпителиальному слою.
Железистый эпителий представлен клетками призматической или куби-ческой формы, которые продуцируют секрет. Они функционируют либо как одноклеточные железы, секретируя разные секреты, либо формируют много-клеточные железы, получившие название эндокринных желез, т. к. они выде-ляют продукты своей деятельности (гормоны) в кровь и лимфу.
Соединительные ткани представлены собственно соединительной, кост-ной и хрящевой тканями, развивающимися из мезенхимы. Они состоят из кле-ток и межклеточного вещества. Исходя из структуры и свойств межклеточного вещества, различают несколько типов этой ткани.
Волокнистая соединительная ткань представляет собой волокна (колла-ген) и межклеточное вещество (протеогликаны и гликопротеиды), окружающие соединительнотканные клетки (фибробласты, макрофаги, тучные клетки) и яв-ляющиеся продуктом этих клеток. Эта ткань образует строму многих внутрен-них органов, основу слизистых оболочек, соединяет кожу с мышцами, участвует в формировании надкостницы.
Костная ткань формирует скелет организма. Она состоит из костных клеток (остеоцитов, остеобластов и остеокластов) и выделяемого ими основного вещества кости, содержащего белки, из которых преобладающим является коллаген, и соли кальция .
Хрящи также формируют скелет (в эмбриональном состоянии). У взрослых хрящевой скелет имеется лишь у акул и скатов. Хрящевая ткань состоит из клеток (хондриоцитов, прехондроблас-тов и хондробластов) и межклеточного вещества (в основном коллагена).
Соединительные ткани выполняют опорную, трофическую, защитную и другие функции.
Кровь и лимфа являются тканями, которые начинают развиваться уже в эмбриональном периоде жизни организмов из мезенхимы, а затем из так назы-ваемых полипотентных стволовых клеток крови (СКК). У человека развитие первых клеток крови идет синхронно с сосудами, развивающимися вначале в стенке желчного мешка, а затем в печени, красном костном мозге, тимусе, селезенке, лимфатических узлах эмбриона. Образование крови и лимфы происходит и на протяжении всего постэмбрионального периода. Важнейшими функциями крови являются трофическая, дыхательная и транспортная.
Кровь является очень сложным образованием, составляющим у человека примерно 5-9% массы тела. В ее составе различают плазму и форменные элементы — эритроциты, лейкоциты и тромбоциты (кровяные пластинки).
Плазма крови состоит на 90—93% из воды, в которой содержатся белки, углеводы, жиры и минеральные вещества.
Эритроциты, или красные кровяные тельца (шарики), представляют собой безъядерные овальные клетки, диаметр которых составляет 7,1-7,9 мкм. 1 мл крови мужчины содержит 3,9— 5,5 х 109 эритроцитов, а 1 мл крови женщины