Ббагц6цд. Сеченовские лекции. Лекции по гистологии 12 курс ВесеннийОсенний семестр
 Скачать 0.52 Mb.
|
|
тонофибриллы, которые рассматриваются как специальные органеллы, выполняющие опорную роль. Микрофиламенты еще более тонкие нитчатые структуры(5—7нм),состоящиеиз сократительных белков (актина, миозина, тропомиозина), неодинаковых в разных клетках. Локализуются преимущественно в кортикальном слое цитоплазмы. В совокупности микрофиламенты составляют сократительный аппарат клетки, обеспечивающий различные виды движений: перемещение органелл, ток гиалоплазмы, изменение клеточной поверхности, образование псевдоподий и перемещение клетки. Скопление микрофиламентов в мышечных волокнах образует специальные органеллы — миофибриллы. Включения — непостоянные структурные компоненты цитоплазмы. Классификация включений: трофические; секреторные; экскреторные; пигментные. процессе жизнедеятельности в некоторых клетках накапливаются случайные включения: медикаментозные, частички угля, кремния и так далее. Трофические включения — лецитин в яйцеклетках,гликоген,липиды,имеютсяпочти во всех клетках. Секреторные включения — секреторные гранулы в https://psv4.userapi.com/c848428/u192005417/docs/d9/c4c…TwDUNKYAUqFeHk6zVK9BDzc29SRp_UYaej53lXc4fqKTx7PFQ 09.03.2019, 16X54 Стр. 18 из 172 секретирующих клетках (зимогенные гранулы в ацинозных клетках поджелудочной железы, секреторные гранулы в эндокринных железах и другие). Экскреторные включения —вещества,подлежащие удалению из организма(например,гранулымочевой кислоты в эпителии почечных канальцев). Пигментные включения — меланин, гемоглобин, липофусцин, билирубин и другие. Эти включения имеют определенный цвет и придают окраску всей клетке (меланин — черный или коричневый, гемоглобин — желто-красный и так далее). Необходимо отметить, что пигментные включения характерны только для определенных типов клеток (меланин содержится в меланоцитах, гемоглобин — в эритроцитах). Однако, липофусцин может накапливаться во многих типах клеток обычно при их старении. Его наличие в клетках свидетельствует о их старении и функциональной неполноценности. ЛЕКЦИЯ 3. Цитология. Ядро. Репродукция клеток 1 Структурные элементы интерфазного ядра Жизненный цикл клетки Репродукция клеток Реакция клеток на внешнюю среду организме человека содержатся только эукариотические (ядерные) типы клеток. Безъядерные структуры (эритроциты,тромбоциты,роговые чешуйки)являютсявторичными (постклеточными) образованиями, так как они образуются из ядерных клеток в результате их специфической дифференцировки. В подавляющем большинстве клеток содержится одно ядро, но встречаются двуядерные и даже многоядерные клетки. Форма ядра в большинстве клеток круглая (сферическая) или овальная. В некоторых клетках ядра имеют вытянутую или палочковидную форму. В зернистых лейкоцитах ядро подразделяется на сегменты (сегментоядерные лейкоциты). Локализуется ядро обычно в центре клетки, но в клетках эпителиальных тканей ядра нередко сдвинуты к базальному полюсу. Структурные элементы ядра бывают четко выражены только в определенный период клеточного цикла в интерфазе. В период деления клетки (в период митоза или мейоза)одни структурные элементы исчезают,другие существенно преобразуются. Классификация структурных элементов интерфазного ядра: хроматин; ядрышко; кариоплазма; кариолемма. Хроматин представляет собой вещество,хорошо воспринимающее краситель(хромос), откуда и произошло его название. Хроматин состоит из хроматиновых фибрилл, толщиной 20—25 нм, которые могут располагаться в ядре рыхло или компактно. На этом основании различают два вида хроматина: эухроматин — рыхлый или деконденсированный хроматин, слабо окрашивается основными красителями; гетерохроматин — компактный или конденсированный хроматин, хорошо окрашивается этими же красителями. При подготовке клетки к делению в ядре происходит спирализация хроматиновых фибрилл и превращение хроматина в хромосомы. После деления в ядрах дочерних клеток происходит деспирализация хроматиновых фибрилл и хромосомы снова преобразуются в хроматин. Следовательно, хроматин и хромосомы представляют собой различные фазы одного и того же вещества. По химическому строению хроматин состоит из: дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) 40 %; белков около 60 %; рибонуклеиновой кислоты (РНК) 1 %. https://psv4.userapi.com/c848428/u192005417/docs/d9/c4c…TwDUNKYAUqFeHk6zVK9BDzc29SRp_UYaej53lXc4fqKTx7PFQ 09.03.2019, 16X54 Стр. 19 из 172 Ядерные белки представлены формами: щелочными или гистоновыми белками80—85 %; кислыми белками15—20%. Гистоновые белки связаны с ДНК и образуют полимерные цепидезоксирибонуклеопротеида (ДНП), которые и представляют собой хроматиновые фибриллы, отчетливо видимые при электронной микроскопии. На определенных участках хроматиновых фибрилл осуществляется транскрипция с ДНК различных РНК, с помощью которых осуществляется затем синтез белковых молекул. Процессы транскрипции в ядре осуществляются только на свободных хромосомных фибриллах, то есть в эухроматине. В конденсированном хроматине эти процессы не осуществляются и потому гетерохроматин является неактивным хроматином. Соотношение эухроматина и гетерохроматина в ядре является показателем активности синтетических процессов в данной клетке. На хроматиновых фибриллах в S-периоде интерфазы осуществляется также процессы редупликации ДНК. Эти процессы происходят как в эухроматине, так и в гетерохроматине, но в гетерохроматине они протекают значительно позже. Ядрышко —сферическое образование(1—5мкм в диаметре)хорошовоспринимающее основные красители и располагающееся среди хроматина. В одном ядре может содержаться от 1 до 4-х и даже более ядрышек. В молодых и часто делящихся клетках размер ядрышек и их количество увеличены. Ядрышко не является самостоятельной структурой. Оно формируется только в интерфазе в определенных участках некоторых хромосом — ядрышковых организаторах, в которых содержатся гены, кодирующие молекулу рибосомальной РНК. В области ядрышкового анализатора осуществляется транскрипция с ДНК рибосомальной РНК.В ядрышкепроисходит соединение рибосомальной РНК с белком и образование субъединиц рибосом. Микроскопически в ядрышке различают: фибриллярный компонент — локализуется в центральной части ядрышка и представляет собой нити рибонуклеопротеида (РНП); гранулярный компонент — локализуется в периферической части ядрышка и представляет скопление субъединиц рибосом. профазе митоза,когда происходит спирализация хроматиновых фибрилл иобразование хромосом, процессы транскрипции РНК и синтеза субъединиц рибосом прекращаются и ядрышко исчезает. По окончании митоза в ядрах вновь образованных клеток происходит деконденсация хромосом и появляется ядрышко. Кариоплазма (нуклеоплазма)или ядерный сок состоит из воды,белков ибелковых комплексов (нуклеопротеидов, гликопротеидов), аминокислот, нуклеотидов, сахаров. Под световым микроскопом кариоплазма бесструктурна, но при электронной микроскопии в ней определяются гранулы (15 нм), состоящие из рибонуклеопротеидов. Белки кариоплазмы являются в основном белками-ферментами, том числе ферментами гликолиза, осуществляющих расщепление углеводов и образование АТФ. Негистоновые (кислые) белки образуют в ядре структурную сеть (ядерный белковый матрикс), которая вместе с ядерной оболочкой принимает участие создание внутреннего порядка, прежде всего в определенной локализации хроматина. При участии кариоплазмы осуществляется обмен веществ в ядре, взаимодействие ядра и цитоплазмы. Кариолемма (нуклеолемма) —ядерная оболочка отделяет содержимое ядра отцитоплазмы (барьерная функция), в то же время обеспечивает регулируемый обмен веществ между ядром и цитоплазмой. Ядерная оболочка принимает участие в фиксации хроматина. Кариолемма состоит из двух билипидных мембран — внешней и внутренней ядерной мембраны,разделенных перинуклеарным пространством,шириной от25до100 нм. В кариолемме имеются поры, диаметром 80—90 нм. В области пор внешняя и https://psv4.userapi.com/c848428/u192005417/docs/d9/c4c…TwDUNKYAUqFeHk6zVK9BDzc29SRp_UYaej53lXc4fqKTx7PFQ 09.03.2019, 16X54 Стр. 20 из 172 внутренняя ядерные мембраны переходят друг в друга, а перинуклеарное пространство оказывается замкнутым. Просвет поры закрыт особым структурным образованием — комплексом поры, который состоит из фибриллярного и гранулярного компонента. Гранулярный компонент представлен белковыми гранулами диаметром 25 нм, располагающимися по краю поры в три ряда. От каждой гранулы отходят фибриллы и соединяются в центральной грануле, располагающейся в центре поры. Комплекс поры играет роль диафрагмы, регулирующей ее проницаемость. Размеры пор стабильны для данного типа клеток, но число пор может изменяться в процессе дифференцировки клетки. В ядрах сперматозоидов ядерные поры отсутствуют. На наружной ядерной мембране могут локализоваться прикрепленные рибосомы. Кроме того, наружная ядерная мембрана может продолжаться в канальцы эндоплазматической сети. Функции ядер соматических клеток: хранение генетической информации, закодированной в молекулах ДНК; репарация (восстановление) молекул ДНК после их повреждения с помощью специальныхрепаративных ферментов; редупликация (удвоение) ДНК в синтетическом периоде интерфазы; передача генетической информации дочерним клеткам во время митоза; реализация генетической информации, закодированной в ДНК, для синтеза белка и небелковых молекул: образование аппарата белкового синтезаинформационной, рибосомальной и транспортной РНК. Функции ядер половых клеток: хранение генетической информации; передача генетической информации при слиянии женских и мужских половых клеток. Клеточный, или жизненный, цикл клетки — это время существования клетки от деления до следующего деления,или от деления до смерти. Для разных типов клеток клеточный цикл различен. В организме млекопитающих и человека различают следующие три группы клеток, локализующиеся в разных тканях и органах: часто делящиеся клетки (малодифференцированные клетки эпителия кишечника, базальные клетки эпидермиса и другие); редко делящиеся клетки (клетки печени — гепатоциты); неделящиеся клетки (нервные клетки центральной нервной системы, меланоциты и другие). Жизненный цикл у этих клеточных типов различен. Жизненный цикл у часто делящихся клеток —это время их существования отначала деления до следующего деления. Жизненный цикл таких клеток нередко называют митотическим циклом. Такой клеточный цикл подразделяется на два основных периода: митоз или период деления; интерфаза — промежуток жизни клетки между двумя делениями. Способы размножения (репродукции) клеток Различают два основных способа размножения клеток: митоз (кариокенез) — непрямое деление клеток, которое присуще в основном соматическим клеткам; мейоз или редукционное деление — характерно только для половых клеток. литературе нередко описывают третий способ деления клеток — амитоз или прямое деление клеток, которое осуществляется посредством перетяжки ядра и цитоплазмы, с образованием двух дочерних клеток или одной двуядерной. Однако в настоящее время принято считать, что прямой способ деления характерен только для https://psv4.userapi.com/c848428/u192005417/docs/d9/c4c…TwDUNKYAUqFeHk6zVK9BDzc29SRp_UYaej53lXc4fqKTx7PFQ 09.03.2019, 16X54 Стр. 21 из 172 старых и дегенерирующих клеток и является отражением патологии клетки. Возможен четвертый тип репродукции клетки — эндорепродукция, характеризуется увеличением объема клетки, увеличением количеством ДНК в хромосомах, увеличивается количество функциональных органелл. Клетка является гипертрофированной, но к увеличению числа клеток эндорепродукция не приводит, а лишь повышается функциональная активность клеток. Она наблюдается в клетках печенигепатоцитах, в эпителии мочевого пузыря. Отмеченные выше два основных периода в жизненном цикле часто делящихся клеток (митоз и интерфаза) в свою очередь подразделяются на фазы или периоды. Митоз подразделяется на4фазы: профаза; метофаза; анафаза; телофаза. каждой фазе происходят определенные структурные преобразования. Профаза характеризуется морфологическими изменениями ядра и цитоплазмы. ядре происходит: конденсация хроматина и образование хромосом, состоящих из двух хроматид, исчезновение ядрышка, распад кариолеммы на отдельные пузырьки. В цитоплазме отмечается редупликация (удвоение) центриолей и расхождение их к противоположным полюсам клетки, формирование из микротрубочек веретена деления, репродукция зернистой эндоплазматической сети, а также уменьшение числа свободных и прикрепленных рибосом. метафазе происходит образование метафазной пластинки,или материнской звезды, неполное обособление сестринских хроматид друг от друга. Анафаза характеризуется полным обособлением(расхождением)хроматид иобразованием двух равноценных диплоидных наборов хромосом, расхождением хромосомных наборов к полюсам митотического веретена и расхождением самих полюсов. Телофаза характеризуется деконденсацией хромосом каждого хромосомногонабора, формированием из пузырьков ядерной оболочки, цитотомиейперетяжкой двуядерной клетки на две дочерние самостоятельные клетки, появлением ядрышка в ядрах дочерних клеток. Интерфаза подразделяется на3периода: J1, или пресинтетический; S, или синтетический; J2, или постсинтетический. Каждый период характеризуется прежде всего некоторыми функциональными особенностями. В J1 (пресинтетическом) периоде происходит: усиленное формирование синтетического аппарата клетки — увеличение числа рибосом, а также количества различных видов РНК (информационной, рибосомальной, транспортных); усиление синтеза белков, необходимых для роста клетки; подготовка клетки к синтетическому периоду — синтез ферментов, необходимых для образования новых молекул ДНК. Для S-периода характерно удвоение (редупликация) ДНК, что приводит к удвоению плоидности диплоидных ядер и является обязательным условием для последующего митотического деления клетки. J2-период (постсинтетический,или премитотический)характеризуетсяусиленным синтезом информационной РНК, а также усиленным синтезом всех клеточных белков, но особенно белков-тубулинов, необходимых для последующего (в https://psv4.userapi.com/c848428/u192005417/docs/d9/c4c…TwDUNKYAUqFeHk6zVK9BDzc29SRp_UYaej53lXc4fqKTx7PFQ 09.03.2019, 16X54 Стр. 22 из 172 профазе митоза) формирования митотического веретена деления. Описанные закономерности жизненного цикла характерны прежде всего для часто делящихся клеток. Однако клетки некоторых тканей (например, клетки печеночной ткани — гепатоциты), по выходе из митоза, вступают в так называемый J0-период,во время которого они выполняют свои многочисленные функции в течениимногих лет, не вступая в S-период. Однако при определенных обстоятельствах (при поражении или удалении части печени) они вступают в нормальный клеточный цикл, то есть в S -период, синтезируют ДНК, а затем митотически делятся. Такие клетки относятся к редко делящимся клеткам, и их жизненный цикл подразделяется на митоз, J0-период, S-период, J2-период. Большинство клеток нервной ткани, особенно нейроциты центральной нервной системы, по выходе из митоза еще в эмбриональном периоде, в дальнейшем не делятся. Жизненный цикл таких неделящихся клеток состоит из следующих периодов: митоза, роста, длительного функционирования, старения, смерти. Однако на протяжении длительного жизненного цикла такие клетки постоянно регенерируют по внутриклеточному типу: белковые и липидные молекулы, входящие в разнообразные структурные компоненты клеток, постепенно заменяются новыми, а следовательно такие клетки постепенно обновляются. Вместе с тем на протяжении жизненного цикла цитоплазме неделящихся клеток постепенно накапливаются различные, прежде всего липидные включения, в частности липофусцин, который рассматривается как пигмент старения. Кроме рассмотренных двух основных способов размножения (репродукции) клеток различают еще третий способ — эндорепродукцию, который, хотя и не приводит к увеличению числа клеток, однако приводит к увеличению числа работающих структур и увеличению функциональной способности клетки. Именно поэтому он и называется эндорепродукцией. Этот способ характеризуется тем, что после митоза новообразованные клетки вступают как обычно в J1-период, затем и в S-период. Однако после удвоения ДНК такие клетки не вступают в J2-период и в митоз. В результате количество ДНК оказывается вдвое увеличенным 4н, 4с и такие клетки называются |