Структурно-функциональная организация клетки в норме и при патологии

Т.В. ШУБИНА

 

 

ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

ОНТОГЕНЕЗА ЧЕЛОВЕКА

Учебное пособие

 

 

САМАРА 2006

Т.В. Шубина.

 

Цитогенетические основы онтогенеза человека.

 

Учебное пособие

Самара, 2006

 

Освещены цитологические основы наследственности и изменчивости в онтогенезе человека. Рассмотрена морфология основных структурных компонентов клетки, вскрыта их взаимосвязь в процессе жизнедеятельности в норме. Описаны типичные нарушения структуры и функций клетки, приводящие к патологии. Представлены кариотип человека, основные типы репродукции клеток, медицинские аспекты клеточной пролиферации, прогенез, эмбриональный и постэмбриональный онтогенез человека.

Данное пособие предназначено для студентов медицинских вузов, интернов, врачей, преподавателей биологии.

 

Рецензент:

Кандидат медицинских наук, доцент кафедры медико-биологических дисциплин С.А. Тумаков.

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение Глава I. Структурно-функциональная организация клетки в норме и при патологии. 1.1. Основные этапы развития цитологии 1.2. Современное состояние клеточной теории 1.3. Основные структурные компоненты клеток 1.4. Химические компоненты живых систем. Значение их в жизнедеятельности клеток и организма 1.5. Структура и функции биологических мембран в норме и при патологии 1.6. Молекулярные и клеточные аспекты возникновения патологических процессов 1.7. Структурно-функциональная организация наследственного материала 1.8. Роль ядра в передаче наследственной информации 1.9. Патологические изменения ядра Глава II. Репродукция клеток. Проблемы клеточной пролиферации в медицине. 2.1. Жизненный цикл клетки. 2.2. Механизмы регуляции клеточной активности 2.3. Нерегулярные типы репродукции клеток 2.4. Проблемы клеточной пролиферации в медицине 2.5. Патология репродукции клеток 2.6. Мейоз - основа полового размножения и комбинативной изменчивости Глава III. Индивидуальное развитие организмов 3.1. Доэмбриональный онтогенез человека 3.2. Эмбриональный период 3.3. Постэмбриональный онтогенез человека 3.4. Критические периоды онтогенеза 3.5. Биологические и социальные аспекты онтогенеза человека 3.5.1. Рост и конституция 3.5.2. Регенерация – свойство живого к самообновлению и восстановлению 3.5.3. Стресс – адаптивный механизм гомеостаза 3.5.4. Биологические ритмы 3.5.5. Старение и смерть как биологические явления Глава IV. Тестовые задания по цитологии Литература

Введение

Клетка – это сложная термодинамическая, самовосстанавливающаяся система, в которой имеет место единство материального субстрата жизни, представленного как минеральными так и органическими компонентами.

Профессиональный интерес у студентов вызывают медицинские аспекты нарушений минерального обмена и примеры заболеваний, связанных с недостатком или избытком микроэлементов, с недостаточной активностью ферментов, гормонов. В данном пособии подробно раскрывается роль воды в межклеточных взаимодействиях, осмо- и терморегуляции, транспорте веществ во внутренней среде организма, оплодотворении. Студенты получают информацию об отрицательном влиянии таких тяжелых металлов как ртуть, уран на субклеточную структуру – плазмалемму, которая становиться проницаемой для натрия, калия, хлора, кальция, магния, в результате чего, клетки набухают и их цитоскелет распадается.

Морфофункциональная организация клетки излагается студентам с позициий ультраструктурной патологии. Так нарушение избирательной проницаемости цитоплазматической мембраны приводит к развитию почечной глюкозурии, цистинурии, наследственному рахиту и многих других заболеваний.

Врач, вооруженный современными научными представлениями об ультраструктурной патологии клеточных компонентов, способен определить самые ранние, начальные стадии болезни, когда патологические процессы могут быть обратимыми или компенсированы при своевременном, рациональном и эффективном лечении.

 

 

Глава I

Структурно-функциональная организация клетки в норме и при патологии.

1.1. Основные этапы развития цитологии.

 

Клетка - это элементарная частица, как бы атом живой материи, наименьшее образование, которое может быть живым организмом. Существуют организмы одноклеточные (протисты и бактерии) и многоклеточные. Человеческое тело состоит примерно из 10¹⁵ клеток. Клетка способна питаться расти и размножаться, и потому ее можно считать организмом, целостным живым существом.

Клетки могут вести в значительной мере самостоятельный образ жизни, так клетки, выделенные из различных тканей животных и растений и помещенные в специальную питательную среду растут и размножаются в ней.

Слово клетка - это перевод с латинского слова - CELLULA - ячейка. Этот термин впервые использовал в 1665 г. Роберт Гук для описания многочисленных ячеек, которые он наблюдал под микроскопом в срезе пробки. Такое же строение Гук отметил в сердцевине бузины и других растениях. Микроскописты итальянец М. Мальпиги, англичанин Н, Грю во второй половине XVII века также обнаружили ячеистое строение многих растительных объектов. В воде впервые обнаружил микроскопические организмы голландец А, Левенгук.

Только во втором десятилетии XIX века исследователи обратили внимание на полужидкое студенистое содержимое, заполняющее клетку. Это содержимое было названо чешским ученым Я. Пуркинье протоплазмой. Но еще долго существовало убеждение, что оболочка, а не протоплазма является главной частью клетки. Английский ботаник Р. Браун открыл в 1831 г. ядро. Это открытие явилось предпосылкой установления сходства между клетками растений и животных. Общее правило, известное как клеточная теория было сформулировано в 1838 г. ботаником М. Шлейденом и распространено на животные клетки в 1839г. зоологом Т. Шванном. В 1839 г. был опубликован труд «микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений». Шванн установил, что несмотря на то, что клетки животных крайне разнообразны, ядра во всех клетках обладают большим сходством. Если под микроскопом в каком либо образовании присутствует ядро, то по мнению Шванна это образование можно назвать клеткой. На основании только этого критерия, Шванн выдвинул основные положения клеточной теории:

1. Главной структурной единицей всех организмов (растительных и животных) является клетка.

2. Рост, развитие и дифференцировка растительных и животных тканей обусловлена только процессом образования клеток.

Как писал 1855 г, великий патолог Р. Вирхов "Omnus cellula ex cellula" (Только клетка может породить клетку). Основной труд Р. Вирхова "Целлюлярная патология" стал классикой. До Вирхова причину всех патологий видели в изменении состава жидкости и борьбе нематериальных сил организма. Вирхов показал патологический процесс материалистически, указав на связь патологии с морфологическими структурами, с определенными изменениями в строении клеток. Это послужило возникновению новой науки - патологии, которая является основой теоретической и клинической медицины. Вне клетки, утверждал Вирхов, нет жизни. Это положение не потеряло своего значения. В многоклеточных организмах имеются неклеточные, структуры, но они производные клеток. Вирхов развил неверную тенденцию Шванна рассматривать организмы как своеобразную сумму составляющих их клеток. Последователи Вирхова не видели качественного развития между частью и целым, рассматривая организм вне его исторического развития. Но, несмотря на это, «Целлюлярная патология» Вирхова является великой вехой в истории биологии и медицины.

Многоклеточный организм развивается из одной клетки – яйца, которое делится, и тело растет в результате размножения составляющих его клеток. В приведенном афоризме Вирхов отразил свои выводы относительно возникновения злокачественных опухолей путем некой трансформации нормальных клеток, существовавших ранее. Это был первый огромный шаг к пониманию природы рака. Оплодотворение, зародышевое развитие и многие другие процессы стали гораздо понятнее в свете предложенной клеточной теории.