Budowa i funkcje komórek oraz tkanek

Podstawową jednostką wszystkich organizmów jest komórka. Może ona stanowić cały organizm ustroju jednokomórkowego albo być częścią składową organizmu wielokomórkowego. Jeżeli komórki są samoistnymi organizmami, to każda z nich musi wykonywać wszystkie czynności życiowe. Jeżeli zaś tworzą organizm wielokomórkowy, następuje zwykle ich specjalizacja; przy czym komórki wykonują te samą czynność grupują się w zespoły zwane tkankami, które z kolei tworzą narządy oraz układy.

Komórki jednej tkanki mają na ogół jednakową budowę; komórki różnych tkanek, na skutek przystosowania się do wykonywania odmiennych czynności, różnią się znacznie pod względem budowy i kształtu. Mimo istniejących między komórkami różnic ich protoplast, czyli żywe ciałko, składa się jednak z takich samych części podstawowych, mianowicie z ograniczonej zewnętrzną błoną plazmatyczną cytoplazmy i rozmieszczonych w niej organelli oraz jądra komórkowego. Komórki są tworami bardzo małymi. Ich wymiary wahają się przeważnie w granicach od ok. 30 do 200 mikrometrów. Kształt komórki zwierzęcej jest różny i ściśle związany z jej czynnościami.

Na budowę komórki zwierzęcej składaj się takie elementy jak:
Błona komórkowa (plazmatyczna) która jest zbudowana z dwóch warstw białkowych i łączącej je środkowej warstwy lipidowej (tłuszczowej). Błona ta przeważnie jest pokryta grubszą warstwa ochronną. Obie warstwy maja liczne pory przez które cytoplazma poszczególnych komórek kontaktują się ze sobą. Błony są selektywnie przepuszczalne, dzięki czemu komórka może wymieniać substancje z otoczeniem pobierać substancje pokarmowe, wodę i tlen, a usuwać dwutlenek węgla oraz inne szkodliwe związki.

Cytoplazma (hialoplazma), czyli lepka, galaretowata ciecz o właściwościach koloidowych, otaczająca zawsze jądro i ograniczona z zewnątrz błona plazmatyczną Cytoplazma stanowi środowisko wewnątrzkomórkowe, w którym rozmieszczone są błony retikulum endoplazmatycznego i organelle komórkowe. Jest ona miejscem przebiegu różnych procesów chemicznych, a szczególnie biosyntezy białka oraz rozkładu cukru- glukozy.

Jądro komórkowe, które stanowi centrum organizacyjne występujące w każdej żywej komórce. Wyjątek stanowią dojrzałe krwinki czerwone, w których jądra ulegają zanikowi. Jądro komórkowe ma najczęściej kształt kulisty lub jajowaty. Jest ono otoczone porowata błoną jądrową, połączoną z błonami retikulum endoplazmatycznego. Wnętrze jądra wypełnione jest kariolimfą.
W kariolimfie występują jąderka i włókniste oraz ziarniste twory zwane chromatyną. Chromatyna zawiera substancje dziedziczną czyli tzw. Kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA) i jest właściwie formą chromosomów w okresie interfazy.

Jąderko ma najczęściej kształt kulisty. W okresie podziału komórki zanika w stadium metafazy i pojawia się znowu w czasie telofazy. Jąderko bierze prawdopodobnie udział w syntezie kwasu rybonukleinowego (RNA), oraz w tworzeniu się rybosomów.

Retikulum endoplazmatyczne, inaczej siateczka śródplazmatyczna jest to wewnątrz plazmatyczny układ błon, tworzących przestrzenną siateczkową strukturę. Owa struktura złożona jest z rurek (tabuli) , pęcherzyków lub cystern. Układ łączy błonę jądrową z plazmatyczna błoną komórkową. Retikulum endoplazmatyczne najczęściej występuje w dwóch różnych postaciach: granularnej (szorstkiej, zawierającej na powierzchni błon rybosomy) i agranularnej (gładkiej, nie zawierającej chromosomów). W błony retikulum wbudowane są liczne enzymy, które biorą udział w różnych procesach przemiany materii.

Rybosomy - bardzo małe cząstki biorące udział w syntezie białka. Wytwarzane zostają w jądrze komórkowym, z którego przechodzą do cytoplazmy. W cytoplazmie występują zarówno w postaci wolnej, jak i w połączeniu z błonami. W skład rybosomów wchodzą białka i kwas rybonukleinowy.

Mitochondria (chondriosomy) są to podłużne albo owalne twory rozmaitej wielkości, otoczone dwiema błonami - zewnętrzna i wewnętrzną, która wytwarza ku środkowi fałdy zwane grzebieniami. Wnętrze mitochondrium wypełnia substancja, zwana mitochondrialną matriks. Mitochondria zawiera niewielkie ilości DNA i RNA oraz liczne układy enzymatyczne biorące udział w procesach utleniania, a przede wszystkim w magazynowaniu i dostarczaniu potrzebnej komórce energii.

Aparat Golgiego - układ stanowi skupienie różnych struktur, które mogą mieć kształty spłaszczonych cystern lub pęcherzyków. We wnętrzu tych tworów znajdują się liczne ziarnistości. Działanie układu Golgiego polega na wytwarzaniu na powierzchni jego błon enzymów i gromadzeniu ich w postaci ziarnistości.

Lizosomy są to pęcherzykowate twory o różnorodnym wyglądzie i stosunkowo małych wymiarach. Stanowią one kompleksy glikolipidowo-białkowe, zawierające dużo enzymów hydrolitycznych rozkładających białka, kwasy nukleinowe, węglowodany i tłuszcze. W lizosomie zachodzi proces trawienia komórkowego wchłoniętych pokarmów oraz rozkład niepotrzebnych już cząsteczek.

Centrosom (śródciało) jest to bardzo mała organella kształtu kulistego, położona zwykle w pobliżu jądra. Składa się z obszaru cytoplazmatycznego, zwanego centrosferą, oraz leżącego wewnątrz niego centriolu, czyli ciałka centralnego o kształcie ziarna lub pręcika. Centriol odgrywa ważna rolę przy podziale komórek i biorą także udział przy powstawaniu rzęsek, wici, oraz witki plemnika.

Oprócz wymienionych organelli w komórkach zwierzęcych występują jeszcze inne twory takie jak mikrociałka, zawierające niektóre enzymy(biorą one czynny udział w metabolizmie komórki). Następnie złogi paraplazmatyczne, stanowiące skupienia zapasowych substancji odżywczych w postaci kropelek tłuszczu, ziaren żółtka, grudek glikogenu, a także drobne wakuole, zawierające wodę, sole mineralne i niektóre produkty przemiany materii.

Zespół komórek o podobnej budowie, wspólnym pochodzeniu, przemianie materii, przystosowanych do wykonywania określonej funkcji na rzecz całego organizmu nosi nazwę tkanki. Tkanki zwierzęce (w tym ludzkie) możemy podzielić w następujący sposób:

I. Tkanka nabłonkowa, tkanka graniczna, nabłonek to jedna z podstawowych tkanek zwierzęcych. Komórki tkanki nabłonkowej stanowią główną masę nabłonka, a ilość substancji międzykomórkowej między nimi jest minimalna. Ściśle przylegają do leżącej poniżej błony podstawnej lub otaczającej substancji pozakomórkowej. Komórki nabłonka połączone są specjalnymi złączami - desmosomami. Komórki przylegają do siebie ściśle dzięki mechanizmom łączącym cytoszkielety sąsiadujących komórek.

Tkanka nabłonkowa spełnia wiele funkcji:
Pokrywowo- ochronną przed wniknięciem antygenów, chroni narządy wewnętrzne
Barierowa- wyściela przewód pokarmowy, drogi moczowe i płciowe, naczynia krwionośne i jamy ciała
Resorbcyjna- adsorpcja produktów rozkładu pokarmu
Wydzielnicza- tworzy gruczoły zewnątrz- i wewnątrzwydzielnicze(śluz, pot, mleko)

II. Tkanka mięśniowa - budują ją włókna kurczliwe. Wyróżniamy:
Tkankę mięśniową gładką - zbudowana jest z wrzecionowatych włókien położonych centralnie. Ten typ mięśniówki nie potrafi wykonywać szybkich skurczu, ale jest zdolny do długotrwałej pracy bez oznak zmęczenia. Buduje narządy wewnętrzne, jest unerwiony przez układ nerwowy autonomiczny (praca niezależna od woli)
Tkanka mięśniowa poprzecznie prążkowana - zbudowana z włókien podłużnych, o wielu jądrach i charakterystycznym prążkowaniu. Ten typ mięśni buduje mięśni szkieletowe. Jest zdolny do wykonywania szybkich skurczów, ale też wykazuje oznaki zmęczenia po długotrwałej pracy. Unerwiony jest przez układ nerwowy somatyczny, skurcze zależne od woli.
Tkanka mięśniowa poprzecznie prążkowana serca - buduje mięsień serca. Tworzą ją włókna mające rozwidlenia, jądra rozmieszczone są centralnie. Unerwiona jest przez układ nerwowy autonomiczny, jej skurcze nie są zależne od woli.

III. Tkanka łączna - jej cechą charakterystyczną jest obecność substancji międzykomórkowej w której rozproszone są komórki. Tkanka ta spaja różne typy innych tkanek, zapewnia podporę narządom i ochrania wrażliwe części organizmu.
W zależności od funkcji i budowy tkanki łącznej wyróżnimy następujące typy:

Tkanka łączna właściwa
- zarodkowa - przekształca się w różne postacie tkanki łącznej ostatecznej;
- luźna - porywa narządy, wnika w głąb towarzysząc naczyniom i nerwom, wiąże twory zbudowane z innych tkanek, łączy narządy;
- tkanka łączna zbita - nieukształtowana, ukształtowana (tworzy torebki stawowe, ścięgna i więzadła);

Tkanka łączna szkieletowa
- chrzęstna - chondrocyty, istota podstawowa i włókna kolagenowe; sprężysta, szklista, włóknista;
- kostna - powstaje z tkanki łącznej zarodkowej lub na podłożu chrzęstnym; 60-70% stanowią składniki mineralne (sole Ca i P), które dają wytrzymałość mechaniczną, 30-40% to składniki organiczne (osseina);

Krew jest specyficznym typem tkanki gdyż jest tkanką płynną. Skład się z substancji międzykomórkowej, którą jest osocze oraz składników morfotycznych - krwinek. Podstawowa rolą krwi jest utrzymanie homeostazy czyli stałości środowiska wewnętrznego.

Do funkcji krwi zaliczamy:
- transportowanie gazów oddechowych O2 i CO2; szkodliwych produktów przemiany materii i toksyn celem wydalenia ich z organizmu
- transport witamin i hormonów
- wyrównywani potencjału wodnego w tkankach
- funkcja buforowa (wyrównywanie pH)
- termoregulacja
- zwalczanie szkodliwych drobnoustrojów

Krew skład się z następujących składników morfotycznych
- osocza - wodny roztwór substancji organicznych oraz soli mineralnych;
- Erytrocytów - czerwonych krwinek, dużych, bezjądrzastych, ich funkcją jest transport gazów oddechowych, dzięki obecności hemoglobiny;
- Leukocytów - krwinek białych bez barwnika, pełniących w organizmie f. obronną;
- Trombocytów - płytek krwi, biorących udział w krzepnięciu krwi;

IV. Tkankę tłuszczową budują komórki tłuszczowe magazynujące tłuszcz, który stanowi materiał zapasowy. Tkanka tłuszczowa znajduje się w warstwie podskórnej stanowiąc izolacje termiczna organizmu.

V. Tkanka nerwowa zbudowana jest z komórek nerwowych, czyli neuronów. Składa się ona z ciała neuronu i odchodzących od niego dwu rodzajów wypustek. Są to dendryty - krótkie wypustki w dużej liczbie oraz akson - jest długą wypustką osiową rozgałęziona w niewielkim stopniu na końcu. W cytoplazmie ciała neuronu jak i aksonu znajdują się też neurofibryle (specyficzne włókna kurczliwe). Podstawową funkcją komórek nerwowych jest przekazywanie bodźców w postaci impulsów elektrycznych. Jest to możliwe dzięki polaryzacji błony komórkowej. Neurony komunikują się ze sobą za pośrednictwem synaps, przez które impulsy biegną od ciała neuronu do zakończenia aksonu i do kolejnej komórki. Z komórkami nerwowymi w układzie nerwowym nierozłącznie związane są komórki glejowe. Mają one takie samo pochodzenie jak komórki nerwowe (z wyjątkiem mikrogleju). Pełnią funkcje podporowe, ochronne, odżywcze, utrzymują homeostazę jonową, budują osłonki mielinowe otaczające aksony. Wydzielają także czynniki wzrostowe dla neuronów.