Buňky jsou stavebními kameny těla. Tvoří tkáně, žlázy, systémy a nakonec tělo.

Buňky

Buňky mají různé tvary a velikosti, ale všechny mají společnou strukturu.

Buňka se skládá z protoplazmy, bezbarvé, průhledné rosolovité látky sestávající ze 70 % vody a různých organických a anorganických látek. Většina buněk se skládá ze tří hlavních částí: vnějšího obalu zvaného membrána, centra zvaného jádro a polotekuté vrstvy zvané cytoplazma.

Buněčná membrána je tvořena tuky a bílkovinami; je polopropustná, tzn. umožňuje průchod látek, jako je kyslík a oxid uhelnatý.
Jádro se skládá ze speciální protoplazmy zvané nukleoplazma. Jádro je často nazýváno „informačním centrem“ buňky, protože obsahuje všechny informace o růstu, vývoji a fungování buňky ve formě DNA (deoxyribonukleové kyseliny). DNA obsahuje materiál nezbytný pro vývoj chromozomů, které přenášejí dědičnou informaci z mateřské buňky do buňky dceřiné. Lidské buňky mají 46 chromozomů, 23 od každého rodiče. Jádro je obklopeno membránou, která jej odděluje od ostatních struktur buňky.
Cytoplazma obsahuje mnoho struktur nazývaných organiella nebo „malé orgány“, které zahrnují: mitochondrie, ribozomy, Golgiho aparát, lysozomy, endoplazmatické retikulum a centrioly:

Mitochondrie jsou kulovité, protáhlé struktury, které se často nazývají „energetická centra“, protože poskytují buňce sílu potřebnou k výrobě energie.
Ribozomy jsou granulární útvary, zdroj bílkovin nezbytný pro růst a opravu buňky.
Golgiho aparát se skládá ze 4-8 vzájemně propojených váčků, které produkují, třídí a dodávají proteiny do jiných částí buňky, pro které jsou zdrojem energie.
Lysozomy jsou kulovité struktury, které produkují látky, které se mají zbavit poškozených nebo opotřebovaných částí buňky. Jsou to „čističe“ buňky.
Endoplazmatické retikulum je síť kanálů, kterými jsou látky transportovány uvnitř buňky.
Centrioly jsou dvě tenké válcové struktury umístěné v pravém úhlu. Podílejí se na tvorbě nových buněk.

Buňky neexistují nezávisle; pracují ve skupinách podobných buněk – tkání.

Tkaniny

Epitelové tkáně

Stěny a kryty mnoha orgánů a cév se skládají z epiteliální tkáně; Existují dva typy: jednoduché a složité.

Jednoduchý epitel tkáň se skládá z jedné vrstvy buněk, které se dodávají ve čtyřech typech:

Ploché buňky leží šupinovitě, od okraje k okraji, v řadě, jako dlážděná podlaha. Šupinatá kůže se nachází na částech těla, které jsou málo vystaveny opotřebení, jako jsou stěny plicních alveol v dýchacím systému a stěny srdce, krevní a lymfatické cévy v oběhovém systému.
Kvádr: Kvádrové buňky uspořádané v řadě tvoří stěny některých žláz. Tato tkáň umožňuje tekutině procházet během sekrečních procesů, například když je pot vylučován z potní žlázy.
Sloupovitý: Řada vysokých buněk, které tvoří stěny mnoha orgánů trávicího a močového systému. Mezi sloupcovými buňkami jsou pohárkovité buňky, které produkují vodnatou tekutinu zvanou hlen.
Řasinky: Jedna vrstva dlaždicových, kvádrových nebo sloupcových buněk nesoucí výběžky zvané řasinky. Všechny řasinky nepřetržitě provádějí vlnovité pohyby jedním směrem, což umožňuje látkám, jako je hlen nebo nepotřebné látky, pohybovat se podél nich. Z takové tkáně se tvoří stěny dýchacího systému a reprodukčních orgánů. 2. Komplexní epiteliální tkáň se skládá z mnoha vrstev buněk a existuje ve dvou hlavních typech.

Stratifikované - mnoho vrstev šupinovitých, kvádrových nebo sloupcových buněk, z nichž se tvoří ochranná vrstva. Buňky jsou buď suché a ztvrdlé, nebo vlhké a měkké. V prvním případě dochází ke keratinizaci buněk, tzn. vyschly a vytvořily vláknitý protein zvaný keratin. Měkké buňky nejsou keratinizované. Příklady tvrdých buněk: vrchní vrstva kůže, vlasů a nehtů. Kryty měkkých buněk – sliznice úst a jazyka.
Přechodný – strukturou podobný nekeratinizovanému vrstvenému epitelu, ale buňky jsou větší a kulatější. Díky tomu je tkanina elastická; vznikají z něj orgány jako močový měchýř, tedy ty, které se musí natahovat.

Jak jednoduché, tak komplexní epitel, musí být připojen k pojivové tkáni. Spojení dvou tkání je známé jako spodní membrána.

Pojivová tkáň

Může být pevný, polotuhý a kapalný. Existuje 8 typů pojivové tkáně: areolární, tuková, lymfatická, elastická, vazivová, chrupavčitá, kostní a krevní.

Areolární tkáň je polotuhá, propustná, nachází se v celém těle a je pojivovou a podpůrnou tkání pro ostatní tkáně. Skládá se z proteinových vláken kolagenu, elastinu a retikulinu, které zajišťují jeho pevnost, pružnost a odolnost.
Tuková tkáň je polotuhá a je přítomna na stejném místě jako areolární tkáň a tvoří izolační podkožní vrstvu, která pomáhá tělu udržet teplo.
Lymfatická tkáň je polotuhá a obsahuje buňky, které chrání tělo absorbováním bakterií. Lymfatická tkáň tvoří ty orgány, které jsou zodpovědné za kontrolu zdraví těla.
Elastická tkanina - polotuhá, je základem elastických vláken, která se dokážou natáhnout a v případě potřeby obnovit svůj tvar. Příkladem je žaludek.
Vláknitá tkáň je pevná a tvrdá, skládá se z pojivových vláken z bílkovinného kolagenu. Tato tkáň tvoří šlachy, které spojují svaly a kosti, a vazy, které navzájem spojují kosti.
Chrupavka je tuhá tkáň, která poskytuje vazbu a ochranu ve formě hyalinní chrupavky, která spojuje kosti s klouby, vazivové chrupavky, která spojuje kosti s páteří, a elastické chrupavky v uchu.
Kostní tkáň je tvrdá. Skládá se z tvrdé, husté kompaktní vrstvy kosti a poněkud méně husté spongiózní kosti, které dohromady tvoří kosterní systém.
Krev je kapalná látka sestávající z 55 % plazmy a 45 % buněk. Plazma tvoří hlavní tekutou hmotu krve a buňky v ní plní ochranné a spojovací funkce.

Sval

Svalová tkáň umožňuje tělu pohyb. Existují kosterní, viscerální a srdeční typy svalové tkáně.

Tkáň kosterního svalstva je rýhovaná. Zodpovídá za vědomý pohyb těla, jako je chůze.
Viscerální svalová tkáň je hladká. Je zodpovědný za mimovolní pohyby, jako je pohyb potravy trávicím systémem.
Srdeční svalová tkáň zajišťuje pulsaci srdce – srdeční tep.

Nervová tkáň

Nervová tkáň vypadá jako svazky vláken; skládá se ze dvou typů buněk: neuronů a neuroglií. Neurony jsou dlouhé, citlivé buňky, které přijímají signály a reagují na ně. Neuroglie podporuje a chrání neurony.

Orgány a žlázy

V těle se tkáně různých typů spojují a vytvářejí orgány a žlázy. Orgány mají zvláštní strukturu a funkci; jsou složeny z tkání dvou nebo více typů. Mezi orgány patří srdce, plíce, játra, mozek a žaludek. Žlázy jsou vyrobeny z epiteliální tkáně a produkují speciální látky. Existují dva typy žláz: endokrinní a exokrinní. Endokrinní žlázy se nazývají žlázy s vnitřní sekrecí, protože... uvolňují látky, které produkují – hormony – přímo do krve. Exokrinní (exokrinní žlázy) - do kanálků, například pot z odpovídajících žláz přes odpovídající kanály dosáhne povrchu kůže.

Systémy těla

Skupiny vzájemně propojených orgánů a žláz, které plní podobné funkce, tvoří systémy těla. Patří sem: kožní, kosterní, svalové, dýchací (respirační), oběhové (oběhové), zažívací, urogenitální, nervové a endokrinní.

Organismus

V těle všechny systémy spolupracují na zajištění lidského života.

Reprodukce

Redukční dělení buněk: Nový organismus vzniká splynutím samčí spermie a samičího vajíčka. Vajíčko i spermie obsahují 23 chromozomů a celá buňka jich obsahuje dvakrát tolik. Když dojde k oplodnění, vajíčko a spermie se spojí a vytvoří zygotu, která
46 chromozomů (23 od každého rodiče). Zygota se dělí (mitóza) a vzniká embryo, plod a nakonec člověk. Během tohoto vývoje buňky získávají jednotlivé funkce (některé se stávají svalovinou, jiné kostními atd.).

Mitóza- jednoduché dělení buněk - pokračuje po celý život. Existují čtyři fáze mitózy: profáze, metafáze, anafáze a telofáze.

Během profáze se každý ze dvou centriol buňky dělí a přesouvá se do opačných částí buňky. Současně chromozomy v jádře tvoří páry a jaderná membrána se začíná rozpadat.
Během metafáze jsou chromozomy umístěny podél buněčné osy mezi centrioly a zároveň mizí ochranná membrána jádra.
Během anafáze se centrioly dále vzdalují. Jednotlivé chromozomy se začnou pohybovat opačnými směry, následujíce centrioly. Cytoplazma ve středu buňky se zužuje a buňka se zmenšuje. Proces buněčného dělení se nazývá cytokineze.
Během telofáze se cytoplazma dále zmenšuje, dokud nevzniknou dvě identické dceřiné buňky. Kolem chromozomů se vytvoří nová ochranná membrána a každá nová buňka má jeden pár centriol. Ihned po dělení nemají výsledné dceřiné buňky dostatek organel, ale jak rostou, nazývané interfáze, jsou dokončeny, než se buňky znovu rozdělí.

Frekvence dělení buněk závisí na jejím typu, například kožní buňky se množí rychleji než kostní buňky.

Výběr

Nepotřebné látky vznikají v důsledku dýchání a látkové výměny a musí být z buňky odstraněny. Proces jejich odstraňování z buňky probíhá stejným způsobem jako vstřebávání živin.

Hnutí

Malé chloupky (cilia) některých buněk se pohybují a celé krvinky se pohybují po celém těle.

Citlivost

Buňky hrají obrovskou roli při tvorbě tkání, žláz, orgánů a systémů, které budeme podrobně studovat, když budeme pokračovat v naší cestě tělem.

Možná porušení

Nemoci vznikají v důsledku destrukce buněk. Jak nemoc postupuje, ovlivňuje tkáně, orgány a systémy a může ovlivnit celé tělo.

Buňky mohou být zničeny z mnoha důvodů: genetických (dědičná onemocnění), degenerativních (stárnutí), environmentálních faktorů, jako jsou nadměrně vysoké teploty, nebo chemických (otrava).

Viry mohou existovat pouze v živých buňkách, které unesou a množí se v nich, což způsobuje infekce, jako je nachlazení (herpes virus).
Bakterie mohou žít mimo tělo a dělí se na patogenní a nepatogenní. Patogenní bakterie jsou škodlivé a způsobují onemocnění, jako je impetigo, zatímco nepatogenní bakterie jsou neškodné: udržují zdraví těla. Některé takové bakterie žijí na povrchu kůže a chrání ji.
Houby využívají k životu jiné buňky; jsou také patogenní a nepatogenní. Patogenními houbami jsou například plísně nohou. Některé nepatogenní houby se používají při výrobě antibiotik, včetně penicilinu.
Červi, hmyz a roztoči jsou patogeny. Patří mezi ně červi, blechy, vši a svrab roztoči.

Mikroby jsou nakažlivé, tzn. mohou být přenášeny z člověka na člověka během infekce. K infekci může dojít osobním kontaktem, jako je dotyk, nebo kontaktem s kontaminovaným nástrojem, jako je kartáč na vlasy. Když se onemocnění objeví, příznaky mohou zahrnovat zánět, horečku, otoky, alergické reakce a nádory.

Zánět – zarudnutí, horko, otok, bolest a ztráta schopnosti normálně fungovat.
Horečka je zvýšená tělesná teplota.
Edém je otok způsobený přebytkem tekutiny v tkáni.
Nádor je abnormální růst tkáně. Může být benigní (není nebezpečný) nebo maligní (může přejít do smrti).

Nemoci lze rozdělit na lokální a systémové, dědičné a získané, akutní a chronické.

Lokální - onemocnění, která postihují určitou část nebo oblast těla.
Systémové - onemocnění, při kterých je postiženo celé tělo nebo několik jeho částí.
Dědičná onemocnění jsou přítomna již při narození.
Získané nemoci se rozvíjejí po narození.
Akutní - onemocnění, která se objevují náhle a rychle procházejí.
Chronická onemocnění jsou dlouhodobá.

Kapalina

Lidské tělo je ze 75 % tvořeno vodou. Většina této vody nacházející se v buňkách se nazývá intracelulární tekutina. Zbytek vody je obsažen v krvi a hlenu a nazývá se extracelulární tekutina. Množství vody v těle souvisí s obsahem tukové tkáně a také s pohlavím a věkem. Tukové buňky neobsahují vodu, takže hubení lidé mají v těle vyšší procento vody než ti, kteří mají hodně tělesného tuku. Navíc ženy mají obvykle více tukové tkáně než muži. S věkem obsah vody klesá (nejvíce vody je v těle kojenců). Většina vody pochází z jídla a pití. Dalším zdrojem vody je disimilace během metabolického procesu. Denní potřeba vody člověka je asi 1,5 litru, tzn. stejné množství, jaké tělo za den ztratí. Voda opouští tělo močí, stolicí, potem a dýcháním. Pokud tělo ztrácí více vody, než přijímá, dochází k dehydrataci. Rovnováha vody v těle je regulována žízní. Když se tělo dehydratuje, v ústech se cítí sucho. Mozek na tento signál reaguje žízní. Existuje touha pít, aby se obnovila rovnováha tekutin v těle.

Odpočinek

Každý den je čas, kdy člověk může spát. Spánek je odpočinek pro tělo i mozek. Během spánku je tělo částečně při vědomí, většina jeho částí dočasně přeruší svou práci. Tělo potřebuje tento čas úplného odpočinku, aby „dobilo baterky“. Potřeba spánku závisí na věku, druhu aktivity, životním stylu a míře stresu. U každého je také individuální a pohybuje se od 16 hodin denně u kojenců až po 5 hodin denně u starších lidí. Spánek probíhá ve dvou fázích: pomalé a rychlé. NREM spánek je hluboký, bez snů a tvoří asi 80 % veškerého spánku. Během REM spánku sníme, obvykle třikrát až čtyřikrát za noc, trvající až hodinu.

Aktivita

Spolu se spánkem potřebuje tělo aktivitu, aby zůstalo zdravé. Lidské tělo má buňky, tkáně, orgány a systémy odpovědné za pohyb, z nichž některé jsou řízeny. Pokud člověk této možnosti nevyužije a preferuje sedavý způsob života, řízené pohyby se omezí. V důsledku nedostatečného cvičení může mentální aktivita klesat a fráze „když to nebudete používat, ztratíte to“ platí pro tělo i mysl. Rovnováha mezi odpočinkem a aktivitou je pro různé tělesné systémy odlišná a bude probrána v příslušných kapitolách.

Vzduch

Vzduch je směs atmosférických plynů. Skládá se z přibližně 78 % dusíku, 21 % kyslíku a dalšího 1 % ostatních plynů, včetně oxidu uhličitého. Kromě toho vzduch obsahuje určité množství vlhkosti, nečistot, prachu atd. Při nádechu spotřebováváme vzduch, přičemž využíváme přibližně 4 % kyslíku v něm obsaženého. Jak spotřebováváme kyslík, vzniká oxid uhličitý, takže vzduch, který vydechujeme, obsahuje více oxidu uhelnatého a méně kyslíku. Hladina dusíku ve vzduchu se nemění. Kyslík je nezbytný pro udržení života bez něj, všechna stvoření by zemřela během několika minut. Ostatní složky vzduchu mohou být zdraví škodlivé. Úrovně znečištění ovzduší se liší; Kdykoli je to možné, vyvarujte se vdechování kontaminovaného vzduchu. Například při vdechování vzduchu obsahujícího tabákový kouř dochází k pasivnímu kouření, které může mít negativní účinky na tělo. Umění dýchání je něco, co je nejčastěji velmi podceňováno. Bude se vyvíjet tak, abychom tuto přirozenou schopnost mohli plně využít.

Stáří

Stárnutí je postupné zhoršování schopnosti těla reagovat na udržení homeostázy. Buňky jsou schopné samoreprodukce mitózou; má se za to, že jsou naprogramovány na určitou dobu, během níž se rozmnožují. Potvrzuje to postupné zpomalování a případné zastavení životně důležitých procesů. Dalším faktorem ovlivňujícím proces stárnutí je působení volných radikálů. Volné radikály jsou toxické látky, které doprovázejí energetický metabolismus. Patří mezi ně znečištění, radiace a některé potraviny. Způsobují poškození některých buněk, protože neovlivňují jejich schopnost absorbovat živiny a zbavovat se odpadních látek. Stárnutí tedy způsobuje znatelné změny v lidské anatomii a fyziologii. V tomto procesu postupného zhoršování se zvyšuje náchylnost těla k nemocem, což vytváří fyzické a emocionální příznaky, se kterými je obtížné bojovat.

Barva

Barva je nezbytnou součástí života. Každá buňka potřebuje k přežití světlo a světlo obsahuje barvu. Rostliny potřebují světlo k produkci kyslíku, který lidé potřebují k dýchání. Radioaktivní sluneční energie poskytuje výživu potřebnou pro fyzické, emocionální a duchovní aspekty lidského života. Změny světla mají za následek změny v těle. Východ slunce tedy probouzí naše tělo, zatímco západ slunce a s ním spojené mizení světla způsobuje ospalost. Světlo má viditelné i neviditelné barvy. Asi 40 % slunečních paprsků nese viditelné barvy, které se tak jeví kvůli rozdílům ve svých frekvencích a vlnových délkách. Mezi viditelné barvy patří červená, oranžová, žlutá, zelená, modrá, indigová a fialová – barvy duhy. Kombinací těchto barev tvoří světlo.

Světlo proniká do těla kůží a očima. Oči, stimulované světlem, vysílají signál do mozku, který interpretuje barvy. Kůže vnímá různé vibrace produkované různými barvami. Tento proces je většinou podvědomý, ale lze ho přivést na vědomou úroveň trénováním vnímání barev rukama a prsty, někdy nazývaným „barevná terapie“.

Určitá barva může na tělo vyvolat pouze jeden účinek v závislosti na její vlnové délce a frekvenci vibrací, navíc jsou různé barvy spojeny s různými částmi těla. Podrobněji se na ně podíváme v následujících kapitolách.

Znalost

Znalost pojmů anatomie a fyziologie vám pomůže lépe porozumět lidskému tělu.

Anatomie odkazuje na strukturu a existují speciální termíny, které odkazují na anatomické koncepty:

Přední - nachází se v přední části těla
Zadní - nachází se v zadní části těla
Inferior – vztahující se ke spodní části těla
Horní - umístěný nahoře
Vnější – nachází se mimo tělo
Vnitřní – nachází se uvnitř těla
Vleže na zádech – převrácený na záda, obličejem nahoru
Na břiše – umístěna lícem dolů
Hluboko – pod povrchem
Povrchní - ležící blízko povrchu
Podélné - umístěné po délce
Příčné - ležící napříč
Středová linie – středová linie těla, od temene k prstům
Střední - nachází se uprostřed
Boční - vzdálené od středu
Periferní - nejdále od přílohy
Nejbližší - nejblíže k příloze

Fyziologie se týká fungování.

Používá následující termíny:

Histologie - buňky a tkáně
Dermatologie - kožní systém
Osteologie - kosterní systém
Myologie - svalový systém
Kardiologie - srdce
Hematologie - krev
Gastroenterologie - trávicí systém
Gynekologie - ženský reprodukční systém
Nefrologie - močové ústrojí
Neurologie - nervový systém
Endokrinologie - vylučovací soustava

Speciální péče

Homeostáza je stav, ve kterém buňky, tkáně, orgány, žlázy a orgánové systémy pracují v harmonii samy se sebou a mezi sebou navzájem.

Tato společná práce poskytuje nejlepší podmínky pro zdraví jednotlivých buněk, její udržení je nezbytnou podmínkou pro pohodu celého organismu. Jedním z hlavních faktorů ovlivňujících homeostázu je stres. Stres může být vnější, např. výkyvy teplot, hluk, nedostatek kyslíku apod., nebo vnitřní: bolest, úzkost, strach atd. Tělo samo bojuje s každodenním stresem, má na to účinná protiopatření. A přesto je potřeba mít situaci pod kontrolou, aby nedošlo k nerovnováze. Vážná nerovnováha způsobená nadměrným a dlouhodobým stresem může podkopat vaše zdraví.

Kosmetické a wellness procedury pomáhají klientovi uvědomit si účinky stresu, možná včas, a další terapie a rady odborníka předcházejí vzniku nerovnováh a pomáhají udržovat homeostázu.

Lidské tělo, stejně jako tělo všech mnohobuněčných organismů, se skládá z buněk. V lidském těle je mnoho miliard buněk – to je jeho hlavní strukturální a funkční prvek.

Kosti, svaly, kůže – to vše je postaveno z buněk. Buňky aktivně reagují na podráždění, účastní se metabolismu, rostou, množí se a mají schopnost regenerace a přenosu dědičné informace.

Buňky našeho těla jsou velmi rozmanité. Mohou být ploché, kulaté, vřetenovité nebo mít větve. Tvar závisí na poloze buněk v těle a vykonávaných funkcích. Velikosti buněk jsou také různé: od několika mikrometrů (malý leukocyt) po 200 mikrometrů (vajíčko). Navíc, navzdory takové rozmanitosti, má většina buněk jediný strukturní plán: skládají se z jádra a cytoplazmy, které jsou zevně pokryty buněčnou membránou (slupkou).

Každá buňka kromě červených krvinek má jádro. Nese dědičnou informaci a reguluje tvorbu bílkovin. Dědičná informace o všech vlastnostech organismu je uložena v molekulách deoxyribonukleové kyseliny (DNA).

DNA je hlavní složkou chromozomů. U lidí je v každé nereprodukční (somatické) buňce 46 chromozomů a v zárodečné buňce 23 chromozomů. Chromozomy jsou jasně viditelné pouze během buněčného dělení. Když se buňka dělí, dědičná informace se přenáší ve stejném množství na dceřiné buňky.

Vně je jádro obklopeno jaderným obalem a uvnitř se nachází jedno nebo více jadérek, ve kterých se tvoří ribozomy – organely zajišťující skládání buněčných proteinů.

Jádro je ponořeno do cytoplazmy, která se skládá z hyaloplazmy (z řeckého „hyalinos“ - průhledná) a organel a inkluzí v ní obsažených. Hyaloplazma tvoří vnitřní prostředí buňky, spojuje všechny části buňky mezi sebou a zajišťuje jejich interakci.

Buněčné organely jsou trvalé buněčné struktury, které plní specifické funkce. Pojďme se s některými z nich seznámit.

Endoplazmatické retikulum připomíná složitý labyrint tvořený mnoha drobnými tubuly, váčky a váčky (cisterny). V některých oblastech na jeho membránách jsou ribozomy, taková síť se nazývá granulární (granulární). Endoplazmatické retikulum se podílí na transportu látek v buňce. V zrnitém endoplazmatickém retikulu se tvoří bílkoviny a v hladkém endoplazmatickém retikulu (bez ribozomů) živočišný škrob (glykogen) a tuky.

Golgiho komplex je soustava plochých váčků (cisteren) a četných váčků. Podílí se na akumulaci a transportu látek, které se tvoří v jiných organelách. Zde se také syntetizují komplexní sacharidy.

Mitochondrie jsou organely, jejichž hlavní funkcí je oxidace organických sloučenin, doprovázená uvolňováním energie. Tato energie jde do syntézy molekul kyseliny adenosintrifosforečné (ATP), která slouží jako jakási univerzální buněčná baterie. Energii obsaženou v LTF pak buňky využívají pro různé procesy svého života: tvorbu tepla, přenos nervových vzruchů, svalové kontrakce a mnoho dalšího.

Lysozomy, drobné kulovité útvary, obsahují látky, které ničí nepotřebné, zastaralé nebo poškozené části buňky a podílejí se i na intracelulárním trávení.

Vnější strana buňky je pokryta tenkou (asi 0,002 µm) buněčnou membránou, která odděluje obsah buňky od okolí. Hlavní funkcí membrány je ochranná, ale také vnímá vlivy vnějšího prostředí buňky. Membrána není pevná, je polopropustná, některé látky přes ni volně procházejí, t.j. plní i transportní funkci. Komunikace se sousedními buňkami se také provádí přes membránu.

Vidíte, že funkce organel jsou složité a rozmanité. Pro buňku hrají stejnou roli jako orgány pro celý organismus.

Životnost buněk v našem těle se liší. Takže některé kožní buňky žijí 7 dní, červené krvinky - až 4 měsíce, ale kostní buňky - 10 až 30 let.

Buňka je stavební a funkční jednotka lidského těla, organely jsou trvalé buněčné struktury, které plní specifické funkce.

Buněčná struktura

Věděli jste, že taková mikroskopická buňka obsahuje několik tisíc látek, které se navíc účastní různých chemických procesů.

Pokud vezmeme všech 109 prvků, které jsou v Mendělejevově periodické tabulce, pak se většina z nich nachází v buňkách.

Životně důležité vlastnosti buněk:

Metabolismus - Podrážděnost - Pohyb

Triliony buněk v lidském těle přicházejí ve všech tvarech a velikostech. Tyto drobné struktury jsou jádrem. Buňky tvoří orgánové tkáně, které tvoří orgánové systémy, které spolupracují na udržení fungování těla.

V těle jsou stovky různých typů buněk a každý typ se hodí pro roli, kterou zastává. Buňky trávicího systému se například strukturou a funkcí liší od buněk kosterního systému. Bez ohledu na rozdíly jsou buňky těla na sobě přímo nebo nepřímo závislé, aby tělo fungovalo jako celek. Níže jsou uvedeny příklady různých typů buněk v lidském těle.

Kmenové buňky

Kmenové buňky jsou jedinečné buňky v těle, protože jsou nespecializované a mají schopnost vyvinout se do specializovaných buněk pro konkrétní orgány nebo tkáně. Kmenové buňky jsou schopny se vícenásobně dělit, aby doplnily a opravily tkáň. V oblasti výzkumu kmenových buněk se vědci snaží využít obnovitelných vlastností tím, že je využívají k vytváření buněk pro opravu tkání, transplantaci orgánů a léčbu nemocí.

Kostní buňky

Kosti jsou typem mineralizované pojivové tkáně a hlavní složkou kosterního systému. Kostní buňky tvoří kost, která se skládá z matrice minerálů kolagenu a fosforečnanu vápenatého. V těle existují tři hlavní typy kostních buněk. Osteoklasty jsou velké buňky, které rozkládají kost pro resorpci a asimilaci. Osteoblasty regulují mineralizaci kostí a produkují osteoid (organická hmota kostní matrice). Osteoblasty dozrávají za vzniku osteocytů. Osteocyty pomáhají při tvorbě kostí a udržují rovnováhu vápníku.

Krvinky

Buňky jsou životně důležité od transportu kyslíku v těle až po boj s infekcí. V krvi jsou tři hlavní typy buněk – červené krvinky, bílé krvinky a krevní destičky. Červené krvinky určují typ krve a jsou také zodpovědné za transport kyslíku do buněk. Bílé krvinky jsou buňky imunitního systému, které ničí a zajišťují imunitu. Krevní destičky pomáhají zahušťovat krev a zabraňují nadměrné ztrátě krve z poškozených cév. Krevní buňky jsou produkovány kostní dření.

Svalové buňky

Svalové buňky tvoří svalovou tkáň, která je důležitá pro tělesný pohyb. Tkáň kosterního svalstva se připojuje ke kostem, aby napomáhala pohybu. Buňky kosterního svalstva jsou pokryty pojivovou tkání, která chrání a podporuje svazky svalových vláken. Buňky srdečního svalu tvoří nedobrovolný srdeční sval. Tyto buňky napomáhají kontrakci srdce a jsou vzájemně propojeny prostřednictvím interkalovaných disků, aby synchronizovaly srdeční rytmus. Tkáň hladkého svalstva není stratifikovaná jako srdeční nebo kosterní sval. Hladká svalovina je mimovolní sval, který tvoří tělesné dutiny a stěny mnoha orgánů (ledviny, střeva, cévy, dýchací cesty plic atd.).

Tukové buňky

Tukové buňky, nazývané také adipocyty, jsou hlavní buněčnou složkou tukové tkáně. Adipocyty obsahují triglyceridy, které mohou být energeticky využity. Během ukládání tuku tukové buňky nabobtnají a získávají kulatý tvar. Při použití tuku se tyto buňky zmenšují. Tukové buňky mají také endokrinní funkci, protože produkují hormony, které ovlivňují metabolismus pohlavních hormonů, regulaci krevního tlaku, citlivost na inzulín, ukládání nebo využití tuku, srážení krve a buněčnou signalizaci.

Kožní buňky

Kůže se skládá z vrstvy epiteliální tkáně (epidermis), která je podporována vrstvou pojivové tkáně (dermis) a podkožní vrstvou. Nejvzdálenější vrstva kůže je tvořena dlaždicovými epiteliálními buňkami, které jsou těsně nahromaděny. Kůže chrání vnitřní struktury těla před poškozením, zabraňuje dehydrataci, působí jako bariéra proti choroboplodným zárodkům, ukládá tuk, produkuje vitamíny a hormony.

Nervové buňky (neurony)

Buňky nervové tkáně neboli neurony jsou základní jednotkou nervového systému. Nervy přenášejí signály mezi mozkem, míchou a orgány těla prostřednictvím nervových impulsů. Neuron se skládá ze dvou hlavních částí: těla buňky a nervových procesů. Centrální buněčné tělo zahrnuje nervové, asociované a. Nervové procesy jsou „prstové“ výběžky (axony a dendrity) vybíhající z těla buňky a jsou schopné vést nebo přenášet signály.

Endoteliální buňky

Endoteliální buňky tvoří vnitřní výstelku kardiovaskulárního systému a struktury lymfatických systémů. Tyto buňky tvoří vnitřní vrstvu krevních cév, lymfatických cév a orgánů, včetně mozku, plic, kůže a srdce. Endoteliální buňky jsou zodpovědné za angiogenezi neboli tvorbu nových krevních cév. Regulují také pohyb makromolekul, plynů a tekutin mezi krví a okolními tkáněmi a pomáhají regulovat krevní tlak.

Pohlavní buňky

Rakovinné buňky

Rakovina je výsledkem vývoje abnormálních vlastností v normálních buňkách, což jim umožňuje nekontrolovatelné dělení a šíření jinde v těle. Vývoj může být způsoben mutacemi, ke kterým dochází v důsledku faktorů, jako jsou chemikálie, záření, ultrafialové světlo, chyby replikace nebo virová infekce. Rakovinné buňky se stávají necitlivými na signály proti růstu, rychle se množí a ztrácejí schopnost podstoupit rakovinu.

Atlas: anatomie a fyziologie člověka. Kompletní praktická příručka Elena Yuryevna Zigalova

Struktura lidské buňky

Všechny buňky mají typicky cytoplazmu a jádro ( viz obr. 1). Cytoplazma zahrnuje hyaloplazmu, univerzální organely nacházející se ve všech buňkách a organely pro speciální účely, které se nacházejí pouze v určitých buňkách a plní speciální funkce. V buňkách se také nacházejí dočasné buněčné inkluzní struktury.

Velikost lidských buněk se pohybuje od několika mikrometrů (například malý lymfocyt) do 200 mikronů (vajíčko). V lidském těle jsou buňky různých tvarů: vejčité, kulovité, vřetenovité, ploché, krychlové, hranolové, polygonální, pyramidální, hvězdicovité, šupinaté, rozvětvené, améboidní.

Vnější strana každé buňky je pokryta plazmatická membrána (plazmolema) Tloušťka 9–10 nm, omezující buňku z extracelulárního prostředí. Plní tyto funkce: transportní, ochranná, delimitační, receptorové vnímání signálů z vnějšího (pro buňku) prostředí, účast na imunitních procesech, zajištění povrchových vlastností buňky.

Plazmatická membrána je velmi tenká a není viditelná ve světelném mikroskopu. V elektronovém mikroskopu, pokud úsek prochází v pravém úhlu k rovině membrány, jedná se o třívrstvou strukturu, jejíž vnější povrch je pokryt jemným fibrilárním glykokalyxem o tloušťce 75 až 2000 A°, soubor molekul spojených s proteiny plazmatické membrány.

Rýže. 3. Struktura buněčné membrány, schéma (podle A. Hama a D. Cormacka). 1 – sacharidové řetězce; 2 – glykolipid; 3 – glykoprotein; 4 – uhlovodíkový „ocas“; 5 – polární „hlava“; 6 – protein; 7 – cholesterol; 8 – mikrotubuly

Plazmalema, stejně jako jiné membránové struktury, se skládá ze dvou vrstev amfipatických lipidových molekul (bilipidová vrstva nebo dvojvrstva). Jejich hydrofilní „hlavy“ směřují k vnější a vnitřní straně membrány a jejich hydrofobní „ocasy“ směřují k sobě. Molekuly proteinu jsou ponořeny do bilipidové vrstvy. Některé z nich (integrální neboli vnitřní transmembránové proteiny) procházejí celou tloušťkou membrány, jiné (periferní nebo vnější) leží ve vnitřní nebo vnější monovrstvě membrány. Některé integrální proteiny jsou spojeny nekovalentními vazbami s cytoplazmatickými proteiny ( rýže. 3). Podobně jako lipidy jsou i molekuly proteinů amfipatické; jejich hydrofobní oblasti jsou obklopeny podobnými „ocásky“ lipidů a ty hydrofilní směřují ven nebo dovnitř buňky nebo v jednom směru.

POZORNOST

Proteiny plní většinu membránových funkcí: mnoho membránových proteinů jsou receptory, jiné jsou enzymy a další jsou transportéry.

Plazmalema tvoří řadu specifických struktur. Jsou to mezibuněčná spojení, mikroklky, řasinky, buněčné invaginace a procesy.

Microvilli- jedná se o prstovité buněčné výrůstky bez organel, pokryté plazmalemou, 1–2 µm dlouhé a do 0,1 µm v průměru. Některé epiteliální buňky (například střevní buňky) mají velmi velký počet mikroklků, které tvoří tzv. kartáčový lem. Spolu s obyčejnými mikroklky jsou na povrchu některých buněk velké mikroklky, stereocilie (například smyslové vláskové buňky orgánů sluchu a rovnováhy, epiteliální buňky vývodu nadvarlete atd.).

Cilia a bičíky vykonávat funkci pohybu. Až 250 řasinek o délce 5–15 µm o průměru 0,15–0,25 µm pokrývá apikální povrch epiteliálních buněk horních cest dýchacích, vejcovodů a semenotvorných kanálků. řasa Je to buněčný výrůstek obklopený plazmalemou. Uprostřed řasinek probíhá axiální vlákno neboli axonéma, tvořené 9 periferními dublety mikrotubulů obklopujících jeden centrální pár. Periferní dublety, sestávající ze dvou mikrotubulů, obklopují centrální pouzdro. Periferní dublety končí v bazálním tělísku (kinetosome), které je tvořeno 9 triplety mikrotubulů. Na úrovni plazmalemy apikální části buňky přecházejí triplety v dublety a začíná zde i centrální pár mikrotubulů. Flagella Eukaryotické buňky připomínají řasinky. Řasinky provádějí koordinované oscilační pohyby.

Buněčné centrum, tvořený dvěma centrioly(diplozom), umístěný v blízkosti jádra, umístěný pod úhlem k sobě navzájem ( rýže. 4). Každý centriol je válec, jehož stěna se skládá z 9 tripletů mikrotubulů o délce asi 0,5 µm a průměru asi 0,25 µm. Triplety, umístěné vůči sobě pod úhlem asi 50°, se skládají ze tří mikrotubulů. Centrioly se během buněčného cyklu duplikují. Je možné, že stejně jako mitochondrie i centrioly obsahují vlastní DNA. Centrioly se podílejí na tvorbě bazálních tělísek řasinek a bičíků a na tvorbě mitotického vřeténka.

Rýže. 4. Buněčné centrum a další struktury cytoplazmy (podle R. Krstica v platném znění). 1 – centrosféra; 2 – centriol v příčném řezu (trojice mikrotubulů, radiální paprsky, středová struktura „vozovky“); 3 – centriole (podélný řez); 4 – satelity; 5 – ohraničené bubliny; 6 – granulární endoplazmatické retikulum; 7 – mitochondrie; 8 – vnitřní retikulární aparát (Golgiho komplex); 9 – mikrotubuly

Mikrotubuly, přítomné v cytoplazmě všech eukaryotických buněk, jsou tvořeny proteinem tubulinem. Mikrotubuly tvoří buněčnou kostru (cytoskelet) a podílejí se na transportu látek uvnitř buňky. Cytoskelet Buňka je trojrozměrná síť, ve které jsou různé organely a rozpustné proteiny spojeny s mikrotubuly. Na tvorbě cytoskeletu hrají hlavní roli mikrotubuly, kromě nich se účastní aktin, myosin a intermediární filamenta.

Tento text je úvodním fragmentem.

Ani T- ani B-lymfoidní buňky Lymfoidní buňky, které nemají T- a B-markery, nepředstavují subpopulaci zbývající po izolaci T- a B-buněk. Skládá se z kmenových buněk kostní dřeně, které jsou prekurzory B-, T- nebo obou subpopulací

2. Vyšetření pacienta s respiračním onemocněním. Patologické formy hrudníku. Stanovení dechové exkurze hrudníku Poloha pacienta. Ortopnoická poloha: na rozdíl od onemocnění kardiovaskulárního systému pacient často sedí s nakloněným tělem

6. KOSTRA VOLNÉ HORNÍ KONČETINY. STAVBA KOSTI HUMERNÍ A PŘEDLOŽNÍ. STAVBA KOSTI RUKY Humerus (humerus) má tělo (centrální část) a dva konce. Horní konec přechází v hlavičku (capet humeri), po jejímž okraji probíhá anatomický krček (collum anatomikum).

8. STRUKTURA KOSTRA VOLNÉ ČÁSTI DOLNÍ KONČETINY. STRUKTURA STEHNNÍ, ČAŠNÍ A HOLENNÍ KOSTI. STAVBA KOSTI CHODIDLA Stehenní kost (os femoris) má tělo a dva konce. Proximální konec přechází v hlavici (caput ossis femoris), v jejímž středu se nachází

3. STRUKTURA, ZÁSOBOVÁNÍ KRVE A INERVACE PENISU A URETEROVÉHO KANÁLU. STRUKTURA, KREVNÍ ZÁSOBOVÁNÍ A INERVACE šourku Penis (penis) je určen k vylučování moči a výronu semene V penisu se rozlišují tyto části: tělo (corpus penis), žalud

2. STRUKTURA ÚSTNÍ DUTINY. STRUKTURA ZUBU Dutina ústní (cavitas oris) se zavřenými čelistmi je vyplněna jazykem. Jeho vnější stěny jsou jazykovým povrchem zubních oblouků a dásní (horní a dolní), horní stěna je reprezentována patrem, spodní stěna je představována svaly horní části krku, které

13. STRUKTURA TULOVÉHO STŘEVA. STRUKTURA CECUM Tlusté střevo (intestinym crassum) je pokračováním tenkého střeva; je poslední úsek trávicího traktu, začíná ileocekální chlopní a končí řitním otvorem. Absorbuje zbývající vodu a tvoří se

2. STRUKTURA SRDEČNÍ STĚNY. VODIVÝ SYSTÉM SRDCE. STAVBA PERIKARDU Srdeční stěnu tvoří tenká vnitřní vrstva - endokard (endokard), střední vyvinutá vrstva - myokard (myokard) a vnější vrstva - epikardium (epikard) Endokard vystýlá celý vnitřní povrch

1. Toxický účinek alkoholu na buňky rostlin, zvířat a člověka Všechny živé bytosti – rostliny i zvířata – se skládají z buněk. Každá buňka je hrudkou živého hlenu (protoplazmy) s jádrem a jadérkem uprostřed. Buňka je tak malá, že ji lze pouze vidět a studovat

Buňky Žluč normálně neobsahuje žádné buňky. Při zánětlivých procesech ve žlučníku a žlučových cestách se ve žluči stanovuje velké množství leukocytů a epiteliálních buněk. Dobře zachovalé epiteliální buňky mají diagnostickou hodnotu, v

NK buňky V arzenálu imunitní obrany jsou další zabijácké buňky, které nás mohou ochránit před zhoubným nádorem (obr. 46). Jedná se o tzv. natural killer cells, zkráceně NK buňky (z anglického nature killer – natural killers). Rýže. 46. Útok přirozených zabijáků

Buňka- základní jednotka stavby a životně důležité činnosti všech živých organismů (kromě virů, které jsou často označovány jako nebuněčné formy života), mající vlastní metabolismus, schopnou samostatné existence, sebereprodukce a vývoje. Všechny živé organismy se buď, jako mnohobuněční živočichové, rostliny a houby, skládají z mnoha buněk, nebo jako mnoho prvoků a bakterií jsou jednobuněčné organismy. Obor biologie, který studuje strukturu a fungování buněk, se nazývá cytologie. V poslední době se také běžně mluví o buněčné biologii neboli buněčné biologii.

Buněčná struktura Všechny buněčné formy života na Zemi lze rozdělit do dvou superříší na základě struktury jejich základních buněk – prokaryota (prenukleární) a eukaryota (jaderná). Prokaryotické buňky jsou zjevně jednodušší, vznikly dříve v procesu evoluce. Eukaryotické buňky jsou složitější a vznikly později. Buňky, které tvoří lidské tělo, jsou eukaryotické. Navzdory rozmanitosti forem podléhá organizace buněk všech živých organismů společným strukturálním principům. Živý obsah buňky – protoplast – je od okolí oddělen plazmatickou membránou neboli plazmalemou. Uvnitř buňky je vyplněna cytoplazma, ve které jsou umístěny různé organely a buněčné inkluze, a také genetický materiál ve formě molekuly DNA. Každá z buněčných organel plní svou vlastní speciální funkci a všechny společně určují životně důležitou aktivitu buňky jako celku.

Prokaryotická buňka

Prokaryota(z latiny pro - před, před a řec. κάρῠον - jádro, ořech) - organismy, které na rozdíl od eukaryot nemají vytvořené buněčné jádro a další vnitřní membránové organely (s výjimkou plochých nádrží u fotosyntetických druhů, např. v sinice). Jediná velká kruhová (u některých druhů lineární) dvouvláknová molekula DNA, která obsahuje převážnou část genetického materiálu buňky (tzv. nukleoid), netvoří komplex s histonovými proteiny (tzv. chromatinem). ). Prokaryota zahrnují bakterie, včetně cyanobakterií (modrozelené řasy) a archaea. Potomky prokaryotických buněk jsou organely eukaryotických buněk – mitochondrie a plastidy.

Eukaryotická buňka

Eukaryota(eukaryota) (z řeckého ευ - dobrý, úplně a κάρῠον - jádro, ořech) - organismy, které mají na rozdíl od prokaryot vytvořené buněčné jádro, ohraničené od cytoplazmy jadernou membránou. Genetický materiál je obsažen v několika lineárních dvouvláknových molekulách DNA (v závislosti na typu organismu se jejich počet na jádro může pohybovat od dvou do několika stovek), připojených zevnitř k membráně buněčného jádra a tvořících se v rozsáhlém většina (kromě dinoflagelátů) komplex s histonovými proteiny zvaný chromatin. Eukaryotické buňky mají systém vnitřních membrán, které kromě jádra tvoří řadu dalších organel (endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát aj.). Naprostá většina má navíc trvalé intracelulární prokaryotické symbionty – mitochondrie, řasy a rostliny mají také plastidy.

Buněčná membrána Buněčná membrána je velmi důležitou součástí buňky. Drží všechny buněčné komponenty pohromadě a vymezuje vnitřní a vnější prostředí. Navíc modifikované záhyby buněčné membrány tvoří mnoho buněčných organel. Buněčná membrána je dvojitá vrstva molekul (bimolekulární vrstva nebo dvojvrstva). Jde především o molekuly fosfolipidů a dalších látek s nimi souvisejících. Molekuly lipidů mají dvojí povahu, která se projevuje tím, jak se chovají ve vztahu k vodě. Hlavy molekul jsou hydrofilní, tzn. mají afinitu k vodě a jejich uhlovodíkové konce jsou hydrofobní. Po smíchání s vodou proto lipidy tvoří na jejím povrchu film podobný olejovému filmu; Navíc jsou všechny jejich molekuly orientovány stejným způsobem: hlavy molekul jsou ve vodě a uhlovodíkové ocasy jsou nad jejím povrchem. V buněčné membráně jsou dvě takové vrstvy a v každé z nich hlavy molekul směřují ven a ocasy směřují dovnitř membrány, jedna k druhé, takže se nedostanou do kontaktu s vodou. Tloušťka takové membrány je cca. 7 nm. Kromě hlavních lipidových složek obsahuje velké proteinové molekuly, které jsou schopny „plavat“ v lipidové dvojvrstvě a jsou uspořádány tak, že jedna strana směřuje dovnitř buňky a druhá je v kontaktu s vnějším prostředím. Některé proteiny se nacházejí pouze na vnějším nebo pouze na vnitřním povrchu membrány nebo jsou jen částečně ponořeny v lipidové dvojvrstvě.

Hlavní funkce buněčné membrány je regulovat přenos látek do buňky a z buňky. Protože je membrána fyzikálně poněkud podobná oleji, snadno přes ni procházejí látky rozpustné v oleji nebo organických rozpouštědlech, jako je éter. Totéž platí pro plyny, jako je kyslík a oxid uhličitý. Zároveň je membrána prakticky nepropustná pro většinu látek rozpustných ve vodě, zejména cukry a soli. Díky těmto vlastnostem dokáže uvnitř buňky udržovat chemické prostředí, které se liší od vnějšku. Například v krvi je koncentrace sodných iontů vysoká a draslíkových iontů nízká, zatímco v intracelulární tekutině jsou tyto ionty přítomny v opačném poměru. Podobná situace je typická pro mnoho dalších chemických sloučenin. Je zřejmé, že buňku nelze zcela izolovat od okolního prostředí, protože musí přijímat látky potřebné pro látkovou výměnu a zbavovat se svých konečných produktů. Lipidová dvojvrstva navíc není zcela nepropustná ani pro látky rozpustné ve vodě a tzv., které do ní pronikají. Proteiny vytvářející kanály vytvářejí póry nebo kanály, které se mohou otevírat a zavírat (v závislosti na změnách konformace proteinu) a když jsou otevřené, vedou určité ionty (Na+, K+, Ca2+) podél koncentračního gradientu. V důsledku toho nelze rozdíl v koncentracích uvnitř a vně buňky udržet pouze kvůli nízké permeabilitě membrány. Ve skutečnosti obsahuje proteiny, které plní funkci molekulární „pumpy“: transportují určité látky jak do buňky, tak z buňky, pracují proti koncentračnímu gradientu. V důsledku toho, když je koncentrace např. aminokyselin uvnitř buňky vysoká a venku nízká, mohou aminokyseliny přesto proudit z vnějšího prostředí do vnitřního. Tento přenos se nazývá aktivní transport a využívá energii dodávanou metabolismem. Membránové pumpy jsou vysoce specifické: každá z nich je schopna transportovat buď pouze ionty určitého kovu, nebo aminokyselinu nebo cukr. Specifické jsou také membránové iontové kanály. Taková selektivní permeabilita je fyziologicky velmi důležitá a její absence je prvním důkazem buněčné smrti. To lze snadno ilustrovat na příkladu řepy. Pokud je živý kořen řepy ponořen do studené vody, zachová si svůj pigment; pokud se řepa uvaří, buňky odumírají, stávají se snadno propustnými a ztrácejí pigment, čímž se voda barví do červena. Buňka může „polykat“ velké molekuly, jako jsou proteiny. Pod vlivem určitých proteinů, pokud jsou přítomny v tekutině obklopující buňku, dojde k invaginaci v buněčné membráně, která se poté uzavře a vytvoří vezikulu - malou vakuolu obsahující vodu a molekuly bílkovin; Poté membrána kolem vakuoly praskne a obsah vstoupí do buňky. Tento proces se nazývá pinocytóza (doslova „pití buňky“) nebo endocytóza. Větší částice, jako jsou částice jídla, mohou být absorbovány podobným způsobem během tzv. fagocytóza. Vakuola vytvořená během fagocytózy je obvykle větší a potrava je trávena lysozomálními enzymy uvnitř vakuoly před prasknutím okolní membrány. Tento typ výživy je typický pro prvoky, jako jsou améby, které požírají bakterie. Schopnost fagocytózy je však charakteristická jak pro střevní buňky nižších živočichů, tak pro fagocyty, jeden z typů bílých krvinek (leukocytů) obratlovců. V druhém případě není smysl tohoto procesu ve výživě samotných fagocytů, ale v jejich zničení bakterií, virů a jiného tělu škodlivého cizího materiálu. Funkce vakuol mohou být různé. Například prvoci žijící ve sladké vodě zažívají neustálý osmotický příliv vody, protože koncentrace solí uvnitř buňky je mnohem vyšší než venku. Jsou schopny vylučovat vodu do speciální vylučovací (kontraktilní) vakuoly, která periodicky vytlačuje její obsah ven. Rostlinné buňky mají často jednu velkou centrální vakuolu, která zabírá téměř celou buňku; cytoplazma tvoří jen velmi tenkou vrstvu mezi buněčnou stěnou a vakuolou. Jednou z funkcí takové vakuoly je akumulace vody, která umožňuje buňce rychle zvětšit velikost. Tato schopnost je nezbytná zejména v období, kdy rostlinná pletiva rostou a tvoří vláknité struktury. V tkáních, v místech, kde jsou buňky pevně spojeny, obsahují jejich membrány četné póry tvořené bílkovinami, které pronikají membránou – tzv. připojení. Póry sousedních buněk jsou umístěny proti sobě, takže nízkomolekulární látky mohou přecházet z buňky do buňky – tento chemický komunikační systém koordinuje jejich životně důležitou činnost. Jedním příkladem takové koordinace je více či méně synchronní dělení sousedních buněk pozorované v mnoha tkáních.

Cytoplazma

Cytoplazma obsahuje vnitřní membrány, které jsou podobné vnější membráně a tvoří organely různých typů. Tyto membrány lze považovat za záhyby vnější membrány; někdy jsou vnitřní membrány integrální s tou vnější, ale často je vnitřní záhyb rozvázán a kontakt s vnější membránou je přerušen. Avšak i když je kontakt zachován, vnitřní a vnější membrány nejsou vždy chemicky totožné. Zejména složení membránových proteinů se v různých buněčných organelách liší.

Cytoplazmatická struktura

Kapalná složka cytoplazmy se také nazývá cytosol. Pod světelným mikroskopem se zdálo, že buňka je naplněna něčím jako tekutá plazma nebo sol, ve kterém „plavalo“ jádro a další organely. Ve skutečnosti to není pravda. Vnitřní prostor eukaryotické buňky je přísně uspořádaný. Pohyb organel je koordinován pomocí specializovaných transportních systémů, tzv. mikrotubulů, které slouží jako intracelulární „cesty“ a speciálních proteinů dyneinů a kinesinů, které hrají roli „motorů“. Jednotlivé molekuly proteinů také nedifundují volně celým intracelulárním prostorem, ale jsou směrovány do potřebných kompartmentů pomocí speciálních signálů na jejich povrchu, které rozpoznávají buněčné transportní systémy.

Endoplazmatické retikulum

V eukaryotické buňce existuje systém membránových kompartmentů (trubice a cisterny) přecházejících do sebe, který se nazývá endoplazmatické retikulum (nebo endoplazmatické retikulum, ER nebo EPS). Ta část ER, k jejímuž membránám jsou připojeny ribozomy, se označuje jako granulární (nebo drsné) endoplazmatické retikulum k syntéze proteinů na jejích membránách. Ty kompartmenty, které nemají na svých stěnách ribozomy, jsou klasifikovány jako hladké (nebo agranulární) ER, které se účastní syntézy lipidů. Vnitřní prostory hladké a zrnité ER nejsou izolované, ale přecházejí do sebe a komunikují s lumen jaderného obalu.

Golgiho aparát

Golgiho aparát je hromada plochých membránových cisteren, poněkud rozšířených blíže k okrajům. V nádržích Golgiho aparátu dozrávají některé proteiny syntetizované na membránách granulárního ER a určené k sekreci nebo tvorbě lysozomů. Golgiho aparát je asymetrický - cisterny umístěné blíže k jádru buňky (cis-Golgi) obsahují nejméně zralé membránové váčky - váčky pučící z endoplazmatického retikula - jsou na tyto cisterny nepřetržitě připojeny. Zřejmě pomocí stejných vezikul dochází k dalšímu pohybu dozrávajících proteinů z jedné nádrže do druhé. Z opačného konce organely (trans-Golgiho) nakonec pučí vezikuly obsahující plně zralé proteiny.

Jádro

Jádro je obklopeno dvojitou membránou. Velmi úzký (asi 40 nm) prostor mezi dvěma membránami se nazývá perinukleární. Jaderné membrány přecházejí do membrán endoplazmatického retikula a perinukleární prostor ústí do retikulárního prostoru. Jaderná membrána má typicky velmi úzké póry. Zřejmě se přes ně transportují velké molekuly, jako je messenger RNA, která se syntetizuje na DNA a poté se dostává do cytoplazmy. Většina genetického materiálu se nachází v chromozomech buněčného jádra. Chromozomy se skládají z dlouhých řetězců dvouvláknové DNA, na které jsou navázány bazické (tj. alkalické) proteiny. Někdy mají chromozomy několik identických řetězců DNA ležících vedle sebe - takové chromozomy se nazývají polytenové (vícevláknové). Počet chromozomů se u jednotlivých druhů liší. Diploidní buňky lidského těla obsahují 46 chromozomů neboli 23 párů. V nedělící se buňce jsou chromozomy připojeny v jednom nebo více bodech k jaderné membráně. V normálním nesvinutém stavu jsou chromozomy tak tenké, že nejsou viditelné pod světelným mikroskopem. Na určitých lokusech (úsecích) jednoho nebo více chromozomů vzniká husté tělísko, které je přítomno v jádrech většiny buněk – tzv. jadérko. V jadérkách dochází k syntéze a akumulaci RNA používané ke stavbě ribozomů, stejně jako některých dalších typů RNA.

Lysozomy

Lysozomy jsou malé vezikuly obklopené jedinou membránou. Pučí z Golgiho aparátu a možná z endoplazmatického retikula. Lysozomy obsahují různé enzymy, které rozkládají velké molekuly, zejména proteiny. Díky svému destruktivnímu působení jsou tyto enzymy jakoby „uzamčeny“ v lysozomech a uvolňují se pouze v případě potřeby. Při intracelulárním trávení se tedy enzymy uvolňují z lysozomů do trávicích vakuol. Lysozomy jsou také nezbytné pro destrukci buněk; například při přeměně pulce v dospělou žábu uvolnění lysozomálních enzymů zajistí destrukci ocasních buněk. V tomto případě je to normální a pro tělo prospěšné, ale někdy je taková destrukce buněk patologická. Například při vdechování azbestového prachu může proniknout do plicních buněk a následně prasknout lysozomy, zničit buňky a rozvinout se plicní onemocnění.

Cytoskelet

Prvky cytoskeletu zahrnují proteinové fibrilární struktury umístěné v cytoplazmě buňky: mikrotubuly, aktin a intermediární filamenta. Mikrotubuly se podílejí na transportu organel, jsou součástí bičíků a mitotické vřeténo je postaveno z mikrotubulů. Aktinová vlákna jsou nezbytná pro udržení tvaru buněk a pseudopodiálních reakcí. Zdá se, že úlohou mezilehlých filamentů je také udržovat buněčnou strukturu. Cytoskeletální proteiny tvoří několik desítek procent buněčné hmoty proteinů.

Centrioly

Centrioly jsou cylindrické proteinové struktury umístěné v blízkosti jádra živočišných buněk (rostliny centrioly nemají). Centriol je válec, jehož boční povrch je tvořen devíti sadami mikrotubulů. Počet mikrotubulů v sadě se může u různých organismů lišit od 1 do 3. Kolem centriol se nachází takzvané centrum organizace cytoskeletu, oblast, ve které jsou seskupeny minusové konce mikrotubulů buňky. Před dělením obsahuje buňka dva centrioly umístěné navzájem v pravém úhlu. Během mitózy se pohybují na různé konce buňky a tvoří póly vřeténka. Po cytokinezi obdrží každá dceřiná buňka jeden centriol, který se pro další dělení zdvojnásobí. K duplikaci centriol nedochází dělením, ale syntézou nové struktury kolmé na stávající. Centrioly jsou zřejmě homologní s bazálními těly bičíků a řasinek.

Mitochondrie

Mitochondrie jsou speciální buněčné organely, jejichž hlavní funkcí je syntéza ATP, univerzálního nosiče energie. Dýchání (absorpce kyslíku a uvolňování oxidu uhličitého) také nastává v důsledku enzymatických systémů mitochondrií. Vnitřní lumen mitochondrií, nazývaný matrix, je od cytoplazmy ohraničen dvěma membránami, vnější a vnitřní, mezi nimiž je mezimembránový prostor. Vnitřní membrána mitochondrie tvoří záhyby, tzv. cristae. Matrice obsahuje různé enzymy zapojené do dýchání a syntézy ATP. Vodíkový potenciál vnitřní mitochondriální membrány má zásadní význam pro syntézu ATP. Mitochondrie mají svůj vlastní DNA genom a prokaryotické ribozomy, což jistě ukazuje na symbiotický původ těchto organel. Ne všechny mitochondriální proteiny jsou kódovány v mitochondriální DNA většina genů pro mitochondriální proteiny se nachází v jaderném genomu a odpovídající produkty jsou syntetizovány v cytoplazmě a následně transportovány do mitochondrií. Mitochondriální genomy se liší velikostí: například lidský mitochondriální genom obsahuje pouze 13 genů. Největší počet mitochondriálních genů (97) ze studovaných organismů má prvok Reclinomonas americana.

Chemické složení buňky

Typicky 70-80 % buněčné hmoty tvoří voda, ve které jsou rozpuštěny různé soli a nízkomolekulární organické sloučeniny. Nejcharakterističtějšími složkami buňky jsou proteiny a nukleové kyseliny. Některé proteiny jsou strukturálními složkami buňky, jiné jsou enzymy, tzn. katalyzátory, které určují rychlost a směr chemických reakcí probíhajících v buňkách. Nukleové kyseliny slouží jako nosiče dědičné informace, která se realizuje v procesu intracelulární syntézy proteinů. Často buňky obsahují určité množství zásobních látek, které slouží jako potravinová rezerva. Rostlinné buňky primárně uchovávají škrob, polymerní formu sacharidů. Další sacharidový polymer, glykogen, je uložen v buňkách jater a svalů. Mezi často skladované potraviny patří také tuk, i když některé tuky plní jinou funkci, totiž slouží jako základní stavební složky. Proteiny se obvykle v buňkách neukládají (s výjimkou semenných buněk). Není možné popsat typické složení buňky, především proto, že existují velké rozdíly v množství uložené potravy a vody. Jaterní buňky obsahují např. 70 % vody, 17 % bílkovin, 5 % tuků, 2 % sacharidů a 0,1 % nukleových kyselin; zbývajících 6 % pochází ze solí a organických sloučenin s nízkou molekulovou hmotností, zejména aminokyselin. Rostlinné buňky typicky obsahují méně bílkovin, výrazně více sacharidů a poněkud více vody; výjimkou jsou buňky, které jsou ve stavu klidu. Klidová buňka pšeničného zrna, která je zdrojem živin pro embryo, obsahuje cca. 12 % bílkovin (většinou zásobní bílkoviny), 2 % tuku a 72 % sacharidů. Množství vody dosahuje normální úrovně (70-80 %) až na začátku klíčení zrna.

Metody studia buněk

Světelný mikroskop.

Při studiu buněčné formy a struktury byl prvním nástrojem světelný mikroskop. Jeho rozlišení je omezeno rozměry srovnatelnými s vlnovou délkou světla (0,4-0,7 μm pro viditelné světlo). Mnohé prvky buněčné struktury jsou však mnohem menší. Dalším problémem je, že většina buněčných složek je průhledná a má index lomu téměř stejný jako voda. Pro zlepšení viditelnosti se často používají barviva, která mají různé afinity k různým buněčným složkám. Barvení se také používá ke studiu buněčné chemie. Některá barviva se například vážou přednostně na nukleové kyseliny a tím odhalují jejich lokalizaci v buňce. Malá část barviv – říká se jim intravitální – se dá použít k barvení živých buněk, ale většinou je třeba buňky nejprve fixovat (pomocí látek srážejících bílkoviny) a teprve potom je lze barvit. Před testováním se buňky nebo kousky tkáně obvykle zalijí do parafínu nebo plastu a poté se pomocí mikrotomu nařežou na velmi tenké řezy. Tato metoda je široce používána v klinických laboratořích k identifikaci nádorových buněk. Kromě konvenční světelné mikroskopie byly vyvinuty další optické metody pro studium buněk: fluorescenční mikroskopie, mikroskopie s fázovým kontrastem, spektroskopie a rentgenová difrakční analýza.

Elektronový mikroskop.

Elektronový mikroskop má rozlišení cca. 1-2 nm. To je dostatečné pro studium velkých molekul bílkovin. Obvykle je nutné předmět obarvit a kontrastovat kovovými solemi nebo kovy. Z tohoto důvodu a také proto, že předměty jsou zkoumány ve vakuu, lze pomocí elektronového mikroskopu studovat pouze usmrcené buňky.

Pokud je do média přidán radioaktivní izotop, který je absorbován buňkami během metabolismu, jeho intracelulární lokalizace pak může být detekována pomocí autoradiografie. Touto metodou se tenké části buněk umístí na film. Film tmavne pod těmi místy, kde se nacházejí radioaktivní izotopy.

Centrifugace.

Pro biochemické studium buněčných složek je třeba buňky zničit – mechanicky, chemicky nebo ultrazvukem. Uvolněné složky jsou suspendovány v kapalině a lze je izolovat a čistit centrifugací (nejčastěji v hustotním gradientu). Typicky si takové purifikované složky zachovávají vysokou biochemickou aktivitu.

Buněčné kultury.

Některé tkáně lze rozdělit na jednotlivé buňky, takže buňky zůstávají naživu a jsou často schopny se rozmnožovat. Tato skutečnost definitivně potvrzuje myšlenku buňky jako živé jednotky. Houba, primitivní mnohobuněčný organismus, může být rozdělena na buňky protřením přes síto. Po nějaké době se tyto buňky znovu spojí a vytvoří houbu. Zvířecí embryonální tkáně mohou být disociovány pomocí enzymů nebo jiných prostředků, které oslabují vazby mezi buňkami. Americký embryolog R. Harrison (1879-1959) jako první prokázal, že embryonální a dokonce i některé zralé buňky mohou ve vhodném prostředí růst a množit se mimo tělo. Tuto techniku zvanou kultivace buněk zdokonalil francouzský biolog A. Carrel (1873-1959). Rostlinné buňky lze také pěstovat v kultuře, ale ve srovnání s živočišnými buňkami tvoří větší shluky a jsou k sobě pevněji připojeny, takže při růstu kultury se tvoří spíše tkáně než jednotlivé buňky. V buněčné kultuře může být z jediné buňky vypěstována celá dospělá rostlina, jako je mrkev.

Mikrochirurgie.

Pomocí mikromanipulátoru lze jednotlivé části buňky odebírat, přidávat nebo nějak upravovat. Velkou amébovou buňku lze rozdělit na tři hlavní složky – buněčnou membránu, cytoplazmu a jádro, a poté lze tyto složky znovu poskládat a vytvořit živou buňku. Tímto způsobem lze získat umělé buňky sestávající ze složek různých typů améb. Vezmeme-li v úvahu, že se zdá být možné uměle syntetizovat některé buněčné složky, pak experimenty se skládáním umělých buněk mohou být prvním krokem k vytvoření nových forem života v laboratoři. Protože se každý organismus vyvíjí z jediné buňky, umožňuje způsob výroby umělých buněk v zásadě konstrukci organismů daného typu, pokud se současně používají složky mírně odlišné od těch, které se nacházejí v existujících buňkách. Ve skutečnosti však není nutná úplná syntéza všech buněčných složek. Struktura většiny, ne-li všech, součástí buňky je určena nukleovými kyselinami. Problém vytváření nových organismů tedy spočívá v syntéze nových typů nukleových kyselin a jejich nahrazení přirozenými nukleovými kyselinami v určitých buňkách.

Buněčná fúze.

Jiný typ umělých buněk lze získat fúzí buněk stejného nebo různých druhů. K dosažení fúze jsou buňky vystaveny virovým enzymům; v tomto případě jsou vnější povrchy dvou buněk slepeny a membrána mezi nimi je zničena a je vytvořena buňka, ve které jsou dvě sady chromozomů uzavřeny v jednom jádru. Je možné sloučit buňky různých typů nebo v různých fázích dělení. Pomocí této metody bylo možné získat hybridní buňky myši a kuřete, člověka a myši a člověka a ropuchy. Takové buňky jsou hybridní pouze zpočátku a po četných buněčných děleních ztrácejí většinu chromozomů jednoho nebo druhého typu. Konečným produktem se stává například v podstatě myší buňka s žádným nebo pouze stopovým množstvím přítomných lidských genů. Zvláště zajímavá je fúze normálních a maligních buněk. V některých případech se kříženci stanou zhoubnými, v jiných ne, tzn. obě vlastnosti se mohou projevovat jako dominantní i recesivní. Tento výsledek není neočekávaný, protože malignita může být způsobena různými faktory a má složitý mechanismus.