Тело животного состоит из огромного количества клеток, образующих ткани и органы. Все они объединены в целостный организм нервной и гуморальной системами. Нервная система регулирует процессы специальными веществами – медиаторами, а гуморальная система – гормонами желез внутренней секреции, продуктами обмена, витаминами и другими веществами. Кроме клеток в организме имеются неклеточные живые структуры: симпласт, межклеточное вещество. Вне целостного организма клетки тела не функционируют, только при соответствующих условиях, в специальных питательных средах.
Форма клеток зависит от их функции. Могут быть в виде шариков, пирамид, кубиков, звездочек и т. д. Величина от 10 до 150 мкм.
Клетка – это целостная, саморегулирующая, живая система, состоящая из цитоплазмы и ядра, которые между собой связаны и отдельно существовать не могут.
В цитоплазме различают плазмолемму, постоянные структуры – органоиды (органеллы), непостоянные образования – включения и гиалоплазму.
Гиалоплазма – внутренняя полужидкая среда клетки. Содержит растворы солей, ферменты и различные структуры клетки.
Клеточная оболочка или плазмолемма – тонкая мембрана (пленка), покрывающая всю поверхность клетки. Она отделяет и защищает клетку от окружающей среды. Клеточная оболочка - эластичная структура, что позволяет клетке менять форму. Активно регулирует проникновение веществ и энергии в клетку и выведение их из неё. Твердые вещества попадают в клетку путем – фагоцитоза, а жидкие – пиноцитоза. Плазмолемма впячивается внутрь клетки и превращается в мембраны органоидов.
Органеллы общего назначения: цитоплазматическая сеть – состоит из канальцев и полостей. Стенка образована мембраной. Различают шероховатую и гладкую цитоплазматическую сеть. Шероховатая имеет на стенках рибосомы, а гладкая не имеет. В шероховатой или гранулированной цитоплазматической сети белок по канальцам транспортируется в различные участки клетки.
Рибосомы – имеют вид шариков, состоят их 2 частей: малой и большой субъединиц. В группе рибосом – полирибосом, осуществляется синтез белков клетки.
Митохондрии – тельца шаровидной, овальной и палочковидной формы. Стенка её состоит из 2-х мембран: наружной (гладкой) и внутренней (складчатой), на которой осуществляется дыхательные процессы. При этом образуется АТФ – аденозинтрифосфорная кислота, которая при расщеплении высвобождает энергию, идущая на согревание тела, синтез белка, сокращение мышц и т.д.
Пластинчатый комплекс – представляет единую с цитоплазматической сетью систему трубок и полостей, стенки которых состоят из мембран. ПК синтезирует углеводы, накапливает жиры и белки. Затем они в виде пузырьков попадают в цитоплазму, где используются клеткой или выделяются за её пределы.
Центросома – состоит из 2-х телец – центриолей, находятся недалеко от ядра клетки. Каждая центриоля имеет форму цилиндра, состоящего из трубочек. Играет важную роль в движениях клетки, клеточном делении, движении органоидов.
Лизосома – пузырьки, стенки состоят из мембран. Они содержат комплекс ферментов, переваривающих вещества, поступающие в цитоплазму, а также отмирающие клетки.
Органеллы специального назначения: в мышечных клетках – нити – миофибриллы; в клетках воздухоносных путей – реснички.
Включения находятся в клетке непостоянно и представляют собой запасы питательных веществ или продукты её жизнедеятельности. К 1-ой группе относятся капли жира, зерна гликогена и белковые зерна. Ко 2-ой группе – пигменты, секреты и инкреты.
Ядро клетки – аппарат наследственности и регуляции роста и деления клетки. В клетке бывает 1 ядро, иногда больше. Его форма соответствует форме клетки. В ядре различают:
- оболочку, состоит из 2-х слоев мембран, между ними находятся перинуклеарное пространство, связанное с системой трубок ЦС, в оболочке есть поры, регулирующие проникновение веществ в ядро;
- хроматин, при окраске в неделящихся клетках имеют вид нитей, состоящих из соединения ДНК и белка – гистона, а в делящихся клетках из него формируются хромосомы;
- ядрышки – плотные шаровидной формы тельца, в которых синтезируется РНК;
- кариоплазма или ядерный сок, имеет вид однородной прозрачной массы, в которой находятся остальные части ядра.
В клетке обнаружено около 60 различных химических элементов. К ним относятся – кислород, углерод, водород, азот, сера, фосфор, калий, натрий, железо и хлор. Они образуют молекулы сложных органических и неорганических веществ.
Белки – сложные вещества, состоящие из больших молекул, образующих аминокислоты. Обнаружено 20 аминокислот. Из них одни заменимые (могут синтезироваться в организме), а другие незаменимые (синтезироваться не могут). Белки в организме создаются за счет аминокислот белков корма, что необходимо учитывать при кормлении.
Углеводы – могут быть простые (глюкоза и фруктоза) и сложные (животный крахмал – гликоген). Они служат источником энергии.
Жиры – используются для построения мембран клеток и других её структур, а также как запасные питательные вещества для образования энергии.
Нуклеиновые кислоты – представлены ДНК и РНК. С их помощью синтезируются белки и передаются наследственные признаки. ДНК или дезоксирибонуклеиновая кислота– молекула, напоминающая лестницу свернутую в спираль, состоит из азотистых оснований – аденин, гуанин, тимин и цитозин. Все многообразие наследственных признаков зависит от чередования азотистых оснований в молекуле ДНК. Свойство ДНК является способность к удвоению – редупликации, что позволяет синтезировать новые молекулы ДНК будущих клеток.
РНК или рибонуклеиновая кислота, состоит из 1-й цепочки, но в ней вместо тимина содержится урацил, а углевод представлен рибозой.
Аденозинтрифосфорная кислота или АТФ – обязательно есть в любой клетке, содержит большое количество энергии, которая освобождается и используется клеткой.
Неорганические вещества включают воду и минеральные соединения (соли). Потеря воды более 20% вызывает гибель клетки. Минеральные соединения остаются при сжигании клетки (зола). Недостаток солей вызывает задержку роста молодняка и снижение продуктивности.
Обмен веществ - это процесс, когда клетка организма затрачивает вещества, поступающие в неё из внешней среды, для обновления своих мембран, органоидов, а также образования энергии для синтеза новых веществ.
Представляет собой единство 2-х процессов:
Ассимиляция – совокупность всех реакций синтеза веществ;
Диссимиляция – совокупность всех реакций расщепления веществ.
Синтез веществ осуществляется за счет энергии, образовавшейся в результате диссимиляции. Прекращение обмена веществ вызывает и прекращает жизнь.
Раздражимость – способность клеток усиливать или ослаблять свою активность в ответ на воздействие раздражителей (свет, температура и другие факторы).
Рост клеток – увеличение её в размере, это происходит, если ассимиляция преобладает над диссимиляцией.
Движение – в клетке осуществляется постоянно. Отдельные клетки способны самостоятельно перемещаться, укорачиваться (мышечные клетки).
Образование новых клеток осуществляется путем деления уже существующих клеток. Различают:
1.Непрямое деление или митоз. Его задача состоит в точном распределении наследственного вещества между клетками, образующимися в результате деления. Клетки проходят 2 периода:
- интерфаза – подготовка к делению, длится около 20 часов, клетка растет, у неё удваивается ДНК и накапливается энергия.
- митоз, различают 4 фазы:
1 - профаза, сопровождающаяся делением ядра, спирализацией хромосом. Центриоли расходятся к полюсам клетки, образуется веретено деления. Ядерная оболочка растворяется и хромосомы попадают в цитоплазму.
2 - метофаза, хромосомы перемещаются в центр клетки. К каждой хромосоме, состоящей из 2-х половин – хроматид, прикрепляются белковые трубочки веретена деления.
3 - анафаза, клетки удлиняются, веретено деления натягивается и хроматиды расходятся к полюсам, превращаясь в дочерние хромосомы.
4 - телофаза, завершается деление, образуются на полюсах клетки ядра. Одновременно образуется перетяжка, которая делит одну клетку от другой.
Весь процесс длится от 30 минут до 3 часов.
Кариотип – это сумма всех хромосом, их количество в клетках тела парное и постоянное для каждого вида животного. У КРС – 60, лошади – 66, свиньи – 40. В результате оплодотворения потомок получает одну хромосому от матери, другую от отца. У самцов хромосомы разные – x и y, у самок – xx.
2.Прямое деление или амитоз происходит чаще в травмированных частях тела и стареющих клетках путем перетяжки ядрышка, ядра и цитоплазмы.
3.Мейоз – деление половых клеток, состоит из 2 следующих один за другим делений: редукционного (уменьшительного) и эквационного (уравнительного). В результате количество хромосом в зрелых половых клетках уменьшается в два раза и образуется их гаплоидный набор.
Взаимосвязь клеток обеспечивает жизнедеятельность и развитие целостного организма.
Ткань – это совокупность качественно однотипных и близких по происхождению клеток, объединённых общностью строения, функцией и развитием.
Различают 4 типа тканей:
1. Эпителиальная ткань – это пограничная ткань между организмом и окружающей средой. Эпителий не имеет кровеносных сосудов, обильно снабжен нервными окончаниями, покрывает всю наружную поверхность тела и выстилает полости, образует большинство желез. Клетки плотно прилегают друг к другу, питаются диффузно из капилляров дермы.
Выделяют 2 группы: покровные и железистые.
Покровные по числу слоев клеток делятся на:
- однослойный, состоит из 1 слоя клеток, делится на:
1.однорядный, свободные концы клеток и ядра расположены на одном уровне;
2.многорядный, свободные концы клеток и ядра расположены на разных уровнях, имеют 20-30 колеблющихся ресничек, которые удаляют твердые или жидкие инородные частицы (дыхательные пути, мочеточники, яйцепроводы).
В зависимости от формы клеток:
Однослойный плоский эпителий, в серозных оболочках – мезотелий, во внутренней стенке кровеносных сосудов – эндотелий.
Однослойный кубический эпителий, встречается в протоках желез, каналах почек.
Однослойный призматический эпителий, находится в слизистой кишечника и её клетки на свободном конце имеют особую щеточную каемочку.
-многослойный, состоит из нескольких пластов клеток.
1.Многослойный плоский, делят на:
Ороговевающий, образует поверхностный слой кожи – эпидермис, также выстилает слизистую оболочку ротовой полости, глотки, пищевода, преджелудков жвачных. Он состоит из 4 пластов постепенно ороговевающих клеток - ростковый (самый глубокий), зернистый, блестящий, роговой (чешуйки его отпадают с поверхности кожи в виде перхоти).
Неороговевающий, на его поверхности находятся плоские клетки, располагается в роговице глаза, пищеводе.
2.Многослойный переходной, глубоколежащие клетки мельче, поверхностные крупнее, выстилает слизистую оболочку мочевыводящих путей.
Функции эпителия:
- покровная или защитная;
- секреторная, образует секрет и составляет основную часть желез. Железы могут быть одноклеточные (бокаловидные) и многоклеточные.
Клетки каждой железы синтезируют из питательных веществ крови специфические вещества: секреты и инкреты. Секреты выделяются железами, имеющими протоки (железы внешней секреции – молочные, слюнные, потовые). Железы внутренней секреции лишены протоков, продуцируют инкреты (гормоны) прямо в кровь. По строению железы различают трубчатые, альвеолярные, трубчато-альвеолярные.
- выделительная;
- всасывающая.
2. Соединительная или опорно - трофическая ткань – это ткани, формирующие остов органов и в целом тела животного, выполняют трофическую (участвуют в обмене веществ) и защитную функции, а также роль опоры, связи, питания и депо минеральных солей организма.
Классификация соединительной ткани:
Мезенхима имеется только у зародышей. Из неё развиваются все остальные виды соединительной ткани.
Кровь и лимфа – ткани, которые составляют внутреннюю среду организма. Они имеют жидкую консистенцию, состоят из межклеточного вещества (плазмы) и взвешенных в ней форменных элементов. Функции – защитная и трофическая (подробнее в главе «аппарат крово- и лимфообращения»).
Эндотелий выстилает внутреннюю поверхность сосудов, от капилляров до стенки сердца. Клетки эндотелия могут захватывать из крови мельчайшие частицы и переваривать их.
Ретикулярная соединительная ткань или сетчатая ткань, состоит из клеток звездчатой формы. Их отростки соединяясь между собой образуют сетчатую структуру. Между клетками находится студневидное межклеточное вещество с ретикулиновыми волокнами. Это ткань красного костного мозга, селезенки и лимфоузлов, в которых образуется клетки крови. Также она широко распространена в слизистой оболочке различных органов. Здесь она с эндотелием кровеносных сосудов образует ретикулоэндотелиальную систему, выполняющую защитную функцию.
Рыхлая соединительная ткань (РСТ) выполняет защитную (опорную) и трофическую функции, так как через неё происходит питание других тканей, она распространена во всех органах и образует их остов. Под кожей РСТ образует слой, называемый подкожной клетчаткой. В РСТ находятся различные виды клеток и межклеточного вещества. Межклеточное вещество представлено двумя типами волокон – коллагеновыми и эластическими. К клеткам РСТ относятся:
- фибробласты, основные клетки РСТ, имеющие вид пластинок с многочисленными отростками, со слабовыраженными границами и бледноокрашенным ядром. Способны синтезировать фибрилярные белки (коллаген, эластин).
- гистиоциты, или блуждающие клетки с четко очерченными границами и неровными краями, активно фагоцитируют (защитная функция).
- тучные клетки, округлой формы, иногда с широкими короткими отростками, содержат гистомин (расширяет кровеносные сосуды) и гепарин (защитная функция).
- пигментные клетки, содержат в цитоплазме пигмент меланин, их много в сосудистой оболочке глаз, кожном покрове.
- жировые клетки или липоциты, возникают из адвентициальных клеток РСТ. Располагаются группами, реже поодиночке. Имеют форму шара, заполнены жиром, ядро оттеснено к оболочке. Скопление липоцитов образуют жировую ткань.
Коллагеновые волокна состоят из тончайших белковых нитей или фибрилл, обладают большой прочностью, при варке образуют клейкое вещество. Эластичные волокна тоньше коллагеновых, уступают им по прочности, содержат белок эластин, они не объединяются в пучки, как коллаген, а формируют сеть.
Плотная соединительная ткань имеет в межклеточном веществе значительное количество пучков коллагеновых и эластических волокон. Различают:
- коллагеновую плотную оформленную соединительную ткань;
- эластическую плотную оформленную соединительную ткань ( сухожилия, связки, фасции);
- плотная неоформленная соединительная ткань , составляет основу кожи (сетчатый слой дермы).
Хрящевая ткань характеризуется плотным межклеточным веществом, в котором в группы и поодиночке располагаются хрящевые клетки. Функции – опорная, защитная, механическая, трофическая, электролитическая, принимает участие в водно – солевом, белковом и других обменах. Различают 3 вида хрящевой ткани:
1.Гиалиновый (стекловидный) хрящ встречается на суставных поверхностях, кончиках ребер, в носовой перегородке, трахее и бронхах. Хрящевые клетки лежат группами, межклеточное вещество состоит из аморфного вещества и коллагеновых волокон.
2.Эластический хрящ, в межклеточном веществе есть коллагеновые и эластические волокна. Этот хрящ придает гибкость и упругость ушной раковине,есть в надгортаннике, наружном слуховом проходе.
3.Волокнистый хрящ состоит из пучков коллагеновых волокон, расположенных параллельно, и хрящевых клеток. Встречается в межпозвоночных дисках.
Костная ткань, состоит из отросчатых клеток остеоцитов и межклеточного вещества, обильно пропитанным фосфатом кальция (85%). В процессе старения количество неорганических солей в костях увеличивается, поэтому кости становятся хрупкими и легче ломаются.
3. Мышечная ткань выполняет двигательную функцию, обладают сложной структурой белкового аппарата, способного производить сокращение. Бывает:
- гладкая мышечная ткань, развивается из мезенхимы, состоит из мышечных клеток – миоцитов, которые сокращаются медленно, продолжительное время. В цитоплазме находится множество тонких нитей миофиламентов, которые не дают структурного рисунка, кажутся гладкими, неисчерченными. Встречается в кровеносных сосудах, стенках полых внутренних органов (желудок, кишечник, пузырь и т.д.).
- поперечнополосатая мышечная ткань сокращается быстро и энергично. Образует мышцы скелета, составляя основу мяса. Построена из поперечнополосатых мышечных волокон, длинной до 13-15 см, диаметром 10-150 мкм. В каждом волокне различают наружную оболочку (сарколемму), цитоплазму (саркоплазму), многочисленные ядра и сократимые белковые нити – миофибриллы, предает всему волокну поперечную исчерченность.
После убоя животных обмен веществ прекращается. Биохимические процессы, происходящие в мясе после убоя животных в результате деятельности тканевых ферментов – автолиз.
Структура мышечной ткани зависит от типа кормления, условий содержания, стрессовых состояний животных, способов убоя скота, дальнейшей технологической переработки мяса (посол, сушка, замораживание).
4.Нервная ткань состоит из нервных клеток (нейронов или нейроцитов) и нейроглии. Все элементы нервной ткани составляет единую систему организма, которая осуществляет взаимосвязь всех тканей и органов, связь организма с внешней средой.
Нейрон – нервная клетка, в которой различают тело, ядро, митохондрии, пластинчатый аппарат и специальные органоиды – нейрофибриллы. От тела отходят отростки, заканчиваются нервными окончаниями. Из них один – аксон, передает информацию от тела нейрона на периферию, и дендрит, ветвящийся, наоборот в тело нейрона. В зависимости от функции нейрона различают 3 типа: чувствительные, вставочные, двигательные.
Отростки нервных клеток, покрытые оболочками, называются нервными окончаниями. Их делят на 2 группы:
- миелиновые, покрыты миелиновыми волокнами, встречаются в периферической и центральной нервной системе.
- безмиелиновые, находятся в составе вегетативной нервной системы.
Нейроглия служит остовом, в котором находятся и функционируют нервные клетки. Различают 2 вида: макроглию (глиоциты) и микроглию (глиальные макрофаги). Клетки нейроглии импульсы не проводят, они выполняют опорную, трофическую, секреторную и защитную функции.
В организме ни одна из расположенных тканей в изолированном виде не встречается. Например, в эпителиальной ткани имеются нервные волокна и нервные окончания, в мышечной – нервные элементы, кровеносные сосуды и соединительная ткань.