Biologie

Celula

Celula este unitatea structurală, funcțională și genetică a organismului. Celula îndeplinește funcțiile organismului. Celula este unitatea genetică prin ADN-ul care se găsește în genele plasate în cromozomi. ADN-ul are rolul de a înmagazina și de a transmite informația genetică de la părinți la urmași.

Celulele pot exista singure (spermatozoizii, ovule) iar restul sunt asociate în țesuturi.

Inițial toate celulele au formă sferică iar pe parcurs își modifică forma în funcție de rolul pe care îl îndeplinesc.

Pot fi:

- stelate

- fusiforme

- cilindrice

- cubice

Dimensiunile celulelor sunt microscopice (20 - 30 microni) iar celulă musculară are dimensiuni mari până la 10 - 12 cm. Dimensiunile celulelor variază în funcție de rolul lor și de mediu.

Celula este formată din membrană, citoplasmă și nucleu.

Membrana:

- are permeabilitate selectivă și rol de protecție. Este trilaminată (staturile exterioare sunt de natură proteică iar stratul central este de natură fosfo-lipidică).

- Membrana definește celula ca unitate individuală, separând-o de mediul înconjurător. Pe lângă rolul structural al membranei celulare, aceasta mediază și controlează interacțiunile celulei cu componentele mediului extracelular, cu ioni și molecule.

Citoplasma:

- Este alcătuită dintr-o componentă nestructurată (hialoplasmă) și o componentă structurată (citoplasmă propriu-zisă). Are în componența sa organite specifice (neurofibrile, miofibrile, corpusculii Nissl) și organite comune (ribozomi, mitocondrii, Aparat Golgi, lizozomi, centrozom, Reticul Endoplasmatic)

- Ribozomii (corpusculii lui Palade) sunt liberi sau atașați de Reticulul Endoplasmatic. Au rol în sinteză proteică. Au formă sferică.

- Reticulul Endoplasmatic este un sistem de canalicule care se deschide cu un capăt la nivelul membranei celulare și cu celălalt capăt la nivelul membranei nucleare. Are rolul de a transporta intracelular substanțele. Este de două feluri REN și RER (acesta din urmă prezentând ribozomi). RER este întâlnit la celulele cu activitate intensă (celulă hepatică). REN are rol în sinteza lipidelor iar RER are rol în sinteza proteinelor. RE are și un rol mecanic adică este un suport al citoplasmei.

- Mitocondriile sunt așezate de obicei în jurul nucleului. Sunt mai numeroase în celulele cu activitate intensă(celule hepatice, fibre musculare, celule epidermice). Au rol în respirația celulară dar și în eliberarea de energie iar din această cauză se mai numesc și "uzine energetice". La nivelul lor are loc oxidarea substanțelor organice pătrunse în interiorul lor cu eliberare de energie. Conțîn enzime oxido-reducătoare. Mitocondria are o formă alungită. Are două membrane iar în interior se găsește matricea mitocondriala care conține enzime. O mitocondrie este alcătuită dintr-o membrană dublă (una externă - netedă; internă-numeroase pliuri sau criste mitocondriale).

- Lizozomii sunt corpusculi mici în care se află peste 40 de enzime digestive. Sunt în număr mare în celulele animale și mai puține în celule vegetale. Au rol în digestia celulară. Sunt particule "măturătoare ale celulei". Numărul mare al acestora este răspândit în celulele îmbătrânite și în leucocite. Conțîn enzime care au rol în digestia intracelulară (distrugerea microbilor și a celulelor moarte).

- Aparatul Golgi se află în apropierea nucleului. Este format din vezicule sau cisterne. Are rol în secreția substanțelor necesare celulei.

- Centrozomul se întâlnește la majoritatea celulelor în afară de neuron. El se află în apropierea nucleului. Are rol în diviziunea celulară (rol în formarea fusului de diviziune) și în structura sa intră unu - doi centrioli. Incluziunile sunt produși rezultați din activitatea metabolică a celulei.

Nucleul: este cel mai mare organit. Există de obicei un singur nucleu situat central și de formă sferică. Nucleul are o membrană dublă străbătută de numeroși pori prin care se realizează schimbul de substanță dintre nucleu și citoplasmă. În interiorul nucleului se găsește citoplasmă sau nucleoplasmă. În afară de această se găsesc 1-2 nucleoli care sunt șferici. În nucleoplasmă se află filamente de ADN care au rol în transmiterea informației genetice. ADN-este un asociat cu proteine și formează structuri permanente ce sunt vizibile doar în timpul diviziunii celulare care se numesc cromozomi. ADN-ul reprezintă cromatina. Nucleul conține peste 90% din cantitatea de acid nucleic. Nucleul are rol în a controla activitatea celulară. Celulele pot prezenta un singur nucleu, mononucleare, două nuclee, binucleare, sau mai multe nuclee, polinucleare. Există celule lipsite de nuclei - anucleate cum ar fi hematia adultă și trombocitul.

Țesutul

Țesutul este o grupare de celule cu aceeași origine, structură și funcție.

Țesuturile au luat naștere ca urmare a multiplicării și diferențierii celulelor din foițele embrionale.Țesuturile omului se clasifică în: epiteliale, conjunctive, musculare și nervoase.

Țesutul epitelial

Țesuturile epiteliale acoperă suprafața externă a corpului, căptușesc cavitățile organelor interne, seformează pe renchimul glandelor exocrine și endocrine și membranele specializate în recepționarea stimulilor externi. Deci, după funcția pe care o îndeplinesc țesuturile epiteliale sunt de mai multe feluri: de acoperire, glandulare și senzoriale.

Celulele epiteliale sunt strâns unite între ele, printre celule aflându-se o substanță numită ciment, dacă se găsește în cantități mici, și fundamentală, dacă se găsește în cantități mari. Legătură dintre celule se realizează cu ajutorul tonofibrilelor sau desmozomilor (se consideră a fi prelungiri ale reticulului endoplasmatic). În zona de legătură cu țesutul conjunctiv, celulele epiteliale sunt așezate pe o membrană bazală, care are rol de suport și de schimb nutritiv cu acest țesut. Epiteliile nu au vase de sânge, schimbul de substanțe nutritive realizându-se prin difuzie de la celulele țesutului conjunctiv care le însoțesc întotdeauna. Printre celulele epiteliale se găsesc terminații nervoase cu rol senzitiv.

1. Epiteliile de acoperire sunt localizate în piele și mucoasele organelor cavitare.

După numărul straturilor de celule pot fi: unistratificate, pluristratificate sau pseudostratificate. Celulele lor sunt cubice, cilindrice (prismatice) sau turtite (pavimentoase) și au, în general, nuclei mari.

a) Țesuturile epiteliale de acoperire unistratificate cu celule:

-pavimentoase se găsesc în tunică internă a capilarelor sangvine și limfatice, peritoneu (susține organele abdominale), pericardul inimii, foițele pleurale (plămâni), alveolele pulmonare.

-cubice se găsesc la nivelul bronhiolelor și în canalele unor glande secretorii

-cilindrice se găsesc în organele tubului digestiv în regiunea situată între stomac și rect, mucoasa nazala și trompei uterine.

Aceste țesuturi sunt alcătuite dintr-un singur strat de celule care se sprijină direct pe membrană bazală. Epiteliile care au celule turtite (pavimentoase) se mai numesc și endotelii.

b)Țesuturile epiteliale de acoperire pluristratificate cu celule:

-pavimentoase se găsesc în epiderma, mucoasa esofagiana și bucală, uretre

-cubice se găsesc în canalele glandelor salivare

-cilindrice se găsesc la nivelul vezicii urinare, ureterelor și mucoasei laringiene și faringiene

c)Țesuturile epiteliale de acoperire pseudostratificate se găsesc în trahee și în bronhiile principale.

Epiteliile pluristratificate formează paturi alcătuite din mai multe straturi. Stratul profund se sprijină pe membrană bazală și este format din celule care se înmulțesc activ (strat generator). La suprafață acestor epitelii se află un strat superficial care vine în contact direct cu mediul intern sau extern. În cazul epidermei, celulele acestui strat se cheratinizeaza și mor (se descuameaza), fiind înlocuite permanent de celulele din stratul generator.

2.Epiteliile glandulare produc substanțe de secreție. Celulele lor sunt de obicei, ovale sau sfericesi au numeroase mitocondrii și un aparat Golgi foarte dezvoltat. Ele alcătuiesc parenchimul glandular care se asociază cu țesut conjunctiv, vase de sânge, limfatice și nervi și formează glandele secretoare. Acestea pot fi:

-exocrine - produsul de secreție este eliminat la exterior printr-un canal (glandele sudoripare și sebacee) sau în cavități (glandele salivare și gastrice)

-endocrine - produsul de secreție - hormonii - este eliminat direct în sânge; nu au canal excretor (tiroidă, paratiroidă, glandele suprarenale etc.)

-mixte au dublă secreție (hormoni și alți produși) (pancreasul, testiculul, ovarul).

Unele glande exocrine sunt unicelulare (exemplu, glandele din mucoasa bucală, din epiteliul intestinal, din epiteliul arborelui respirator etc.). Acestea au, în general, formă unui caliciu (de unde și numele de glande caliciforme) și secretă mucus. Alte glande exocrine sunt pluricelulare. Ele au o parte secretorie celulară și un canal excretor care poate fi simplu sau ramificat. Acestea au formă tubulară (glandele gastrice, intestinale), ramificată sau de ciorchine (acinoase) (exemplu, glandele salivare).

Glandele endocrine au celule secretoare grupate în foliculi, cordoane, insule, toate înconjurate de o bogată rețea de vase sangvine.

3.Epiteliile senzoriale sunt specializate în recepționarea diferiților stimuli din mediu. Ele sunt formate din celule senzoriale și celule de susținere. Celulele senzoriale au fie 2 prelungiri (una apicală și altă bazală), fie numai una apicală cu rol în recepționarea excitațiilor din mediu. Aceste excitații sunt trransformate în influx nervos și transmise terminatiilor nevoase ale neuronilor senzițivi cu care vin în contact prin polul bazal.

Celulele senzoriale sunt tactile (în epiderm), gustative (mugurii gustativi din epiteliul mucoasei bucale), auditive (epiteliul organului Corti din urechea internă), olfactive (epiteliul mucoasei nazale), celulele cu conuri și bastonașe din rețînă etc.

Rolul acestor epitelii senzoriale este foarte important pentru integrarea organismului în mediu.

Tesutul conjunctiv

Este tesutul care asigura rezistenta organismului. Leaga diferite organe interne intre ele, are rol trofic (de hranire) - depozitand grasimi, intervine in apararea organismului, in fagocitoza etc.

Tesutul conjunctiv este alcatuit din :

- celule;

- fibre: de colagen, reticulina, elastina ;

- substanta fundamentala, care poate fi: moale, semidura, dura.

Deci tesuturile conjunctive pot fi: moi, semidure, dure.

a).Tesutul conjunctiv moale poate fi :

- lax: conține în proporții relativ egale celule, substanță fundamentală și fibre;

- reticulat: format din fibre de reticulina dispuse sub formă de rețea, în ochiurile căreia se află substanță fundamentală și celulele de origine ale elementelor figurate ale sângelui. Se găsește de ex. în măduva hematogenă din oase.

- adipos: conține celule globuloase care au acumulat central grăsime ce împinge nucleul la periferie. Se găsește în hipoderm (stratul profund al pielii).

- fibros: conține predominant fibre colagene și elastice, puține celule și substanță fundă-mentală. Intră în constituția fășiilor care învelesc mușchii.

- elastic: conține numeroase fibre de elastina, anastomozate în rețele, cu puține celule și substanță fundamentală. Se găsesc în tunică mijlocie a vaselor de sânge.

b).Țesutul conjunctiv semidur este un țesut elastic dar și rezistent. Există trei feluri:

- hialin: fibrele sunt elastice și foarte dense. Ex.: cartilajele costale;

- elastic: fibre elastice mai puțin dense. Ex.: pavilionul urechii;

- fibros: predomină fibrele de colagen, dar sunt și fibre elastice. Ex.:discurile intervertebrale.

Țesutul cartilaginos nu este vascularizat, nutriția (hrănirea) lui realizându-se prin difuziune de la nivelul capilarelor pericondrului(o membrană ce îmbracă cartilajul).

c).Țesutul conjunctiv dur intră în alcătuirea oaselor.

Este format din:

- celule (osteoblaste, osteocite, osteoplaste);

- fibre

- substanță fundamentală (oseina)

Țesutul osos este:

- compact, aflat în diafiza oaselor lungi și la exteriorul oaselor scute și late;

- spongios, formează epifizele oaselor lungi.

d).Țesutul conjunctiv fluid -> sângele

Sangele este un lichid vital existent în corpul oamenilor precum și în cel al animalelor, care hrănește toate organele și țesuturile corpului și elimină substanțele nefolositoare sau reziduale din organism .Sângele transportă oxigen de la plamâni la toate țesuturile corpului, iar la întoarcere transporta substanțe nefolositoare, în special dioxidul de carbon la plamâni, iar de aici CO2 este scos din organism prin intermediul expirației. Când transportul de oxigen eșuează (sau nu are loc), persoană moare în câteva minute. Aproximativ 55% din cantitatea de sânge este reprezentată de lichidul cunoscut sub numele de plasmă. Restul de 45% este compus din trei tipuri de celule: celule roșii (eritrocitele), celule albe (leucocitele) și trombocitele.

Țesutul muscular

Mușchii corpului uman se grupează în trei clase:

· Prima clasă este formată din mușchi scheletici, adică mușchii striați care se fixează pe schelet. Aceștia sunt controlați de creier și împreună cu oasele pe care se fixează cu tendoane, sunt responsabili de orice mișcare voluntară, conștientă de la zâmbet până la urcatul scărilor.

· A două clasă este formată din mușchi netezi. Numele lor la fel că și în cazul mușchilor striați, provine de la structura microscopică. Rolul lor este realizarea mișcărilor involuntare ale organelor interne, de exemplu mișcările din intestin sau din vezica urinară, care nu pot fi controlate conștient, voluntar.

· Cea de-a treia clasă este formată din mușchiul care reprezintă cea mai mare parte din masă inimii,mușchiul cardiac.

Un mușchi se contractă dacă filamentele alcătuite din miozină alunecă pe filamentele subțiri alcătuite din actină.

Filamentele se organizează în mănunchiuri numite miofibrile. Între miofibrile se află granule de glicocen - rezervoarele de combustibil ale mușchilor - și mitocondrii care au rolul de centrale energetice. În mitocondrii se ard moleculele nutritive, energia eliberată astfel se înmagazinează în legături chimice utile celulei.

Miofibrele formează mănunchiuri mai complexe, fibre musculare. Acestea sunt de fapt celule musculare, nucleele fiind așezate lângă membrană. La fiecare fibră musculară se cuplează o fibră nervoasă, care în caz de nevoie va comandă contracția acesteia.

Fibrele musculare se grupează în mănunchiuri și mai mari. Fiecare mănunchi este înfășurat în țesut conjunctiv, asemenea izolației unui cablu electric. Mușchii mai mici sunt formăți doar din câteva legături de fibre musculare, dar cei mari-din sute de legături.

Țesutul nervos

Țesutul nervos este alcătuit din neuroni, celule diferențiate specific care generează și conduc impulsurile nervoase și celule gliale, care formează un țesut de suport sau interstitial al neuronilor.

I. Neuronul

Este o celulă de formă stelată cu una sau mai multe prelungiri. Componentele neuronului sunt: corpul celular și prelungirile acestuia.

1.Corpul celular formează substanță cenușie a sistemului nervos central și din ganglionii nervoși periferici. Este delimitat de o membrană lipoproteica: neurilema, are citoplasmă: neuroplasmă, care conține organite celulare și un nucleu, de obicei central, cu unul sau mai mulți nucleoli. Centrozomul lipsește din celulă nervoasă, care nu se divide. Unele organite celulare (mitocondrii, reticul endoplasmatic) sunt prezente și în alte celule, iar altele sunt specifice neuronului: corpusculii Nissl și neurofibrilele.

Corpusculii Nissl (corpii tigroizi) sunt alcătuiți din mase dense de reticul endoplasmatic rugos, la nivelul cărora au loc sintezele proteice neuronale. Neurofibrilele apar că o rețea omogenă de fibre care traversează întreagă citoplasmă. Au rol în transportul substanțelor din celulă și de susținere.

2. Prelungirile neuronale sunt:

Dendritele sunt prelungiri citoplasmatice extrem de ramificate, conțînând neurofibrile și corpi Nissl la baza lor. Ele conduc influxul nervos centripet (aferent), adică dinspre vârfurile ramificațiilor spre centru - spre corpul celular.

Axonul este o prelungire unică, lungă (poate atinge și un metru), alcătuită din axoplasmă (continuarea neuroplasmei) și axolema (continuarea neurilemei).

Axonul se ramifică în porțiunea terminală, ultimele ramificății fiind butonate (butoni terminali). Aceștia conțîn neurofibrile și mitocondrii, precum și vezicule în care este stocată o substanță (mediator chimic) prin care impulsul nervos este transmis altui neuron prin sinapsa interneuronala, axonii conducând impulsul nervos centrifug (eferent) - dinspre corpul neuronal spre butonii terminali.

Fibra axonului este acoperită de mai multe teci :

1. Teacă Schwann este formată din celule gliale, care înconjura axonii. Între două teci succesive se află strangulatiile Ranvier (regiune nodală). Majoritatea axonilor prezintă o tează de mielină, secretată de celulele gliale și depusă sub formă de lamele lipoproteice concentrice, albe, în jurul fibrei axonice. Axonii se vor numi mielinizati și vor avea o viteză mai mare de conducere decât cei nemielinizati, deoarece mielină se comportă că un izolator electric și impulsurile sar de la o strangulatie Ranvier la altă. Rolul tecii de mielină este de protecție și izolare a fibrei nervoase de fibrele învecinate, și de nutriție.

2. Teacă Henle este o teacă continuă, care însoțește ramificățiile axonice până la terminarea lor, alcătuite din țesut de tip conjunctiv care acoperă teacă Schwann, separând axonul de țesutul conjunctiv din jur. Această teacă are rol de nutriție și protecție.

Neuronii realizează o adevărată rețea, fiind legați între ei prin sinapse. Transmiterea sinaptică de la butonul terminal al neuronului presinaptic, la dentrita sau corpul celular al neuronului postsinaptic, se face prin intermediul mediatorilor chimici ca: acetilcolină, adrenalină, noradrenalină, care se eliberează din veziculele conținute în butonii terminali. Acești mediatori modifică proprietățile membranei celulei postsinaptice, care primește informația și o duce mai departe.

Celule nervoase

II. Celulele gliale, în număr de peste zece ori mai mare decât cel al neuronilor, se află printre aceștia. Aceste celule îndeplinesc mai multe roluri: de susținere, fagocitoză, apărare și troficitate (hrănire). Spre deosebire de neuroni, celulele gliale se pot divide, ocupând locul neuronilor distruși.

Proprietățile neuronului

1.Excitabilitatea - Proprietatea neuronului de a răspunde la acțiunea unui excitant (lovitură): mecanic, fizic (cald, rece), chimic (oțetul), electric (curent electric).

2.Conductabilitatea - Proprietatea neuronului de a conduce informații sub formă unui influx nervos (impuls).

-dendritele-corpul neuronului-axon-ramificațiile axonului

-dendritele-corpul neuronului(II)- axon(II)