2. Методи анатомічного дослідження. Клітинна та тканинна організація будови тіла людини

1.Методи анатомічних досліджень.

2. Клітинна теорія .Клітина, як елементарна частина живого.

3. Нейрон. Класифікація нейронів. Будова нейронів.

4. Тканини. Класифікація тканин. Нервова тканина.

2.1. Методи анатомічних досліджень.

Слово «анатомія» походить від грецького кореня «αυατομη|», що означає|значить| «розтин». Сама назва науки указує|вказує| на основний і найстаріший метод, якими вона користується, — метод розтину і препарування| трупів.

Цей метод дає можливість|спроможність| вивчати будову|споруду| і взаємне розташування органів. Препаруванню| піддаються або свіжі трупи, або, в більшості випадків, спеціально оброблені і такі, що зберігаються у формаліні. Для препарування| уживається ряд|лава,низка| спеціальних інструментів: скальпелі, пінцети, кусачки, пилки, голки і ін.

Метод фіксації, або консервування, - окремих органів чи трупів в спеціальних рідинах (формалін, спирт) з метою довготривалого зберігання.

Метод мацерації (вимочування) застосовується для звільнення кісток від м'яких тканин. Для цього їх замочують у воді, розчинах лугу чи кислот, потім знежирюють, наприклад бензином, і висушують.

Другим методом, яким користуються в анатомії, є|з'являється,являється| метод наливки або ін'єкції. Він полягає в наповненні кровоносних і лімфатичних судин|посудин| або окремих порожнин тіла кольоровими застигаючими масами (підфарбована желатину і інші спеціальні суміші). Цей метод дає можливість|спроможність| прослідкувати|прослідити| розташування в тілі окремих, навіть найдрібніших|мільших| судин|посудин|, їх топографію, вивчити об'єм|обсяг| і конфігурацію ряду|лави,низки| порожнин тіла і їх взаємний зв'язок.

Для органів з|із| дуже складною і тонкою будовою|спорудою| (печінка, легені) застосовують метод корозії, або роз'їдання. Суть|сутність,єство| цього методу зводиться до того, що після|потім| наповнення судин|посудин| або проток|протоків| органу щільними твердіючими масами (віск, легкоплавкі|легкоплавні| метали) орган поміщається в розчин, який руйнує всі м'які тканини, залишаючи тільки|лише| воскові або металеві зліпки цих судин|посудин|.

Для вивчення тканинної і клітинної будови застосовують методи макроскопії (вивчення під лупою), мікроскопії (вивчення під мікроскопом) та електронної мікроскопії (вивчення під електронним мікроскопом.

Могутнім|усемогутнім| методом в сучасній анатомії є|з'являється,являється| метод рентгеноскопії. Рентгенівські промені, проходячи через людський організм, дають на екрані тіні різної густини, залежно від ступеня|міри| проникності для них тканин тіла. Цей метод, на відміну від попередніх, дає можливість|спроможність| вивчати анатомію не тільки|не лише| на трупі, але і на живій|жвавій| людині в процесі руху, роботи. Так, наприклад, при просвічуванні рентгенівськими променями можна спостерігати роботу серця, скорочення діафрагми, шлунку, кишок і ін.

Видозміною методу рентгеноскопії є комп’ютерна томографія. Піддослідного поміщують в спеціальне кільце томографа з великою кількістю датчиків які вловлюють рентгенівські промені, якими пошарово просвічують тіло. Комп’ютер збирає інформацію від датчиків і дає детальне зображення. При цьому можна любий орган побачити в любому масштабі і з різних боків, за винятком внутрішньої будови кісткових органів.

Наступний метод вивчення живих організмів без втручання – це позитрон-емісійна томографія. Принцип дії в тому, що радіоактивна речовина вводиться в молекули якої-небудь природної сполуки (наприклад, глюкози) і вводяться в організм. Сполука розповсюджується по організму і випромінює позитрони які вловлюються датчиками і на комп’ютері видно зображення. Як правило хворі клітини більш інтенсивно накопичують глюкозу і, відповідно, радіоактивну речовино, що добре видно на екрані.

При магнітно-резонансній томографії для створення високоточного пошарового зображення внутрішніх структур використовують потужне магнітне поле і радіохвилі. Дані одробляються комп’ютером і в деталях можна побачити внутрішні органи навіть заглянути в кісткову порожнину, в середину черепа.

Будову внутрішніх органів можна досліджувати і за допомогою ультразвуку. Ультразвукове дослідження(УЗД) – це, по суті, ехолокація за допомогою звукових хвиль, які не сприймаються вухом людини. Коли хвилі досягають межі органів, які розрізняються за щільністю, утворюється луна. Відбиті звуки вловлюються датчиками і комп’ютер аналізуючи дані перетворює їх в дво- або тривимірні зображення органів. При цьому добре видно розміри і форма органу. Низькочастотні хвилі здатні проникати глибше в середину тіла, а високочастотні дозволяють краще обстежити зовнішні органи (око, шкіру).

Не позбавлений значення метод вивчення анатомії на живій|жвавій| людині Шляхом промацування, вистукування (перкусії) і вислухування. Цими методами можна точно встановити положення|становище| в тілі окремих кісток|кістей|, м'язів, внутрішніх органів, вказати їх розміри і межі|кордони|, встановити проекцію їх на поверхню тіла живої|жвавої| людини.

Велике значення мають антропометричні метод: антропометрія та соматоскопія. Дані цих методів дають можливість|спроможність| вивчити закономірності зростання|зросту|, ваги, об'єму|обсягу| людського тіла, встановити пропорції його окремих частин|часток|, виявити ухилення від норми і дати порівняно точну характеристику фізичного стану того або іншого індивідуума.

У функціональній анатомії використовується експериментальний метод з використання пристроїв і приладів – спірометр (визначення життєвої ємності легень), динамометр (визначення сили м’язів), тонометр (визначення артеріального тиску).

Сучасна анатомія використовує також ряд|лаву,низку| другорядних методів, запозичених із|із| споріднених|родинних| дисциплін – гістології, фізіології. До таких методів відносяться: прояснення щільних органів різними маслами|мастилами,оліями|, отримання|здобуття| зрізів, експеримент на тваринах і т. п.

2. Клітина, як елементарна частина живого. Клітинна теорія

Клітини всіх організмів мають принципово однакову будову, на що вказували автори клітинної теорії (М.Шлейден і Т.Шван ще в 1839 р.).

В загально біологічному та еволюційному аспекті клітини є системами, що історично виникли, послідовно розвиваються та одночасно найбільш складними.

Клітина – це генетична, структурна та функціональна одиниця живого і являє собою обмежену активною мембраною систему біополімерів, які приймають участь в єдиному процесі обміну речовини та енергії і на основі генетичної інформації, здатні до саморегуляції, самооновлення і самовід-творення як окремих елементів, так і всієї системи в цілому. Це відкрита система, через яку проходять потоки речовини, енергії та інформації.

Зовні клітина покрита плазматичною мембраною, в якій вмонтовані різні білки. Одні з них повністю пронизують мембрану – це інтегральні білки, інші частково занурені – це напівінтегральні, а ще є поверхневі. Інтегральні білки, як правило, з’єднані з поліцукрами і утворюють глікопротеїди. Поліцукри як пушок вкривають поверхні мембрани, формуючи її рецепторний апарат – глікокалікс. Під мембраною знаходяться скоротливі білки. Отже мембрана, глікокалікс і підмембранний опорно-скоротливий апарат утворюють разом поверхневий апарат клітини (цитолему), що виконує такі функції: обмежувальну, бар’єрну, рецепторну, транспортну, міжклітинного кон­такту і т.д.

Живий вміст клітини називаються протоплазмою і поділяється на ядро і цитоплазму. Тобто цитоплазма – це вміст кліпни без ядра. В цитоплазмі відбуваються процеси обміну речовин та енергії, тому її називають метаболічним апаратом. Рідина, в якій знаходяться всі компоненти (органоїди, тобто обов’язкові складові і включення – необов’язкові складові) цитоплазми, називається цитозоль (або гіалоплазма) і виконує такі функції: інтегруючу, синтезу (прирощуван­ня) мембран, місце перебігу біохімічних реакцій, участь в біохі­мічних реакціях, місце відкладання поживних речовин, місце накопичення і зона дії АТФ.

Лізосоми – це пухирці, що обмежені одношаровою мембраною, містять гідро­літичні ферменти (гідролази), розщеплюють органічні речовин» (в т.ч. і власні органоїди, які відслужили свій термін) до мономерів, тобто лізосоми функніонують як травна система у тварин.

Схема будови клітини: 1 – цитолема, 2 – цитоплазма, 3 – гранулярна ендоплазматична

сітка, 4 – вакуоля, 5 – цитоцентр, 6 – ядерна оболонка, 7 – рибосоми, 8 – ядерце, 9 – агранулярна ендоплазматична сітка, 10 – мітохондрія

Найбільший органоїд цитоплазми – ендоплазматична сітка (ЕПС). Вона являє собою систему мембран. Є гранулярна сітка, на якій інтегровані рибосоми, і агранулярна або гладенька, на якій рибосом нема. ЕПС виконує такі функції: збільшує внутрішню реагентну поверхню клітини, поділяє клітину на ряд замкнених і незамкнутих просторів, упорядковує перебіг біохіміч­них реакцій в просторі і часі, біосинтез білка (гранулярна ЕПС), метаболізм ліпідів і вуглеводів (агранулярна ЕПС).

Апарат Гольджі (АГ) складаєься в диктосом, що являють со­бою систему сплющених мембранних мішечків (цистерн) та канальців. У тварин і грибів цистерни розміщуються комплексно, а в рослин розкидані в цитоплазмі. Функції АГ: накопичення речовин синтезованих в ЕПС, їх модифікація, мембранна упаковка, транспорт за межі клітини (секреція). АГ є джерелом лізосом, пероксидом та протеосом.

Мітохондрії – органоїди, що обмежені подвійною мембраною, мають різну величину і форму. Внутрішня мембрана має вирости (крісти), що збільшують внутрішню реагентну поверхню мітохондрій. Мітохондрії містять окисно-відновні ферменти, ДНК з інформацією на 13 білків, рибосоми бактеріального типу. Функція мітохондрій – окиснення органічних речовин (в основному глюкози) до окиду карбону і води, в результаті чого звільняється енергія, яка запасаються в формі АТФ. Таким чином мітохондрії – це енергетичні станції клітини.

Рибосоми – органоїди, що здійснюють біосинтез білка. Кожна рибосома складається з двох співодиниць – великої і малої. Синтезуються співодиниці в ядерці. Велика спів одиниця складається з 3-х молекул рРНК і 45 білків, а мала – з однієї молекули рРНК і 30 білків.(У бактерії відповідно велика – 2 молекули рРНК і 34 білків і мала – одна молекула рРНК і 21 білок). Під час біосинтезу велика і мала співодиниці об'єднуються на іРНК, їх розмір 23х35нм (у бактерій 20х30нм).

Пероксисоми – органоїди, де руйнується перокисид гідрогену, що утворюється в процесі метаболізму.

Протеосоми – діжкоподібні органоїди еукаріотичних клітин, в яких всі види білків розщеплюються до фрагментів в 7-9 амінокислотних залишків.

Крім того в цитоплазмі є клітинний центр (цитоцентр), що складається з центріолей і центросфери. Під час поділу клітини центріолі попередньо подвоївшись утворюють полюси клітини, а центросфера – нитки ве­ретена поділу, Рослинні клітини можуть мати ще й пластиди, зокрема хлоропласти. Вони мають, як і мітохондрії, подвійну мембра­ну, при цьому внутрішня утворює систему тилакоїдів і гран. Функ­ція хлоропластів – фотосинтез

Ядро – органоїд еукаріотичних клітин, що обмежений двомембранною пористою оболонкою (картотекою) і заповнений рідиною, яка називається каріоплазмою. До внутрішньої мембрани ядерної оболонки прилягає шар білку – ламіна, до якої в інтерфазі центромерами фіксуються деспіралізовані хромосоми. В інтерфазному ядрі чітко виділяються одне або кілька ядерець на фоні деспіралізованих хромосом. Ядро – це інформаційний центр клітини.

Ядерце – область ядра, де синтезується р-РНК і складаються рибосоми. Утворюється ядерце ядерцевими організаторами. Велика концентрації тандемних повторів р-РНК-ових генів та інтенсивна їх транскрипція визна­чають характерну морфологічну будову ядерця, яке не має чітко визначених меж. Кількість ядерець в онтогенезі не постійна.

Хромосома – (дослівно: забарвлене тіло) – комплексна сполука ДНК (40%) та білків (40% структурних гістонових і 20% регуляторних), дискретний матеріальний носій спадкової інформації. Хромосоми в інтерфазі знаходяться в деспіралізованому стані (їх не видно в світловий мікроскоп) і утворюють так званий хроматин, а під час поділу – в спіралізованому і добре забарвлюється основними фарбниками, тому видимі в оптичний мікроскоп. Xромосоми одночасно є й одиницями реплікації спадкової інформації.

Ядерцеві організатори – ділянки хромосом, на яких локалізована інформація про р-РНК. Кожен ядерний організатор відповідає кластеру генів р-РНК, які тандемно повторюються.

При всій загальності за будовою конкретні клітини в мають найрізноманітнішу форму, яка залежить від функції і розміщення в організмі. За формою клітини бувають: кулясті, овальні, видовжені, циліндричні, галузисті і т.д.

Клітини різної форми людського організму: 1 – нервова, 2,3,4 – епітеліальні, 5 – паренхімна (сполучнотканинна), 6 – яйцеклітина (без корони), 7 – м’язова.

2.3. Нейрон. Класифікація нейронів. Будова нейронів.

Основними клітинами нервової тканини є нейрони. Нейрон або неврон – нервова клітина, основний структурний і функціональний елемент нервової системи. Складається з тіла і відростків (аксона, дендритів; див. мал.). Крім характерних для тваринних клітин органел, у цитоплазмі (нейроплазмі) нейрона завжди містяться нейрофібрили і так звана хроматофільна речовина.

Класифікують нейрони за функцією та формою тіла і кількістю відростків.

За функцією нейрони розрізняють:

а/ аферентні (чутливі), які сприймають і передають збудження від рецептора;

б/ еферентні (ефекторні), які посилають нервові імпульси до виконавчих органів (наприклад, мотонейрони – до м'язів);

в/ вставні (інтернейрони), які зв'язують один нейрон з іншим.

За формою тіла та кількістю відростків розрізняють нейрони: а/ уніполярні (з одним відростком, тіло більш-менш кулястої форми), біполярні (з двома відростками, тіло видовжене), б/ мультиполярні (з багатьма відростками, тіло неправильної багатокутної форми). Розміри нейронів різні: у ссавців, у тому числі людини, – від 5-7 до 150 мкм, у безхребетних – до 500 мкм. Нейрони зв'язуються один з одним, а також з органами і в тканинами, які вони іннервують, за допомогою своїх відростків, що їх кінцеві відділи утворюють нервові закінчення. Тіла нейронів містяться переважно в центральній нервовій системі або в гангліях, а відростки, об'єднуючись, утворюють нервові волокна.

Схематичне зображення нейрона: 1 – дендри­ти; 2 – тіло клітини; 3 – аксонний горбик (тригерна ділянка); 4 – аксон; 5 – мієлінова оболонка; 6 – ядро нейролемоцита; 7 – перехват Ранв'є; 8 – ефекторні нервові за­кінчення.

Синапси – спеціалізовані утвори структурно-функціонального зв'язку двох нейронів або аксонної терміналі нейрона з ефекторною клітиною. Функція синапсів – сприйняття й передачі нервових імпульсів. Термін «синапс» ввів Ч.Шеррінгтон (1897). Синапс складається з пресинаптичної, постсинаптичної частин та синаптичної щілини. Пресинаптична частина являє собою аксонну терміналь або іншу частину нейрона і передає збудження. Постсинаптична частина представлена специфічними ділянками мем­брани нейрона або ефекторної клітини та сприймає збудження. Синаптична щілина – це проміжок між мембранами пресинаптичної та постсинаптичної частин.

За меха­нізмом передачі збудження розрізняють хімічні синапси, в яких передача здійснюється медіа­торами та електричні синапси, в яких передача здійснюється електричним стру­мом і змішані, в яких нервовий імпульс може передаватись як медіаторами, так і електрично.

Хімічні синапси мають у протоплазмі пресинаптичної частини нейронів різні уль­траструктурні елементи, зокрема синаптичні пухирці розміром 40-200 нм, що містять значну кількість медіатору. Синаптична щілина хімічних синапсів має ширину в кілька де­сятків нм. Хеморецептивна постсинаптична мембрана цих синапсів чутлива до медіатору. Хімічні синапси ха­рактеризуються великою (0,5 і більше мс) синаптичною затримкою (часом передачі збудження через синапс) передачі нервового імпульсу та однобічною провід­ністю – від пресинаптичної до постсинаптичної час­тина.

В електричних синапсів у пресинаптнчній части­ні немає синаптичних пухирців і ширина синаптичної щілини (щілинний контакт) близько 2 нм. Постсинаптична мембрана їх не хеморецептивна, у них не має синаптичної затримки і провідність двобічна.

Змішані синапси мають і хімічний і електричний механізми передачі.

Функціонально розрізняють а/ збуджуючі та б/ гальмівні синапси. У збуджуючих синапсів при активації пресинаптичної частини у постсинаптичній мембрані виникає збудження, а в гальмівних – виникає гальмування.

Залежно від того, які частини нейронів контактують між собою, розрізняють наступні синапси: аксо-соматичні, аксо-дендритні, аксо-аксональні, дендро-дендритні, сомато-дендритні й сомато-соматичні.

Схематичне зображення синапсів: А – хімічний механізм передачі нервового збудження, Б – електричний механізм, В – змішаний механізм. 1 – пресинаптична мембрана, 2 – синаптична щілина, 3 – постсинаптична мембрана, м – мітохондрія, сп – синаптичні пухирці.

Медіатори або трансмітери – речовини, що пе­редають збуджуючий або гальмівний вплив з нервових клітин на інші клітини – нервові, м'язові або залозисті.

При передачі збудження з нервових волокон на волок­на поперечносмугастих м'язів, гладеньких м'язів стінки шлунково-кишкового трак­ту, на клітини вегетативних нервових вуз­лів (гангліїв), на залозисті клітини та гальмівного впливу з нервових волокон на серцевий м'яз є ацетилхолін.

Ацетилхолін – це оцтовокислий ефір холіну, його формула – НО(СН₃)₃N(СН₂)₂СОСН₃, Молекулярна вага 163. біосинтез відбувається в ендоплазматичнфй сітці холінергічних нейронів з холіну та оцтової кислоти за допомогою ферменту холінацетилтрансферази. З ендоплазматичної сітки ацетилхолін направляється в апарат Гольджі, де зв’язується з білками, які захищають його від розщеплення ацетілхолінестеразою, а потім накопичується в вигляді пухирців. Вивільняється з пухирців в момент збудження нервового волокна. Проникає в синаптичну щілину і взаємодіє з холінорецепторами постсинаптичної мембрани викликаючи виникнення нервового імпульсу. Вивільнений ацетилхолін швидко руйнується ацетілхолінестеразою і втачає активність. Утворений при цьому холін знову використовується для ре синтезу медіатора.

При передачі збудження на серцевий м'яз, гладенькі м'язи (крім м'язів стінок шлунково-кишкового тракту) та передачі галь­мування на м'язи шлунково-кишкового тракту медіатором є норадреналін.

Норадреналін є одночасно і медіатором нервової системи, і гормоном, і попередником синтезу адреналіну. Як медіатор він синтезується в норадренергічних нейронах. Ці нейрони утворюють кілька клітинних груп в складі довгастого, середнього проміжного мозку та варолієвого моста. Секреція норадреналіну відростками цих центальних нейронів здійснюється в обширних ділянках головного і спинного мозку. Біохімічним попередником норадреналіну є дофамін, який теж є медіатором.

При передачі збуджуючих і гальмівних впливів у центральну нервову систему роль медіаторів можуть виконувати дофамін, серотонін, деякі амінокислоти, зокрема, гальмівного впливу – гамма-аміномасляна кислота.

Серотонін також є і медіатором і гормоном. В нервовій системі синтезується в серотонінергічних нейронах з амінокислоти триптофану. Такі нейрони є в стінці третього шлуночка, та в давній стовбурній частині в складі ядер шову. Відростки цих нейронів інервують великі частини центральної нервової системи.

Медіатори синтезуються в нервових клітинах і містяться в закін­ченнях аксонів цих клітин. При збуджен­ні нервового закінчення медіатор виділяється в міжклітинне середовище і діє на спепіалізовані структури на поверхні клітин-цілей – синаптичні рецептори (холінорецептори, адренорецептори). Ця дія викликає зміни в іонній проникності плазматичної мембра­ни клітини-цілі внаслідок чого в ній виникає збудження або гальмування.

Крім нейронів в склад нервової системи входять ще й нейрогліальні (гліальні) клітини.

Нейроглія – складова частина нер­вової тканини головного і спинного моз­ку, що заповнює проміжки між нервови­ми клітинами (нейронами), їхніми відрост­ками й мозковими капілярами. Нейроглію поділя­ють на макроглію і мікроглію. Макроглія походить з ектодерми і складається з епендими, астроглії та олігоглії.

Клітини епендими мають циліндричну форму, щіль­но прилягають одна до одної; вистеляють шлуночки головного мозку і центральний канал спин­ного мозку.

Астроглія – зірчасті кліти­ни, що, сплітаючись своїми відростками, утворюють остов мозку; основний елемент гемато-енцефалічного бар'єру; бере участь у регуляції водно-сольового обміну.

Клі­тини олігоглії дрібніші, з короткими відростками, оточують переважно тіла нейронів і їх відростки; беруть участь в утворенні мієлінових оболонок аксонів; забезпечують транспорт речовин у нейро­ни.

Мікроглія представлена поодинокими клітинами з невеликими відростками і розвивається з мезенхіми. Її клітини здатні до фагоцитозу і виконують в нервовій систем захисні функції.

Нейролемоцити або шваннівські клітини – це клітини нервової тканини, що утворюють оболонку нервових волокон. Мають овальне ядро. 1-2 ядерця, на внутрішній поверхні ядерної оболонки – хроматин. Виконують переважно опорну та трофічну функції; в м'якотннх волокнах – функцію утворення (а при ушкодженні нервового волокна – руйнування) мієліну. Нейролемоцити описав німецький вчений Теодор Шванн (1938).

Мієлінова або м’якушева оболонка – оболонка м’якушевого нервового волокна. Складається з білково-ліпідного комплексу – мієліну. Зовні вкрита мембраною нейролемоцита, з середини межує з мембраною аксона. Утворюючи мієлінову оболонку нейролемоцити багато разів обгортають аксон. Мієлінова оболонка в межах центральної нервової системи є суцільним утвором, але в ділянках так званих перехватах Ранв’є в нервах вона переривається. Мієлінова оболонка запобігає розсіюванню нервових імпульсів (ці імпульси мають електричну природу) і переходу їх на інші нервові волокна та забезпечує їх швидке проведення.

Нейроглія (схема). А — макроглія спинного мозку; Б — клітини мікроглії спинного мозку 1— протоплазматичні астроцити; 2 — волокнисті астроцити; 3 — епендимоцити; 4 — від ростки епендимоцитів; 5 — олігодендроцит

Нервові імпульси – це хвиля збудження, що виникає як відповідь рецепторів на подразнюючий вплив будь-яких факторів і короткочасно з великою швидкістю поширюється по нервовому волокну до нервових центрів в ЦНС від неї до органів, що виконують певні функції ( до скелетних м’язів, судин, залоз тощо). В основі нервового імпульсу лежать фізіологічні та фізико-хімічні зміни в нервовій тканині. Причиною поширення нервового імпульсу є утворення різниці потенціалів між збудженими і не збудженими ділянками цієї тканини. Швидкість поширення нервового імпульсу в різних нервових елементах коливається від 0,5 м/сек. до 100-120 м/сек., а тривалість – від кількох десятитисячних до десятих часток секунди, нервові імпульси лежать в основі діяльності нервової системи.