КЛЕТКИ Твой организм состоит из 100 000 000 000 000 клеток! Подобно всем земным биологическим организмам, тело человека имеет клеточное строение. Клетка - это наименьшая самостоятельная единица жизни, вне клетки нет жизни! Диаметр клетки 1/1000 см. Все многоклеточные организмы, включая человека, начинают свое развитие с ОДНОЙ клетки. Именно в клетках происходят основные процессы обеспечения жизнедеятельности человека, а также патологические изменения, приводящие к болезням. Несмотря на свои микроскопические размеры, в жизни встречаются клетки-гиганты: рыбья икринка и курино яйцо - это единичные клетки. Клетки составляют основу тканей органов. Большинство клеток тела не связаны с внешней средой. Их жизнедеятельность обеспечивается внутренней средой, которую составляют 3 типа жидкостей: межклеточная (тканевая), которой клетки непосредственно соприкасаются, кровь и лимфа. Внутренняя среда обеспечивает клетки веществами, необходимыми для их жизнедеятельности, и через нее удаляются продукты распада. Внутренняя среда организма имеет относительное постоянство состава и физико-химических свойств. Только при этом условии клетки могут нормально функционировать. Клетки разнообразны по размерам, форме и функциям, но все они имеют некоторые общие черты строения. Основные части любой клетки - ядро и цитоплазма - полужидкая внутренняя среда клетки. Клетки отделены от окружающей их среды и друг от друга тонкой поверхностной пленкой - мембраной. Мембрана имеет очень важные свойства - она, ограничивая свободное перемещение веществ из клетки наружу и наоборот, избирательно пропускает вещества и молекулы, поддерживая таким образом постоянство состава и свойств цитоплазмы. Клеточная (или плазматическая) мембрана - это оболочка клетки толщиной всего в две молекулы, ограничивающее ее внутреннее содержимое от внешней среды. Она выполняет транспортную функцию и контроль за тем, что входит в клетку и что из нее выходит, ограничивая свободное перемещение веществ из клетки наружу и наоборот, избирательно пропускает вещества и молекулы, поддерживая таким образом постоянство состава и свойств цитоплазмы. В процессе жизнедеятельности клетки между ней и внешней средой постоянно происходит обмен веществ. Из внешней среды в клетку поступает вода, разнообразные соли, неорганические и органические молекулы. Они проникают в клетку через очень тонкие каналы мембраны. Во внешнюю среду выводятся продукты, образованные в клетке. В ядре клетки расположены нитевидные образования - хромосомы. В ядре каждой клетки человека (кроме половых клеток) содержится по 46 хромосом. Хромосомы являются носителями наследственных признаков организма, передающихся от родителей к потомству. Если соединить нити наших 46 хромосом, то их длина составляла бы около двух метров. Однако ядро, в котором они находятся, имеет диаметр меньше одной сотой миллиметра. Ограниченная от внешней среды плазматической мембраной, цитоплазма представляет собой внутреннюю полужидкую среду клеток. В составе основного вещества цитоплазмы преобладают белки. В цитоплазме протекают основные процессы обмена веществ, она объединяет в одно целое ядро и все органоиды, обеспечивая их взаимодействие, деятельность клетки как единой целостной живой системы. В цитоплазме размещаются ядро и мельчайшие структуры - органоиды. Эндоплазматическая сеть - участвует в синтезе белка, который осуществляется в рибосомах, и связывает между собой основные органоиды клетки. Рибосомы - синтезируют белки. Расположенные на мембранах эндоплазматической сети, образуют вместе с ней единый аппарат биосинтеза и транспортировки белков. Митохондрии - это "энергетические станции" клеток. Они синтезируют АТФ (аденозинтрифосфорная кислота), которая расщепляясь выделяет большое количество энергии. Лизосомы - выполняют роль желудков клетки, разлагая и переваривая органические вещества пищи, попавшей внутрь клетки, и вышедших из строя частей самой клетки. Комплекс Гольджи - "упаковывают" и распределяют произведенные клеткой вещества (белки, жиры, углеводы), как правило, предназначенные на "экспорт" в различные органы. Здесь также производятся лизосомы. Клеточный центр - играют важную роль в делении клетки. Клетке, как живому, организму присущи его свойства. В клетках происходит обмен веществ: из межклеточного вещества в клетки постоянно поступают питательные вещества и кислород и выводятся продукты распада. Вещества, поступившие в клетку, участвуют в биосинтезе, в процессе которого образуются другие вещества, свойственные данному типу клетки. Например, в клетках мышц образуются белки, обеспечивающие сокращение мышц. Одновременно с биосинтезом происходит распад органических соединений. В результате распада образуются вещества более простого строения. Большая часть распада происходит с участием кислорода и освобождением энергии, расходуемой на жизненные процессы, протекающие в клетке. Вот почему организм человека нуждается в кислороде, который поступает с воздухом во время дыхания. Клетки могут расти и размножаться. Клетки тела человека размножаются делением пополам. Каждая из образовавшихся дочерних клеток растет и достигает размеров материнской. Новые клетки выполняют функцию материнской клетки. Продолжительность жизни клетки различна: от нескольких часов до десятков лет. Живые клетки способны реагировать на химические и физические изменения окружающей их среды. Это свойство клеток называется возбудимостью. При возбуждении в клетках меняется скорость биосинтеза и распада веществ, потребление кислорода, температура. В возбужденном состоянии разные клетки выполняют свойственные им функции. Например, мышечные - сокращаются, а в нервных клетках возникает слабый электрический сигнал - нервный импульс, который может распространяться по клеточным мембранам. Что же такое клетка-организм, ведущий столь сложное и активное существование? Клетка - это система, состоящая из сложных органических молекул - полимеров. В состав клеток входят также малые органические и неорганические молекулы. Больше всего в клетках воды. Она необходима для всех жизненных процессов. Вода - хороший растворитель. В водном растворе происходит химическое взаимодействие различных веществ. Главную роль в осуществлении функций клетки принадлежит органическим соединениям. Среди них наибольшее значение имеют белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты. Белки - это основные и наиболее сложные вещества любой живой клетки. По размерам белковая молекула в сотни и тысячи раз превосходит молекулы неорганических соединений. Без белков нет жизни, они составляют ее основу. Жиры и углеводы имеют менее сложное строение. Они являются строительным материалом клетки и служат источниками энергии для процессов жизнедеятельности организма. Нуклеиновые кислоты образуются в клеточном ядре. Эти вещества участвуют в хранении и передаче наследственных свойств клетки. Жизнь клетки включает два периода: деление, в результате которого образуются две дочерние клетки, и интерфаза - период между делениями. Живая клетка невероятно сложна. Биолог Фрэнсис Крик пытался простым образом объяснить ее деятельность, но в конце концов осознал, что это возможно лишь до определенной степени, сказав: "Поскольку это очень сложно, читателю не стоит биться над всеми деталями." Инструкции внутри ДНК клетки, "если выписать их, заполнили бы тысячу книг в 600 страниц каждая, - объясняет американский журнал National Geographic. - Каждая клетка - это мир, кишащий чуть ли не двумястами триллионами крошечных атомных групп - молекул ..." Чтобы дать представление о жизнедеятельности клетки, в журнале Newsweek (США) приводится следующая иллюстрация: "Каждая из этих ста триллионов клеток функционирует, как окруженный стеной город. Электростанции вырабатывают для клетки энергию. Фабрики производят белки - необходимые для химического товарообмена продукты. Сложные транспортные системы перевозят определенные химикалии внутри клетки от одного места к другому, а также за ее пределы. На пограничных пунктах стражи проверяют экспорт и импорт, контролируя внешний мир относительно признаков опасности. Дисциплинированные биологические вооруженные силы стоят наготове, чтобы принять необходимые меры против захватчиков. Центральное генетическое правительство поддерживает порядок."