Клетка. Строение клетки

ü Клетки – это основные строительные кирпичики нашего тела. Большинство из них столь крошечные, что на булавочной иголке их поместится 10 000.

ü В организме более 200 000 различных видов клеток, включая нервные, клетки кожи, крови, костей, жировые, мышечные и многие другие.

ü Клетка – это небольшой набор органических веществ с тонкой мембраной из белка и жира. Мембрана обеспечивает целостность клетки, пропуская питательные вещества внутрь, и выводя наружу мусор.

ü Внутри клетки находится жидкая цитоплазма, в которую погружены различные мелкие структуры, называемые органеллами.

ü В центре клетки находится ядро – это контролирующий орган, который содержит удивительную молекулу ДНК. ДНК не только содержит инструкцию, необходимую для функционирования клетки, но также информацию для новой человеческой жизни.

ü Каждая клетка – это настоящая химическая фабрика, где органеллы постоянно заняты, транспортируя химические вещества внутрь и вне клетки, расщепляя нежелательные вещества и синтезируя новые.

ü Самые крупные клетки тела – нервные. Хотя ядро нервной клетки микроскопическое, хвостики некоторых клеток могут быть больше метра длиной, и их видно даже без микроскопа.

ü Среди самых маленьких клеток организма – красные клетки крови. Они всего 0,0075 мм. в поперечнике и лишены ядра, поскольку их единственная задача – перенос кислорода.

ü Большинство клеток тела живут очень короткое время, постоянно заменяясь новыми. Исключение составляют нервные клетки – они живут долго, но редко замещаются.

Великий русский физиолог И.П. Павлов писал: «Науку принято сравнивать с постройкой. Как здесь, так и там трудится много народа, и здесь, и там происходит разделение труда. Кто составляет план, одни кладут фундамент, другие возводят стены и так далее...». «Постройка» клеточной теории началась почти 350 лет назад.

Итак, 1665 год, Лондон, кабинет физика Роберта Гука. Хозяин настраивает микроскоп собственной конструкции. Профессору Гуку тридцать лет, он окончил Оксфордский университет, работал ассистентом у знаменитого Роберта Бойля. Очень жаль, что до нас не дошёл ни один портрет Гука. Впрочем, их вообще не было. Учёный считал себя некрасивым и отказывался позировать.

Гук был неординарным исследователем. Свои попытки заглянуть за горизонт человеческих познаний он не ограничивал какой-либо одной областью. Проектировал здания, установил на термометре «точки отсчёта» - кипения и замерзания воды, изобрёл воздушный насос и прибор для определения силы ветра... Потом увлёкся возможностями микроскопа. Он рассматривал под стократным увеличением всё, что попадается под руку, - муравья и блоху, песчинку и водоросли. Однажды под объективом оказался кусочек пробки. При её рассмотрении учёный увидел удивительную картину – правильно расположенные пустоты, похожие на пчелиные соты. Позднее такие же ячейки он нашёл не только в отмершей растительной ткани, но и живой. Гук назвал их клетками (англ. cells) и вместе с полусотней других наблюдений описал в книге «Микрография». Однако именно это наблюдение под №18 принесло ему славу первооткрывателя клеточного строения живых организмов. Славу, которая самому Гуку была не нужна. Вскоре его захватили другие идеи, и он больше никогда не возвращался к микроскопу, а о клетках и думать забыл.

Зато у других учёных открытие Гука пробудило крайнее любопытство. Итальянец Марчелло Мальпиги называл это чувство «человеческим зудом познания». Он также стал рассматривать в микроскоп разные части растений. И обнаружил, что те состоят из мельчайших трубочек, мешочков, пузырьков. Разглядывал Мальпиги под микроскопом и кусочки тканей человека и животных. К сожалению, техника того времени была слишком слаба, поэтому клеточное строение животного организма учёный так и не распознал.

Дальнейшая история открытия продолжилась в Голландии. Антони ван Левенгук (1632-1723) никогда не думал, что его имя будет стоять в ряду великих учёных. Сын промышленника и торговца из Делфта, он тоже торговал сукном. Так и прожил бы Левенгук незаметным коммерсантом, если бы не его страстное увлечение да любопытство. На досуге он любил шлифовать стёкла, изготовляя линзы. Голландия славилась своими оптиками, но Левенгук достиг небывалого мастерства. Его микроскопы, состоявшие из одной линзы, были гораздо сильнее тех, которые имели несколько увеличительных стёкол. Сам он утверждал, что сконструировал 200 таких приборов, дававших увеличение до 270 раз. Ведь ими было очень трудно пользоваться.

Через свои линзы естествоиспытатель увидел новый мир, о существовании которого не догадывались даже отчаянные фантазёры. Больше всего поразили Левенгука его обитатели – микроорганизмы. Эти мельчайшие существа обнаружились везде: в капле воды и комке земли, в слюне и даже на самом Левенгуке. С 1763 года подробные описания и зарисовки своих удивительных наблюдений исследователь отправлял в Лондонское королевское общество. Учёные мужи не спешили ему верить. Ведь было задето их самолюбие: «неуч», «профан», «мануфактурщик», а туда же, в науку. Левенгук тем временем посылал новые письма о своих замечательных открытиях. В итоге академикам пришлось признать заслуги голландца. В 1680 г. Королевское общество избрало его полноправным членом. Левенгук стал мировой знаменитостью. Отовсюду в Делфт ехали смотреть на диковины, открываемые его микроскопами. Одним из самых знаменитых гостей был русский царь Пётр I – большой охотник до всего нового... Левенгуку, не прекращавшему исследований, многочисленные гости только мешали. Любопытство и азарт подгоняли первооткрывателя. За 50 лет наблюдений Левенгук открыл более 200 видов микроорганизмов и первым сумел описать структуры, которые теперь являются клетками человека. В частности, он увидел эритроциты и сперматозоиды (по его тогдашней терминологии, «шарики» и «зверьки»). Конечно, Левенгук и не предполагал, что это были клетки. Зато он рассмотрел и очень подробно зарисовал строение волокна сердечной мышцы.

Антони ван Левенгук был единственным за всю историю построения клеточной теории учёным без специального образования. Зато все остальные, не менее знаменитые исследователи клеток учились в университетах и были людьми высокообразованными. Немецкий учёный Каспар Фридрих Вольф (1733-1794) изучал медицину в Берлине, а затем в Галле. Уже в 26 лет написал он труд «теория зарождения», за который был подвергнут на родине резкой критике коллег. После этого по приглашению Петербургской академии наук Вольф приехал в Россию и остался там до конца жизни. Описывая «пузырьки», «зёрнышки», «клетки», он увидел их общие черты у животных и растений. Кроме того, Вольф впервые предположил, что клетки могут иметь определённое значение в развитии организма. Его труды помогли другим учёным правильно понять роль клеток.

Теперь хорошо известно, что главная часть клетки – ядро. Впервые, описал ядро (в эритроцитах рыб) Левенгук ещё в 1700 г. Но ни он, ни многие другие видевшие ядро учёные не придавали ему особого значения. Лишь в 1825 г. чешский биолог Ян Эвангелиста Пуркинье (1787-1869), исследуя яйцеклетку птиц, обратил внимание на ядро. «Сжатый сферический пузырёк, одетый тончайшей оболочкой. Он ... преисполнен производящей силой, отчего я и назвал его «зародышевый пузырёк», - писал учёный.

В 1837 году Пуркинье сообщил научному миру результаты многолетней работы: в каждой клетке организма животного и человека есть ядро. Это была очень важная новость. В то время было известно лишь о наличии ядра в растительных клетках. К такому выводу пришёл английский ботаник Роберт Броун (1773-1858) за несколько лет до открытия Пуркинье. Броун и ввёл в употребление сам термин «ядро» (лат. nucleus). Пуркинье не сумел обобщить накопленные знания о клетках. Прекрасный экспериментатор, он оказался очень осторожен в выводах.

К середине XIX в. наука подошла к тому, чтобы достроить здание под названием «клеточная теория». Немецкие биологи Матиас Якоб Шлейден (1804-1881) и Теодор Шванн (1810-1882) были друзьями. В их судьбах немало общего, но главное, что их объединяло, - «человеческий зуд познания» и страсть к науке. Сын врача, юрист по образованию, Маттиас Шлейден в 26 лет решил круто изменить свою судьбу. Он вновь поступил в университет – на медицинский факультет и по окончании его занялся физиологией растений. Целью его работы было понять, как происходит образование клеток. Шлейден совершенно справедливо полагал, что ведущая роль в этом процессе принадлежит ядру. Описывая возникновение клеток, учёный ошибался. Он считал, что каждая новая клетка развивается внутри старой. Это, конечно же, не так. Кроме того, Шлейден думал, что клетки животных и растений не имеют ничего общего. Вот почему не он сформулировал основные постулаты клеточной теории. Это сделал Теодор Шванн.

Воспитываясь в очень религиозной семье, Шванн мечтал стать священнослужителем. Для того чтобы лучше подготовиться к духовной карьере, он поступил на философский факультет Боннского университета. Но вскоре любовь к естественным наукам пересилила, и Шванн перешёл на медицинский факультет. После его окончания он работал в Берлинском университете, где изучал строение спинной струны – основного органа нервной системы животных из отряда круглоротых (класс водных позвоночных животных, к которым относятся миноги и миксины). Учёный открыл оболочку нервных волокон у человека (названную позже шванновской). Серьёзной научной работой Шванн занимался всего пять лет. В расцвете сил и славы он неожиданно бросил исследования, уехал в маленький тихий Льеж и стал преподавать. Религия и наука так и не сумели ужиться в этом замечательном человеке.

В октябре 1837 г. в Берлине произошло важнейшее для науки событие. Случилось всё в небольшом ресторанчике, куда зашли перекусить два молодых человека. Годы спустя один из них – Теодор Шванн вспоминал: «Однажды, когда я обедал с господином Шлейденом, этот знаменитый ботаник указал мне на важную роль, которую ядро играет в развитии растительных клеток. Я тотчас же припомнил, что видел подобный же орган в клетках спинной струны, и в тот же момент понял крайнюю важность, которую будет иметь моё открытие, если я сумею показать, что в клетках спинной струны это ядро играет ту же роль, что и ядро растений в развитии их клеток ... С этого момента все мои усилия были направлены к нахождению доказательств предсущестования ядра клетки».

Усилия оказались не напрасны. Уже через два года вышла в свет его книга «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений». В ней были изложены основные идеи клеточной теории. Шванн не только первым увидел в клетке то, что объединяет и животные, и растительные организмы, но и показал сходство в развитии всех клеток.

Авторство со Шванном разделяют и все учёные, возводившие «постройку». Особенно Маттиас Шлейден, подавший другу блестящую идею. Известен афоризм: «Шванн стоял на плечах Шлейдена». Его автор – Рудольф Вирхов, выдающийся немецкий биолог (1821-1902). Вирхову же принадлежит и другое крылатое выражение: «Omnis cellula e cellula», что с латыни переводится «Всякая клетка от клетки». Именно этот постулат стал триумфальным лавровым венком для теории Шванна.

Рудольф Вирхов изучал значение клетки для всего организма. Ему, окончившему медицинский факультет, особенно интересна была роль клеток при заболеваниях. Работы Вирхова о болезнях послужили базой для новой науки – патологической анатомии. Именно Вирхов ввёл в науку о болезнях понятие клеточной патологии. В своих исканиях он несколько перегнул палку. Представляя живой организм как «клеточное государство», Вирхов считал клетку полноценной личностью. «Клетка... да, это именно личность, притом деятельная, активная личность, и её деятельность есть ... продукт явлений, связанных с продолжением жизни».

Шли годы, развивалась техника, появился электронный микроскоп, дающий увеличение в десятки тысяч раз. Учёные сумели разгадать немало тайн, заключенных в клетке. Было подробно описано деление, открыты клеточные органеллы, поняты биохимические процессы в клетке, была расшифрована структура ДНК. Казалось бы, ничего нового о клетке уже не узнать. И всё же есть ещё много непонятого, неразгаданного, и наверняка будущие поколения исследователей положат новые кирпичики в здание науки о клетке.

Лексический минимум занятия:

Рисунок 1. Строение клетки

Скелет человека

Анатомия человека – это наука о происхождении и развитии, формах и строении человеческого организма. Анатомия изучает внешние формы и пропорции тела человека и его частей, отдельные органы, их конструкцию, микроскопическое строение. В строении тела человека отмечают возрастные, половые и индивидуальные особенности.

Знание анатомии в системе медицинского образования неоспоримо. Профессор Е.О. Мухин (1766-1850) писал, что «врач не анатом не только не полезен, но и вреден». Не зная строения тела человека, врач может нанести вред больному. Вот почему, прежде чем начать постигать клинические дисциплины, необходимо изучить анатомию. Анатомия и физиология составляют фундамент медицинского образования, медицинской науки.

Sceleton hominis

ilium, i n (os ilii) – подвздошная кость

cranium, i n череп

fibŭla, ae f – малоберцовая кость

scapŭla, ae f - лопатка

femur, ŏris (ĭnis) n (os femoris) – бедро, бедренная кость

columna vertebralis – позвоночный столб, позвоночник

humӗrus, i m – плечевая кость; плечо (верхняя часть руки до локтя)

os pubis – лобковая кость (лонная кость)

clavicŭla, ae f - ключица

ossa manus – кости кисти

costa, ae f - ребро

ulna, ae f – локтевая кость

radius, i m – лучевая кость

ossa pedis – кости стопы

tibia, ae f – большая берцовая кость

sternum, i n - грудина

patella, ae f - надколенник

os ischii – седалищная кость

1.8 Домашнее задание: