ΤΕΙ ΠΑΤΡΑΣ ΤΜΗΜΑ ΝΟΣΗΛΕΥΤΙΚΗΣ ΑΝΑΤΟΜΙΑ I ΥΠΕΥΘΥΝΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ : Γεράσιμος Π. Βανδώρος ΒΑΣΙΚΕΣ ΔΟΜΕΣ - ΤΟ ΚΥΤΤΑΡΟ Οι βασικές δομές που εξετάζουμε στην ανατομία μπορούν ιεραρχικά να ταξινομηθούν ως εξής: Κύτταρο: Το αρχικό βασικό δομικό στοιχείο του ανθρώπινου οργανισμού. Ιστός: Ομάδα ή ομάδες κυττάρων συγκροτούν τα διάφορα είδη ιστών. : Όργανο: Ιστοί με κοινό λειτουργικό προορισμό, ιστοί που αλληλοπροσδιορίζονται συνιστούν τα όργανα του ανθρώπινου σώματος. Σύστημα: Όργανα με συγκεκριμένο λειτουργικό προορισμό συγκροτούν τα συστήματα του σώματος. Οργανισμός: Το σύνολο των συστημάτων. CELL = ΚΥΤΤΑΡΟ Ο Robert Hooke ήταν Άγγλος Φυσικός και Αρχιτέκτονας, ο οποίος πρώτος εισήγαγε την έννοια του κυττάρου για να περιγράψει την δομή των βιολογικών οργανισμών (στο βιβλίο του «Μικρογραφία» το 1665). ** Το όνομα το εμπνεύστηκε παρατηρώντας με το μικροσκόπιο μία φλούδα από φελλό, στον οποίο τα κύτταρα έχουν την μορφή μικρών κελιών ΤΟ ΚΥΤΤΑΡΟ Το κύτταρο είναι η θεμελιώδης δομική και λειτουργική μονάδα όλων των φυτικών και ζωικών οργανισμών και πρόκειται για συστηματικά οργανωμένη ομάδα μορίων που βρίσκονται σε δυναμική αλληλεπίδραση μεταξύ τους Το κύτταρο προέρχεται από την διαίρεση ενός προϋπάρχοντος κυττάρου και διαθέτει μορφολογική, φυσική και χημική οργάνωση ως και την ικανότητα της αφομοίωσης, της ανάπτυξης και της αναπαραγωγής Όλοι οι οργανισμοί αποτελούνται από κύτταρα και κυτταρικά παράγωγα 1
Η λειτουργία των οργανισμών είναι αποτέλεσμα της συλλογικής δράσης και αλληλεπίδρασης των κυττάρων που τους αποτελούν Δομή του κυττάρου To 70% περίπου του ανθρώπινου σώματος είναι νερό και από αυτό περισσότερο από το μισό βρίσκεται στο εσωτερικό των κυττάρων ΝΕΡΟ: 70-80% της συνολικής μάζας του κυττάρου ΠΡΩΤΕΙΝΕΣ: 10-20% της κυτταρικής μάζας ΛΙΠΗ: περίπου 20% ΥΔΑΤΑΝΘΡΑΚΕΣ: 1% της κυτταρικής μάζας ΙΟΝΤΑ (K, Mg, Na, P, Cl, Ca κλπ) Κατηγορίες κυττάρων Τα κύτταρα διακρίνονται σε δυο κατηγορίες τα προκαρυωτικά και ευκαρυωτικά με βάση κυρίως την ύπαρξη ή όχι πυρηνικής μεμβράνης, η οποία περιβάλλει το γενετικό τους υλικό. 2
Σημαντικότερα μέρη ζωικού κυττάρου Πυρήνας Πυρηνική μεμβράνη Κυτταρόπλασμα Πλασματική μεμβράνη Χρωμοσώματα Μιτοχόνδρια Ριβοσώματα ΚΥΤΤΑΡΟ Η μικρότερη ανατομική και λειτουργική μονάδα του σώματος 3
Κυτταρόπλασμα Ο χώρος ανάμεσα στην κυτταροπλασματική μεμβράνη και στον πυρήνα καταλαμβάνεται από το κυτταρόπλασμα. Στο κυτταρόπλασμα υπάρχουν διάφορα οργανίδια (μιτοχόνδρια,λυσοσσώματα,κτλ) τα οποία επιτελούν τις διάφορες λειτουργίες του κυττάρου Η κυτταροπλασματική μεμβράνη περιβάλλει τα δύο βασικά συστατικά του κυττάρου: το κυτταρόπλασμα και τον πυρήνα. Με τον όρο κυτταρόπλασμα εννοούμε όλο το μέρος του κυτταρικού πρωτοπλάσματος (εκτός εκείνου στον πυρήνα), δηλαδή όλο το μέρος του κυττάρου από την εσωτερική επιφάνεια της κυτταρικής μεμβράνης μέχρι την εξωτερική επιφάνεια της μεμβράνης του πυρήνα του. Μέσα στο κυτταρόπλασμα βρίσκονται όλα τα οργανίδια που συγκροτούν το κύτταρο, η έκταση και ο αριθμός των οποίων ποικίλει ανάλογα με το είδος και τη διαφοροποίηση του κυττάρου. 4
(ΚΥΤΤΑΡΟ)ΠΛΑΣΜΑΤΙΚΗ ΜΕΜΒΡΑΝΗ Αποτελείται από λιπίδια και πρωτεΐνες. Διαχωρίζει και εξατομικεύει το κύτταρο. Ελέγχει ποιές ουσίες εισέρχονται ή εξέρχονται από το κύτταρο. Συντονίζει την δράση των κυττάρων. Τροποποιεί την λειτουργία των κυττάρων ανάλογα με τις ανάγκες του οργανισμού Οριοθετεί το κύτταρο Υποδέχεται μηνύματα από το περιβάλλον του κυττάρου Η σημασία ης κυτταροπλασματικής μεμβράνης για τη λειτουργία των κυττάρων είναι αντικείμενο συνεχούς διερεύνησης. Ως φυσικό σύνορο του κυττάρου με το περιβάλλον του, δέχεται κατά κύριο λόγο συνεχή επίδραση διαφορετικών παραγόντων. Η διατήρηση της ακεραιότητας και της φυσιολογικής λειτουργίας της, διασφαλίζει σε μεγάλο βαθμό την «ομαλότητα» των διεργασιών στο εσωτερικό του κυττάρου, στην ομαλή επιβίωσή του, στη φυσιολογική του απόπτωση και στην αναπαραγωγή του. Δομή της πλασματικής μεμβράνης Σήμερα υπάρχουν διάφορα μοντέλα για τη μελέτη της δομής και της λειτουργίας των κυτταρικών μεμβρανών και σ' αυτό βοήθησε η ανάπτυξη της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας και άλλων τεχνικών. Το μοντέλο που δεχόμαστε σήμερα είναι αυτό του «ρευστού μωσαϊκού», που προτάθηκε το 1972 από τους Σ. Σίνγκερ και Τ. Νίκολσον. Σύμφωνα με το μοντέλο αυτό, οι μεμβράνες αποτελούνται από μια 5
διπλοστιβάδα, φωσφολιπιδίων κυρίως, ανάμεσα στα οποία παρεμβάλλονται στεροειδή όπως η χοληστερόλη και πρωτεΐνες, οι οποίες είτε βρίσκονται στην επιφάνεια της μεμβράνης είτε βυθίζονται στο εσωτερικό της είτε τη διαπερνούν κάθετα, σχηματίζοντας ένα είδος μωσαϊκού. Συχνά, πρωτεΐνες αλλά και λιπίδια της πλασματικής μεμβράνης εμφανίζονται συνδεδεμένα με υδατάνθρακες (σάκχαρα).τα σύνθετα αυτά μόρια ονομάζονται γλυκοπρωτεΐνες ή γλυκολιπίδια αντίστοιχα. Ο ΠΥΡΗΝΑΣ Κέντρο ελέγχου Σχήμα σφαιρικό ή ωοειδές Συνήθως στο κέντρο Περιέχει το γενετικό υλικό (DNA) Περιβάλλεται από διπλή πυρηνική μεμβράνη Πυρηνική μεμβράνη Περιβάλει τον πυρήνα Αποτελείται από δυο μεμβράνες μία εσωτερική και μία εξωτερική. Αποτελείται από πόρους οι οποίοι παίζουν σημαντικό ρόλο στην επικοινωνία του πυρήνα με το κυτταρόπλασμα, γιατί ελέγχουν τα μακρομόρια που ανταλλάσσονται μεταξύ τους ΤΑ ΜΙΤΟΧΟΝΔΡΙΑ 6
Έχουν σχήμα επίμηκες, σφαιρικό ή ωοειδές. Εξασφαλίζουν ΕΝΕΡΓΕΙΑ, που είναι απαραίτητη για τις λειτουργίες του κυττάρου για αυτό και ο αριθμός τους ποικίλλει ανάλογα με τις ενεργειακές ανάγκες του κυττάρου ΤΟ ΕΡΓΟΣΤΑΣΙΟ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΤΟΥ ΚΥΤΤΑΡΟΥ Περιέχει μικρή ποσότητα DNA που περιέχει πληροφορίες σχετικές με τη λειτουργία του αλλά και που κωδικοποιεί μικρό αριθμό πρωτεϊνών Το οργανίδιο αυτό χαρακτηρίζεται ως «ημι-αυτόνομο», καθώς έχει την ικανότητα του αυτοπολλαπλασιασμού (όπως και ο πυρήνας) 7
ΤΑ ΧΡΩΜΟΣΩΜΑΤΑ Το χρωμόσωμα είναι μια οργανωμένη δομή DNA και πρωτεϊνών που βρίσκεται στους πυρήνες των κυττάρων Είναι ένα μοναδικό κομμάτι περιελιγμένου DNA που περιλαμβάνει πολλά γονίδια και άλλες ακολουθίες νουκλεοτιδίων Περιέχει τις συνδεδεμένες πρωτεΐνες, οι οποίες χρησιμεύουν για να συσκευάσουν το DNA και να ελέγξουν τις λειτουργίες του Η λέξη χρωμόσωμα προέρχεται από τις λέξεις χρώμα και σώμα και το όνομα του οφείλεται στην ιδιότητα του χρωμοσώματος να χρωματίζεται πολύ έντονα από ειδικές χρωστικές ουσίες 8
Κάθε χρωμόσωμα περιέχει λίγες χιλιάδες γονίδια Ο αριθμός των χρωμοσωμάτων είναι χαρακτηριστικός για κάθε είδους οργανισμό Στον άνθρωπο υπάρχουν 46 χρωμοσώματα σε κάθε κύτταρο που φέρει πυρήνα, τα οποία σχηματίζουν 23 ομόλογα ζεύγη Το φύλο καθορίζεται από ένα ζεύγος χρωμοσωμάτων, τα οποία ονομάζονται φυλετικά. Τα υπόλοιπα χρωμοσώματα δεν σχετίζονται με το φύλο και ονομάζονται αυτοσωμικά (ή αυτοσώματα). Στα κύτταρα ενός άνδρα υπάρχουν 22 ζεύγη αυτοσωμάτων και τα φυλετικά χρωμοσώματα Χ και Y. Στα κύτταρα μιας γυναίκας, εκτός από τα 22 ζεύγη αυτοσωμάτων, υπάρχει και το φυλετικό χρωμόσωμα Χ δύο φορές. Η παρουσία του χρωμοσώματος Y είναι αυτή που χαρακτηρίζει το αρσενικό άτομο (ΧY), ενώ η απουσία του καθορίζει το θηλυκό (ΧΧ) 9
Συνοψίζοντας ότι αφορά τα χρωμοσώματα : Το ανθρώπινο γονιδίωμα σε ένα απλοειδές κύτταρο αποτελείται από περίπου 3x109 ζεύγη βάσεων DNA, που είναι οργανωμένα σε 23 χρωμοσώματα. Στον άνθρωπο τα φυσιολογικά αρσενικά και θηλυκά άτομα έχουν στον πυρήνα των σωματικών τους κυττάρων 23 ζεύγη (διπλοειδή κύτταρα, δηλ. γονιδίωμα Χ2) χρωμοσωμάτων. Το ένα χρωμόσωμα του ζεύγους είναι πατρικής και το άλλο μητρικής προέλευσης. Από τα ζεύγη τα 22 είναι μορφολογικά ίδια στα αρσενικά και στα θηλυκά άτομα και ονομάζονται αυτοσωμικά χρωμοσώματα. Το 23 ζεύγος στα θηλυκά άτομα αποτελείται από δυο Χ χρωμοσώματα, ενώ στα αρσενικά από ένα Χ και ένα Υ χρωμόσωμα. Το Υ χρωμόσωμα είναι μικρότερο σε μέγεθος από το Χ. Τα χρωμοσώματα αυτά ονομάζονται φυλετικά σε πολλούς οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένου και του ανθρώπου και καθορίζουν και το φύλο. Στον άνθρωπο η παρουσία του Υ χρωμοσώματος καθορίζει το αρσενικό άτομο ενώ η απουσία του το θηλυκό άτομο. Έτσι να φυσιολογικό αρσενικό άτομο έχει 44 αυτοσωμικά χρωμοσώματα και ένα ζεύγος ΧΥ ενώ ένα φυσιολογικό θηλυκό 44 αυτοσωμικά και ένα ζεύγος XX. 10