ΤΟ ΚΥΤΤΑΡΟ ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ ΚΥΤΤΑΡΟΥ ΣΤ. ΑΝΑΤΟΜΙΑΣ - ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑΣ Ι Β ΕΠΑ.Λ. 1
ΚΥΤΤΑΡΟ Τα μικροσκοπικά στοιχεία (οικοδομικοί λίθοι) από τα οποία αποτελούνται όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί ονομάζονται κύτταρα Υπάρχουν μονοκύτταροι οργανισμοί π.χ. αμοιβάδα Υπάρχουν και πολυκύτταροι οργανισμοί, όλο και πιο πολύπλοκοι όσο ανεβαίνουμε την κλίμακα των ζωντανών οργανισμών 2
Δομή ανθρώπινου οργανισμού Τα κύτταρα ανάλογα με την μορφολογία και την λειτουργία του σχηματίζουν τους ιστούς Οι ιστοί σχηματίζουν τα όργανα Τα όργανα τα συστήματα Και τα συστήματα τον ανθρώπινο οργανισμό 3
Μέσα μελέτης του κυττάρου Λόγω μεγέθους το κύτταρο είναι ορατό μόνο στο μικροσκόπιο, φωτιστικό ή ηλεκτρονικό Εξαίρεση αποτελεί το ωάριο, το οποίο λόγω μεγέθους είναι ορατό με γυμνό μάτι Η μελέτη των κυττάρων γίνεται είτε σε ζωντανά είτε σε νεκρά κύτταρα Στα ζωντανά κύτταρα μελετάται η αρχιτεκτονική και η φυσιολογία και λειτουργία τους Στα νεκρά κύτταρα (μονιμοποιημένα) γίνεται ακριβέστερη μελέτη της αρχιτεκτονικής και της κατασκευής και λειτουργία τους 4
Μέγεθος του κυττάρου Τα κύτταρα ποικίλουν σε μορφή και μέγεθος ανάλογα με το είδος του ζώου και το όργανο στο οποίο ανήκει (δηλαδή ανάλογα με την λειτουργία τους) 5
Δομή ενός κυττάρου Όλα τα κύτταρα περιλαμβάνουν ένα κυτταρικό σώμα το κυτταρόπλασμα ή κυττοπλασμα, στο κέντρο του οποίου βρίσκεται ο πυρήνας Το κυτταρόπλασμα είναι μια ρευστή ουσία, η υαλίνη ή υαλόπλασμα Εντός του κυτταροπλάσματος περικλείονται πολλά κυτταροπλασματικά έγκλειστα, τα οργανίδια του κυττάρου Το κυτταρόπλασμα περιβάλλεται στην περιφέρεια από την κυτταρική μεμβράνη ή οποία χωρίζει το κύτταρο από το εξωτερικό περιβάλλον 6
Οργανίδια του ΚΥΤΤΑΡΟΥ Κυτταρική μεμβράνη Κυτταρόπλασμα Πυρήνας Κεντροσωμάτιο ή κεντριόλιο Μιτοχόνδρια Λυσσοσώματα Ριβοσώματα Ενδοπλασματικό δίκτυο Αδρό (τραχύ) Λείο Σύστημα Golgi Κενοτόπια (κυψελίδες) Εκκριτικά κοκκία Μικροινίδια και μικροσωληνίσκοι 7
Ο πυρήνας Είναι βασικό και σταθερό στοιχείο της κυτταρικής δομής Το σχήμα και το μέγεθος του ποικίλλει ανάλογα με την φύση και την ηλικία του κυττάρου Μπορεί να είναι: Πολυλοβώδης Ωοειδής Σφαιρικός Περιβάλλεται από μεμβράνη (πυρηνική μεμβράνη) που το χωρίζει από το κυτταρόπλασμα 8
Ο πυρήνας Αποτελείται από το πυρηνόπλασμα το οποίο περιέχει: τα πυρήνια και την χρωματίνη ( αποτελείται από πρωτεΐνες και DNA και κατά την διαίρεση του κυττάρου σχηματίζει τα χρωμοσώματα) Το DNA αποτελεί το γενετικό μας υλικό, όπου με την μορφή γονιδίων καταγράφονται όλα τα ιδιαίτερα μας χαρακτηριστικά και λειτουργίες των κυττάρων και του οργανισμού μας γενικότερα 9
Κυτταρική μεμβράνη Είναι λεπτή μεμβράνη με μεγάλη ελαστικότητα Αποτελείται από διπλοστιβάδα φωσφολιπιδίων μεταξύ των οποίων είναι τοποθετημένες πρωτεΐνες και γλυκοπρωτεΐνες Ορισμένες από τις πρωτεΐνες διαπερνούν όλο το πάχος της μεμβράνης σχηματίζοντας τα τοιχώματα πόρων. Από τους πόρους μπορούν να περάσουν νερό και μικρομοριακές ουσίες που δεν είναι διαλυτές στο λίπος. Την κυτταρική μεμβράνη την διαπερνούν εύκολα μόνο λιποδιαλυτές ουσίες όπως το οινόπνευμα και το διοξείδιο του άνθρακα Οι υπόλοιπες ουσίες για να περάσουν την μεμβράνη απαιτούνται πολύπλοκες διαδικασίες για τις οποίες το κύτταρο καταναλώνει ενέργεια και χρησιμοποιεί ειδικά μόρια φορείς 10
Απορρόφηση ουσιών Συνήθως οι ουσίες διαπερνούν την κυτταρική μεμβράνη είτε με απλή διάχυση είτε με ενεργητική μεταφορά όπως φαίνεται στο σχήμα Η απορρόφηση των θρεπτικών συστατικών από το κύτταρο γίνεται καμιά φορά με μια ιδιαίτερη επεξεργασία την φαγοκύτωση (αφορά τα μεγάλα σωμάτια) ή πινοκύτωση (για τις ουσίες σε μορφή διαλύματος 11
Ενδοκύτωση και εξωκύτωση Με τον ίδιο μηχανισμό της φαγοκύτωση (ενδοκύτωση) αλλά με ακριβώς ανάστροφες ενέργειες το κύτταρο θα αποβάλλει τα απορρίμματα του στο εξωτερικό περιβάλλον (εξωκύτωση) 12
Πρωτόζωο φαγοκυτταρώνει άλλο πρωτόζωο 13
Ενδοπλασματικό δίκτυο και ριβοσώματα Είναι δίκτυο σωληνώσεων, στο εσωτερικό του κυττάρου Η μεμβράνη τους είναι παρόμοια με αυτή της κυτταρικής μεμβράνης Στην επιφάνεια της μεμβράνης του ενδοπλασματικού δικτύου συντελούνται οι περισσότερες χημικές αντιδράσεις του κυττάρου Σε ορισμένες περιοχές του ενδοπλασματικού δικτύου βρίσκονται συνδεδεμένα ριβοσώματα αδρό ενδοπλασματικό δίκτυο Τα ριβοσώματα συνθέτουν πρωτεΐνες και βρίσκονται και διάσπαρτα στο κυτταρόπλασμα 14
Συσκευή Golgi Έχει παρόμοια κατασκευή με το ενδοπλασματικό δίκτυο Οι λειτουργίες της συνδέονται με το ενδοπλασματικό δίκτυο Ουσίες που παράγονται στο ενδοπλασματικό δίκτυο μεταφέρονται σε αυτήν ώστε μετά από την κατάλληλη επεξεργασία να ετοιμαστούν τα τελικά εκκριτικά κοκκία, λυσοσώματα κ.λ.π. 15
Μιτοχόνδρια Είναι επιμήκεις σχηματισμοί που βρίσκονται διασκορπισμένοι στο κυτταρόπλασμα Ο αριθμός τους μπορεί να ανέρχεται σε εκατοντάδες Αποτελούν τα εργοστάσια ενέργειας του κυττάρου Οι διάφορες θρεπτικές ουσίες καταλήγουν στο εσωτερικό του κυττάρου όπου συνδέονται με οξυγόνο και διασπώνται σε νερό και διοξείδιο του άνθρακα με απελευθέρωση ενέργειας Η ενέργεια δεσμεύεται από την αδενοτριφωσφορική αδενοσύνη (ΑΤΡ) Η ΑΤΡ μεταφέρεται στα σημεία που χρειάζεται ενέργεια, όπου διασπάται εκλύοντας ενέργεια Ενεργητική μεταφορά ουσιών δια μέσου της μεμβράνης του κυττάρου Σύνθεση νέων χημικών ουσιών Λειτουργία κίνησης του κυττάρου 16
Λυσοσώματα και εκκριτικά κοκκία Τα λυσοσώματα είναι μικρά, στρογγυλά οργανίδια που περιέχουν ένζυμα Με την βοήθεια των ενζύμων που περιέχουν διασπούν τις ουσίες από τις οποίες αποτελούνται τα εισερχόμενα στο κύτταρο ξένα σώματα Τα εκκριτικά κοκκία είναι επίσης μικρά πακέτα που περιέχουν πρωτεΐνες που εκκρίνονται από το κύτταρο προς το εξωκυττάριο υγρό Η λειτουργία της έκκρισης γίνεται με μηχανισμό αντίθετο από αυτό της φαγοκυττάρωσης και ονομάζεται εξωκύττωση Συχνά μέσα στο κύτταρο υπάρχουν και παρόμοιας δομής κυστίδια τα κενοτόπια Αποτελούν τις αποθήκες του κυττάρου 17
Κυτταροσκελετός Σχηματίζεται από διακλαδιζόμενα μικροινίδια Με την βοήθεια τους Το κύτταρο διατηρεί το σχήμα του και Επιτελούνται οι διάφορες κινήσεις των οργανιδίων αλλά και του ίδιου του κυττάρου. 18
Κεντριόλια Μικροσωληνίσκοι οι οποίοι λαμβάνουν μέρος στην διαδικασία της μίτωσης δηλαδή του πολλαπλασιασμού του κυττάρου Με την βοήθεια τους σχηματίζεται η άτρακτος 19
Χημική σύνθεση κυττάρου Τα σημαντικότερα χημικά στοιχεία από τα οποία συντίθεται το κύτταρο είναι το οξυγόνο, υδρογόνο, άζωτο, άνθρακας, φώσφορο, θείο αλλά και άλλα όπως νάτριο, κάλιο, ασβέστιο, σίδηρος, μαγνήσιο, ψευδάργυρος, βρώμιο, φθόριο κ.α. Τα στοιχεία αυτά συνδυάζονται μεταξύ τους δημιουργώντας μοριακά συμπλέγματα τα οποία τελικά θα συνθέσουν την ζωντανή ουσία Χωρίζονται σε Οργανικές Αμινοξέα. Δημιουργούνται από άνθρακα, υδρογόνο, οξυγόνο και άζωτο. Σύνδεση πολλών αμινοξέων σχηματίζει τις πρωτεΐνες Λιπίδια. Σχηματίζονται από άνθρακα, υδρογόνο και οξυγόνο Σάκχαρα. Σχηματίζονται από άνθρακα, υδρογόνο και οξυγόνο Νουκλεικά οξέα. Σχηματίζονται από άνθρακα, υδρογόνο, οξυγόνο, φώσφορο. Δημιουργούν το DNA Ανόργανες Η κυριότερη ανόργανη ουσία είναι το νερό το οποίο αποτελεί το 2/3 της μάζας του σώματος μας και το 70% με 85% της συνολικής μάζας του κυττάρου Σημαντικές όμως παραμένουν και ουσίες όπως το χλωριούχο νάτριο, το ανθρακικό ασβέστιο και άλλες 20
Μελέτη της κυτταρικής ζωής Κάθε ζωντανός οργανισμός περνά στην διάρκεια της ζωής του κάποιες διαδοχικές φάσεις: γέννηση, αύξηση, ενηλικίωση, αναπαραγωγή, γέρασμα και θάνατος Όσο για το κύτταρο οι βασικές του λειτουργίες είναι: Η λειτουργία της θρέψης Η αναπνοή Η αύξηση και αναπαραγωγή Η διεγερσιμότητα του 21
Η λειτουργία της θρέψης Για να ζήσει το κύτταρο δανείζεται τις απαραίτητες πρώτες ύλες από το περιβάλλον, με σκοπό: Την αύξηση του Την συντήρηση του Την ενεργητικότητα του και Την επισκευή της φθοράς που υφίσταται Μέρος των υλικών αυτών τα αποθηκεύει με την μορφή αποθεμάτων για μελλοντική χρήση ενώ άλλα τα χρησιμοποιεί αμέσως 22
Κυτταρικός μεταβολισμός Τις ουσίες που απορροφά το κύτταρο ή τις επεξεργάζεται σε ζωντανή ύλη για να αντικαταστήσει τα φθαρμένα του μέρη ή να δημιουργήσει ενέργεια ( κίνηση, θερμότητα, ηλεκτρισμός ή αμυντικό μέσο) Η σύνθεση από το κύτταρο ζωντανής ύλης ονομάζεται αναβολισμός Η αποσύνθεση της ζώσας ύλης και της μετατροπής αυτής σε ενέργεια και κυτταρικά απορρίματα ονομάζουμε καταβολισμό Το σύνολο των μεταβολών και αντιδράσεων που γίνονται μέσα στο κύτταρο λέγεται κυτταρικός μεταβολισμός 23
Κυτταρική αναπνοή Η φθορά των τροφών μέσα στο κύτταρο γίνεται με την καύση τους με χρήση οξυγόνου (κυτταρική αναπνοή) Η χρήση οξυγόνου που προμηθεύεται το κύτταρο από το εξωτερικό περιβάλλον έχει ως αποτέλεσμα την αερόβια αναπνοή Κύτταρα που χρησιμοποιούν μόνο το οξυγόνο που παράγεται από τις δικές τους χημικές αντιδράσεις χαρακτηρίζονται ως αναερόβια κύτταρα 24
Αύξηση και αναπαραγωγή Από την γέννηση μέχρι την ωρίμανση το κύτταρο αυξάνει χάρη στον μεταβολισμό του Αφού ωριμάσει το κύτταρο θα διαιρεθεί και θα δημιουργήσει δύο κύτταρα Η κυτταρική διαίρεση γίνεται με δύο τρόπους: Άμεση διαίρεση ή αμίτωση Παρατηρείται στους μονοκύτταρους οργανισμούς Πρόκειται για μια διαδικασία στραγγαλισμού του κυτταροπλάσματος και του πυρήνα που δημιουργεί δύο κύτταρα τα οποία μπορεί συγκριτικά να είναι ίδια με το μητρικό αλλά δεν έχει γίνει ίση κατανομή των στοιχείων του κυτταροπλάσματος και του πυρήνα Έμμεση διαίρεση ή μίτωση 25
Μίτωση Αποτελεί τον μόνο τρόπο αναπαραγωγής των πολυκύτταρων οργανισμών Είναι σύνθετη διαδικασία όπου σχηματίζονται δύο κύτταρα πανομοιότυπα με το μητρικό κύτταρο Έτσι εξασφαλίζεται η μετάδοση των κληρονομικών χαρακτηριστικών 26
Η διεγερσιμότητα του κυττάρου Η αντίδραση του κυττάρου στις απότομες αλλαγές του περιβάλλοντος είναι συνήθως ίδια για το συγκεκριμένο ερέθισμα και ονομάζεται τροπισμός ή ταυτισμός. Τα ερεθίσματα μπορεί να είναι μηχανικά, θερμικά, χημικά είτε από φως Οι κινήσεις ενός κυττάρου είναι ποικίλες και κατατάσσονται σε ορισμένους τύπους: Εξοίδηση διόγκωση του κυττάρου Αμοιβαδισμός δυνατότητα να έρπει Σύσπαση ιδιαίτερη βράχυνση των μυϊκών κυττάρων 27
Κυτταρικός θάνατος Ένα κύτταρο θεωρείται νεκρό όταν σταματήσει οριστικά ο αναβολισμός του. Μπορεί να συμβεί απότομα από πήξη του κυτταροπλάσματος του ή προοδευτικά. Οι μεταβολές που παρατηρούνται σε ένα κύτταρο πριν τον θάνατο του ονομάζονται εκφύλιση και μπορεί να είναι Λιπώδης Υαλοειδής Αμυλοειδική Βλεννώδης κολλοειδής 28
Διαφοροποίηση κυττάρων Αδιαφοροποίητο χαρακτηρίζεται ένα κύτταρο όταν είναι ικανό μόνο για τις βασικές ζωικές λειτουργίες Τα διαφοροποιημένα κύτταρα είναι κύτταρα με εξειδικευμένη λειτουργία και αποστολή. Απαντώνται στους πολυκύτταρους οργανισμούς 29
Οι κυριότεροι ιστοί και η μελέτη τους Ιστός ονομάζεται σύνολο από ομοειδώς διαφοροποιημένα κύτταρα, μεταξύ των οποίων βρίσκεται μια ουσία διάμεση μεσοκυττάρια ουσία, της οποίας η ποιότητα ποικίλλει στους διάφορους ιστούς. Τα κύτταρα ενός ιστού έχουν τις ίδιες λειτουργίες και είναι συγκεντρωμένα με μια συγκεκριμένη τάξη Παραδείγματα ιστών αποτελούν ο επιθηλιακός, ο μυϊκός, ο αδενικός, ο νευρικός, ο συνδετικός ιστός 30
Επιθηλιακός ιστός Ονομάζεται ο ιστός, που αποτελείται από κύτταρα που περιβάλλουν όργανα προς τα έξω ή προς μια κοιλότητα του οργανισμού Διαχωρίζεται σε Καλυπτικό Προστατεύει από τους γύρω ιστούς Αδενικό 31
Καλυπτικό επιθήλιο Ανάλογα με την μορφή των κυττάρων του χωρίζεται σε Πρισματικό Κυλινδρικό Κυβικό Πλακώδες Ανάλογα με τα στρώματα των κυττάρων από τα οποία αποτελείται χωρίζεται σε Απλό Πολύστιβο 32
Κροσσωτά επιθήλια Συχνά τα επιθηλιακά κύτταρα έχουν κινητά μέρη (βλεφαρίδες, κροσσούς, μαστίγια) Τα κύτταρα αυτά ονομάζονται κροσσωτά 33
Αδενικό επιθήλιο Είναι ο επιθηλιακός ιστός που παράγει διάφορα προϊόντα και τα συγκεντρώνει μέσα σε κοιλότητα την οποία σχηματίζουν τα κύτταρα του ή μεταβιβάζει τα προϊόντα του κατευθείαν στο αίμα 34
Αδένες Τα αδενικά κύτταρα είναι μεμονωμένα και σχηματίζουν μονοκύτταρους αδένες ή συγκεντρωμένα και σχηματίζουν ειδικά όργανα τους αδένες 35
Ανάλογα με το σχήμα.. Ανάλογα με το σχήμα τους διαχωρίζονται Σε σωληνώδεις (έχουν σχήμα σωλήνα) και Σε βοτρυοειδείς (έχουν σχήμα τσαμπιού σταφυλιού) 36
Σωληνωτοι και βοτρυοειδείς 37
Ανάλογα με τον τρόπο έκκρισης Ανάλογα με τον τρόπο που εκκρίνουν τους διακρίνουμε σε: Ενδοκρινείς που εκκρίνουν απευθείας στο αίμα Εξωκρινείς οι οποίοι έχουν πόρο μέσα στον οποίο παροχετεύουν τις εκκρίσεις τους και Μικτούς οι οποίο είναι εξωκρινείς και ενδοκρινείς 38
Συνδετικός ιστός Βρίσκεται στα κενά που υπάρχουν ανάμεσα στα όργανα Αποτελείται από Συνδετικά κύτταρα ινοκύτταρα Έχουν μορφή αστεριού και συνδέονται μεταξύ τους με τις προεκτάσεις τους Δεν έχουν κινητικότητα και είναι καθηλωμένα Ιστιοκύτταρα Έχουν την ικανότητα της φαγοκυττάρωσης και κινούνται και Διάμεση ουσία Καλύπτει όλα τα κενά μεταξύ των κυττάρων Περιέχει άφθονες ίνες 39
Οι ίνες της μεσοκυτταρίου ουσίας Κολλαγόνες ίνες Έχουν μεγάλη διάμετρο και είναι μακριές Δεν διαχωρίζονται μεταξύ τους Ελαστικές Είναι πιο λεπτές, ενώνονται μεταξύ τους σχηματίζοντας δίκτυο 40
Αστεροειδή κύτταρα και ιστιοκύτταρα 41
Είδη συνδετικού ιστού Ο συνδετικός ιστός σχηματίζει τον ινώδη ιστό, όταν κυριαρχούν οι ίνες ή τον χαλαρό συνδετικό ιστό Συχνά είναι δυνατή η μετατροπή ενός ιστού σε άλλο Όταν ο συνδετικός ιστός υποστεί μεταβολές με λιπώδη επιβάρυνση των κυττάρων του μετατρέπεται σε λιπώδη Η μετατροπή δε της μεσοκυτταρίου ουσίας του, τον μετατρέπει σε οστίτη ή χόνδρινο ιστό 42
Είδη συνδετικού ιστού 43
Βλεννογόνος Βλεννογόνος ιστός χαρακτηρίζεται ο ιστός που σχηματίζεται από καλυπτικό επιθήλιο και μια στιβάδα συνδετικού ιστού Επενδύει τα κοίλα μέρη όλων των οργάνων και φυσικών στομίων του οργανισμού Τέτοιοι ιστοί είναι ο βλεννογόνος του στόματος, του εντέρου, της ουροδόχου κύστεος 44
Ορογόνος Ορογόνος χαρακτηρίζεται ο επιθηλιακός ιστός που περιβάλλει τα όργανα και ευνοεί τις κινήσεις τους Στους ορογόνους ανήκουν: το περικάρδιο, ο υπεζωκότας, το περιτόναιο 45
Όργανα Σύνολο διαφορετικών ιστών, αλλά με ένα βασικό ιστό, οι οποίοι συμβάλλουν στην ίδια σχετικά λειτουργία συνθέτουν ένα όργανο Από τους ιστούς των οργάνων, ο βασικός ιστός, καθορίζει τον χαρακτήρα και την λειτουργία του οργάνου Ανάλογα με το είδος του βασικού ιστού που περιέχουν τα όργανα διακρίνονται σε Όργανα από επιθηλιακό βασικά ιστό Όργανα του πεπτικού συστήματος, του αναπνευστικού, του ουροποιητικού, του γεννητικού (στομάχι, έντερο, πνεύμονες,τραχεία, νεφροί, ουρήθρα, όρχεις, ωοθήκες) Όργανα από ερειστικό βασικά ιστό Εδώ ανήκουν τα οστά Όργανα από μυϊκό βασικά ιστό Οι διάφοροι μύες Όργανα από νευρικό βασικά ιστό Ο εγκέφαλος, ο νωτιαίος μυελός, τα νεύρα 46
Συστήματα οργάνων και οργανισμός Το σύνολο των οργάνων τα οποία συμμετέχουν σε μια κοινή λειτουργία σχηματίζουν ένα σύστημα οργάνων Παράδειγμα το πεπτικό σύστημα περιλαμβάνει το στομάχι, το έντερο, τους αδένες του πεπτικού, τα οποία συμβάλλουν στην πέψη της τροφής Τα συστήματα του οργανισμού είναι: Ερειστικό Μυϊκό Πεπτικό Αναπνευστικό Ουροποιητικό Γεννητικό Αγγειακό (κυκλοφορικό) Νευρικό Σύστημα των αισθητηρίων οργάνων 47
Το σώμα του ανθρώπου Το ανθρώπινο σώμα αποτελείται από τα συστήματα και το δέρμα που περιβάλλει κορμό και άκρα Ο κορμός υποδιαιρείται σε κεφάλι, λαιμό, κυρίως κορμό και Τα άκρα διακρίνονται σε άνω και κάτω άκρα 48