1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΙΣΤΟΛΟΓΙΑ - ΑΝΑΤΟΜΙΑ ΤΟΥ ΑΝΘΡΩΠΙΝΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ Η ανατομία του ανθρώπου περιγράφει την κατασκευή του ανθρωπίνου σώματος και των διαφόρων μερών του και είναι κλάδος της επιστήμης της Ανατομίας που εξετάζει την κατασκευή όλων των ζωντανών οργανισμών, ζωικών και φυτικών. Η εξέταση αυτή μπορεί να γίνει είτε με το γυμνό μάτι (μακροσκοπική ανατομική) είτε με την βοήθεια του μικροσκοπίου (μικροσκοπική ανατομική ή ιστολογία). ΚΥΤΤΑΡΟ Το κύτταρο είναι η μικρότερη μονάδα της ύλης. Η μονάδα αυτή είναι ικανή να ζει ανεξάρτητη σε μη ζωικό περιβάλλον και να αντικαθιστά τα συστατικά της όποτε και όταν χρειάζεται, συνθέτοντας νέα από τα θρεπτικά υλικά που παίρνει από το περιβάλλον. Πολλά κύτταρα είναι ικανά να αναπαράγουν τον εαυτό τους. Ένας έμβιος οργανισμός μπορεί να είναι μονοκύτταρος (αποτελείται από ένα κύτταρο) ή πολυκύτταρος. Το μέγεθος των κυττάρων ποικίλλει. Συνήθως είναι αόρατα με γυμνό μάτι και στον άνθρωπο η διάμετρός τους είναι 4 έως 20 μ.(μικρά)( ένα μικρό είναι ένα εκατομμυριοστό του μέτρου 10-6 ). Υπάρχουν και κύτταρα ορατά με γυμνό μάτι (ωάρια 200μ) αλλά για την μελέτη αυτών συνήθως απαιτείται η χρήση μικροσκοπίου. Το σχήμα τους και αυτό ποικίλει. Τα μεμονωμένα κύτταρα είναι σφαιρικά λόγω των δυνάμεων της επιφανειακής τάσης του πρωτοπλάσματος. Στο ανθρώπινο σώμα τα κύτταρα έχουν διάφορα σχήματα ανάλογα με την λειτουργία που επιτελούν και την δομή των ιστών που τα περιβάλλουν. ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΚΥΤΤΑΡΟΥ Τα βασικά μέρη από τα οποία αποτελείται το κύτταρο είναι:
2 Η Κυτταρική Μεμβράνη Κυτταρόπλασμα Πυρήνας 1. ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΜΕΜΒΡΑΝΗ Αποτελείται από δύο στρώματα λιποπρωτεϊνών που διατάσσονται έτσι, ώστε τα υδρόφοβα τμήματά τους (λ ίπη) στρέφονται προς τα <<μέσα>>, αποτελώντας το εσωτερικό της μεμβράνης ενώ τα υδρόφιλα τμήματά τους (πρωτεΐνες) στρέφονται προς τα <<έξω>>, καθορίζοντας τα όριά της προς το περιβάλλον και το εσωτερικό του κυττάρου. Η εξωτερική επιφάνεια της μεμβράνης καλύπτεται από ένα λεπτό στρώμα υδατανθράκων. Πόροι μικρής διαμέτρου που φέρουν σε επικοινωνία το εξωτερικό περιβάλλον με το εσωτερικό του κυττάρου φαίνονται να διασχίζουν την μεμβράνη. Η επιφάνειά της δεν είναι ομαλή αλλά παρουσιάζει προεξοχές (μικρολάχνες), εκκολπώματα ή κινητά οργανίδια (κροσσούς). 2. ΚΥΤΤΑΡΟΠΛΑΣΜΑ Είναι μία ρευστή, άχρωμη πρωτοπλασματική μάζα σε μορφή ζέλης, καταλαμβάνει το μεγαλύτερο μέρος του κυττάρου. Αποτελείται κυρίως από νερό που περιέχει διαλυμένες ουσίες και περιβάλλει τον πυρήνα. Οι ιδιότητες του πρωτοπλάσματος είναι οι εξής: Διεγερσιμότητα, είναι ευαίσθητο σε ερεθίσματα στα οποία αντιδρά( χημικά,ηλεκτρικά,θερμικά) Αγωγιμότητα, Ερεθισμός που γίνεται σε ένα τμήμα του πρωτοπλάσματος και μεταδίδεται και στο υπόλοιπο, Συσπαστικότητα, το πρωτόπλασμα μπορεί να διαστέλλεται και να συστέλλεται,
3 Απορρόφηση και Αφομοίωση, τα κύτταρα μπορεί να παίρνουν από το περιβάλλον θρεπτικά και άλλα υλικά και να τα χρησιμοποιούν για τις ανάγκες τους Έκκριση, τα συστατικά που παίρνει το κύτταρο από το περιβάλλον τα χρησιμοποιεί για να συνθέσει νέα οποία τα εκκρίνει στο περιβάλλον του, Απέκκριση, το κύτταρο αποβάλλει στο εξωτερικό περιβάλλον όλα τα άχρηστα προιόντα που δημιουργούνται κατά τον μεταβολισμό, Αναπνοή, το κύτταρο μπορεί να προσλαμβάνει οξυγόνο και να το χρησιμοποιεί στην οξείδωση της τροφής και με την αντίδραση αυτή να παράγει ενέργεια, Αύξηση και Πολλαπλασιασμός. Μέσα στο κυτταρόπλασμα παρατηρούνται: ΕΓΚΛΕΙΣΤΑ : είναι άβια συστατικά, προϊόντα του μεταβολισμού του κυττάρου ή του περιβάλλοντος που εγκλωβίστηκαν (κοκκία λίπους, γλυκογόνο, κρύσταλλοι). Tα βρίσκουμε σε περιοχές που ονομάζονται κενοτόπια. ΟΡΓΑΝΥΛΛΙΑ ή ΟΡΓΑΝΙΔΙΑ: Ζώντες πρωτοπλασματικοί σχηματισμοί που έχουν ιδιαίτερα χαρακτηριστικά και λειτουργίες. Τα κυριότερα κυτταρικά οργανύλλια είναι: Ι. ΜΙΤΟΧΟΝΔΡΙΑ Είναι κυλινδρικά ή ραβδοειδή σωμάτια που παρατηρούνται κυρίως στα κύτταρα που έχουν έντονο μεταβολισμό. Αποτελούνται από εξωτερική και εσωτερική μεμβράνη με πολλαπλές εσωτερικές αναδιπλώσεις. Τόσο στο εσωτερικό του μιτοχονδρίου όσο και ανάμεσα στις μεμβράνες τους περιέχεται
4 υγρό πλούσιο σε ένζυμα. Το οργανίδιο αυτό αποτελεί το κέντρο παραγωγής ενέργειας του κυττάρου. Τα μιτοχόνδρια από λειτουργικής άποψης είναι ημιαυτόνομα,( χρειάζονται και την βοήθεια του πυρήνα του κυττάρου για την επιτέλεση της εργασίας τους. Από εξελικτική άποψη τα μιτοχόνδρια θεωρούνται υπολείμματα συμβίωσης κυττάρων με βακτηρίδια και διαθέτουν δικό τους ανεξάρτητο DNA. ΙΙ. ΡΙΒΟΣΩΜΑΤΙΑ και ΕΝΔΟΠΛΑΣΜΑΤΙΚΟ ΔΙΚΤΥΟ Το ενδοπλασματικό δίκτυο είναι ένα σύστημα μεμβρανών που είναι σε επαφή με τον πυρήνα και την κυτταρική μεμβράνη. Στο κύτταρο διακρίνουμε το λείο και το τραχύ ενδοπλασματικό δίκτυο. Η διαφορά τους είναι ότι στο τραχύ παρατηρούμε στην επιφάνεια των μεμβρανών κοκκία που ονομάζονται ριβοσωμάτια. Τα ριβοσωμάτια αποτελούνται από r(ribosomal)rna και αποτελούν το κέντρο σύνθεσης των πρωτεϊνών του κυττάρου. ΙΙΙ. ΛΥΣΟΣΩΜΑΤΙΑ Είναι μικρά κυστικά σωματίδια που περιέχουν λυτικά ένζυμα,(ένζυμα που προκαλούν καταστροφή των ιστών). Τα ένζυμα αυτά από χημικής άποψης είναι νουκλεάσες, πρωτεάσες και δρουν στο αντίστοιχο υπόστρωμα. IV. ΣΥΣΚΕΥΗ GOLGI Είναι σύστημα σωλήνων και κοιλοτήτων, που έχει χαρακτηριστικό σχήμα. Το σύστημα αυτό αποθηκεύει και μετατρέπει ουσίες που παρήχθησαν στο ενδοπλασματικό δίκτυο. V. ΚΕΝΤΡΟΣΩΜΑΤΙΟ Είναι σχηματισμός από 2 κοκκία που βρίσκεται κοντά στον πυρήνα και έχει σχέση με την διαίρεση του κυττάρου και την κίνησή του. 3. ΠΥΡΗΝΑΣ
5 Αποτελεί το κέντρο ελέγχου και ρύθμισης των λειτουργιών του κυττάρου, και το φορέα της κληρονομικότητας. Έχει σφαιρικό σχήμα και βρίσκεται συνήθως στο κέντρο του κυττάρου. Είναι δυνατόν σε ορισμένα κύτταρα να μην υπάρχει ( ώριμα ερυθρά αιμοσφαίρια) ή να υπάρχουν πολλοί πυρήνες σε ένα κύτταρο ( μυϊκά κύτταρα, ηπατοκύτταρα). Ο πυρήνας αποτελείται: Πυρηνική Μεμβράνη: τον ξεχωρίζει από το κυτταρόπλασμα. Αποτελείται από δύο στρώματα λιποπρωτεϊνών και έχει πόρους Πυρηνόπλασμα: είναι διαφοροποιημένο πυκνόρρευστο πρωτόπλασμα που αποτελείται κυρίως από πρωτεΐνες (ιστόνες) και περιέχει τα χρωμοσώματα. Τα χρωμοσώματα είναι κυτταρικές δομές που φαίνονται μόνο κατά την φάση της μιτωτικής διαίρεσης. Κατά το υπόλοιπο χρονικό διάστημα σχηματίζουν ένα πυκνό δίκτυο χρωματίνης. Στον άνθρωπο παρατηρούμε 46 χρωμοσώματα. Τα 44 ονομάζονται αυτοσωματικά και σχηματίζουν 22 ζεύγη ( ομόλογα χρωμοσώματα) και είναι υπεύθυνα για τα περισσότερα χαρακτηριστικά του συγκεκριμένου ανθρώπου. Τα υπόλοιπα 2 ονομάζονται φυλετικά ( Χ και Ψ ) και καθορίζουν το φύλο του ατόμου (ΧΨ άνδρας, και ΧΧ γυναίκα). Τα χρωμοσώματα αποτελούνται από τα γονίδια που είναι οι φορείς της κληρονομικότητας.
6 Πυρηνίσκους : Μπορεί να είναι ένας ή περισσότεροι και αποτελούνται από πρωτεΐνες κα RNA. Πιθανώς αντιπροσωπεύουν κέντρο βιοσύνθεσης RNA. ΜΙΤΩΣΗ Η διεργασία που οδηγεί στην διαίρεση του κυττάρου. Έχει τέσσερεις φάσεις: πρόφαση, μετάφαση,ανάφαση και τελόφαση. Τα δύο θυγατρικά κύτταρα που προκύπτουν από μίτωση είναι όμοια με το αρχικό και περιέχουν τον ίδιο αριθμό και τύπο χρωμοσωμάτων. Στην πρόφαση το κεντροσωμάτιο διαιρείται και τα τμήματα που προκύπτουν κατευθύνονται το ένα στον ένα πόλο και το άλλο στον άλλο.η χρωματίνη συμπυκνώνεται σχηματίζοντας τα χρωμοσώματα τα οποία διπλασιάζονται. Ο πυρήνας εξαφανίζεται. Στην ανάφαση τα χρωμοσώματα διατάσσονται στον ισημερινό του κυττάρου. Στην μετάφαση τα χρωμοσώματα έλκονται στους πόλους του κυττάρου και αρχίζει η διαίρεση του κυτταροπλάσματος. Στην τελόφαση τα χρωμοσώματα διαχέονται ο πυρήνας ανασχηματίζεται, συμπληρώνεται η διαίρεση του κυτταροπλάσματος και τα δύο θυγατρικά κύτταρα έχουν σχηματιστεί.
7 ΙΣΤΟΣ Στους μονοκύτταρους οργανισμούς το ένα και μοναδικό κύτταρο που τους αποτελεί επιτελεί όλες τις λειτουργίες που είναι απαραίτητες για την εκδήλωση των λειτουργιών της ζωής. Στους πολυκύτταρους οργανισμούς λόγω της ανάγκης του καταμερισμού του έργου των κυττάρων παρατηρείται μια λειτουργική διαφοροποίηση με σκοπό την καλύτερη ανταπόκριση στο έργο που επιτελούν. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα και μία μορφολογική διαφοροποίηση, έτσι ώστε τα κύτταρα που επιτελούν παρόμοια λειτουργία να μοιάζουν μεταξύ τους. Τα κύτταρα που μοιάζουν λειτουργικά και μορφολογικά μεταξύ τους θεωρούμε ότι ανήκουν στην ίδια <<οικογένεια>> κυττάρων που την ονομάζουμε ιστό. Ιστό χαρακτηρίζουμε το σύνολο των κυττάρων που έχουν διαφοροποιηθεί λειτουργικά και μορφολογικά, δηλαδή έχουν παρόμοια λειτουργία και κατασκευή. Για να κατανοήσουμε την μορφολογία των ιστών είναι απαραίτητη η γνώση του όρου της μεσοκυττάριας ουσίας. Είναι η ουσία που παρεμβάλλεται ανάμεσα στα κύτταρα του ίδιου ιστού και συνήθως προέρχεται από τις εκκρίσεις αυτών των κυττάρων. Η ουσία αυτή συνδέει τα κύτταρα μεταξύ τους και εξασφαλίζει την θρέψη τους γιατί είναι ο φορέας των αγγείων και των νεύρων του ιστού. Επίσης λόγω των διαφορετικών ουσιών που περιέχει ανάλογα με το είδος του ιστού προσδίδει σε αυτόν πολλές από τις ιδιότητές του (ελαστικότητα, ανθεκτικότητα). Στον ανθρώπινο οργανισμό παρατηρούμε 4 είδη ιστών Επιθηλιακό Ερειστικό Μυϊκό
8 Νευρικό Α. Επιθηλιακός Ιστός Χαρακτηρίζεται από κύτταρα ανάμεσα στα οποία παρεμβάλλεται ελάχιστη μεσοκυττάρια ουσία. Ο ρόλος των κυττάρων αυτού του ιστού είναι η έκκριση ή η κάλυψη των επιφανειών. Αποτελείται από : 1. Καλυπτικό Επιθήλιο Αποτελείται από άφθονα κύτταρα που περιβάλλονται από άφθονη μεσοκυττάρια ουσία και συνδέονται μεταξύ τους σχηματίζοντας συνεχείς υμένες που καλύπτουν την εξωτερική επιφάνεια (επιδερμίδα) ή εσωτερικές κοιλότητες του σώματος (βλεννογόνοι). Το επιθήλιο μπορεί να είναι μονόστιβο ή πολύστιβο( μία ή περισσότερες στοιβάδες κυττάρων). Πολλά από τα κύτταρα έχουν την ικανότητα έκκρισης βλέννας (βλεννογόνοι) ή έχουν κροσσούς στην επιφάνειά τους για να απεκκρίνουν ξένες ουσίες. 2. Αδενικό Επιθήλιο Χαρακτηριστικό των κυττάρων του αδενικού επιθηλίου είναι η έκκριση, δηλαδή η παραγωγή ουσιών. Τα κύτταρα αυτά μπορεί να είναι μεμονωμένα (μονοκύτταροι αδένες) αλλά συνήθως συνενώνονται μεταξύ τους σχηματίζοντας ειδικά όργανα, τους αδένες. Οι αδένες διακρίνονται σε: Εξωκρινείς αδένες: Το χαρακτηριστικό αυτών των αδένων είναι ότι το έκκριμά τους καταλήγει με κάποιο εκφορητικό πόρο σε επιφάνεια ή κοιλότητα του σώματος. Ενδοκρινείς αδένες: όπου το έκκριμά τους( ορμόνες) καταλήγει στην κυκλοφορία του αίματος και μέσω αυτής σε όλο το σώμα. Β. Ερειστικός Ιστός
9 Χρησιμεύει για την στήριξη των δομών του σώματος και χαρακτηρίζεται από άφθονη μεσοκυττάρια ουσία και λίγα σχετικά κύτταρα. Οι κυριότερες μορφές ερειστικού ιστού είναι: 1. Συνδετικός Ιστός Βρίσκεται μέσα ή γύρω από διάφορα όργανα που τα στηρίζει και τα διαχωρίζει από τα γειτονικά τους. Ανάλογα με την σύσταση της μεσοκυττάριας ουσίας του διακρίνεται σε ινώδη, ελαστικό, κλπ. Ο ινώδης περιέχει ίνες κολλαγόνου που του προσδίνουν ανθεκτικότητα ενώ ο ελαστικός περιέχει ελαστικές ίνες που του προσδίνουν ευκαμπτότητα. Από συνδετικό ιστό αποτελούνται σύνδεσμοι, τένοντες και περιτονίες μυών. 2. Χονδρικός Ιστός Αποτελείται από λίγα κύτταρα και άφθονη μεσοκυττάρια ουσία ειδικού τύπου, σχηματίζοντας δομές ανθεκτικές και ελαστικές(χόνδροι). Υπάρχουν διάφορα είδη χόνδρων και βρίσκονται στις αρθρώσεις, το αναπνευστικό δέντρο, κλπ. Οι χόνδροι έχουν μεγάλη ανθεκτικότητα χωρίς να είναι ιδιαίτερα σκληροί ενώ ταυτόχρονα σχηματίζουν λείες επιφάνειες. 3. Οστίτης Ιστός Είναι ο ισχυρότερος ιστός του σώματος και αποτελείται από άφθονη μεσοκυττάρια ουσία πρωτεϊνικής σύστασης στην οποία εναποτίθενται άλατα ασβεστίου και φωσφόρου.τα οστικά κύτταρα είναι απομονωμένα και επικοινωνούν μεταξύ τους με μικρά σωληνάρια. Ο οστίτης ιστός σχηματίζει τα οστά του ανθρωπίνου σώματος Γ. Μυϊκός Ιστός Αποτελείται από επιμήκη κύτταρα (μυϊ κές ίνες) και χαρακτηρίζονται από το γεγονός ότι το κυτταρόπλασμά τους έχει διαφοροποιηθεί και σχηματίζει συσταλτικά ινίδια. Διακρίνεται:
10 ΓΡΑΜΜΩΤΕΣ ΜΥЇΚΕΣ ΙΝΕΣ: Σχηματίζουν τους σκελετικούς μύες που χρησιμεύουν στην κίνηση του σώματος. Χαρακτηρίζονται από μακρά κύτταρα (4-15 εκ.) με πολλούς πυρήνες, που εμφανίζουν στο μικροσκόπιο χαρακτηριστική εγκάρσια γράμμωση. Στο κυτταρόπλασμα τους περιέχουν ινίδια ακτίνης και μυοσίνης. Η λειτουργία των γραμμωτών μυικών ινών υπόκειται στην βουλησή μας. ΛΕΙΕΣ ΜΥЇΚΕΣ ΙΝΕΣ: Είναι πιο κοντές από τις προηγούμενες, έχουν ένα πυρήνα και δεν έχουν εγκάρσιες γραμμώσεις. Βρίσκονται σε όργανα που η λειτουργία τους δεν υπόκειται στην βούληση μας ( σπλάχνα, αγγεία). ΚΑΡΔΙΑΚΕΣ ΜΥΙΚΕΣ ΙΝΕΣ Μοιάζουν και στις γραμμωτές και στις λείες υικές ίνες, και σχηματίζουν το μυ της καρδιάς. Έχουν ένα πυρήνα και εγκάρσιες γραμμώσεις, ενώ η λειτουργία τους δεν ελέγχεται από την βούλησή μας. Οι καρδιακές ίνες έχουν την ιδιότητα να συσπώνται με συγκεκριμένο ρυθμό ο οποίος είναι ενδογενής δηλαδή προκαλείται από το ίδιο το κύτταρο. Η σύσπαση κάποιου κυττάρου μπορεί να μεταδοθεί και να διεγείρει σε σύσπαση και γειτονικά κύτταρα. Δ. Νευρικός Ιστός Αποτελεί τον πιο εξειδικευμένο ιστό στον ανθρώπινο οργανισμό( τα νευρικά κύτταρα δεν πολλαπλασιάζονται). Η μορφή και το μήκος αυτών των κυττάρων ποικίλει ανάλογα με το ρόλο του κυττάρου φθάνοντας και στο ένα μέτρο. Μεταφέρουν ηλεκτρικά ερεθίσματα στο ανθρώπινο σώμα. Έτσι προσλαμβάνουν ηλεκτρικά ερεθίσματα από το περιβάλλον (αισθήσεις), τα επεξεργάζονται ( εγκέφαλος) και απαντούν( κίνηση, εκκρίσεις). Υπάρχουν και κύτταρα του νευρικού ιστού ( νευρογλοιακά) τα οποία είναι διαφορετικά σε μορφή και χρησιμεύουν στην προστασία και στήριξη των νευρικών κυττάρων που μεταφέρουν τα ερεθίσματα.
11 ΟΡΓΑΝΑ ΤΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ Για την επιτέλεση του έργου τους οι ιστοί δεν λειτουργούν ανεξάρτητα αλλά συνδυάζονται μεταξύ τους και σχηματίζουν τα όργανα του σώματος. Το όργανο είναι μία ανεξάρτητη ανατομική μονάδα, η οποία διαχωρίζεται από τις άλλες και αποτελείται από ένα σύνολο ιστών με σκοπό την επιτέλεση τις ίδιας λειτουργίας. Από τους ιστούς ο ένας (ο κύριος) επικρατεί και χαρακτηρίζει την λειτουργία του οργάνου ενώ οι υπόλοιποι υποστηρίζουν την λειτουργία αυτή (δευτερεύοντες). Παράδειγμα, το ήπαρ αποτελείται από επιθηλιακό ιστό και είναι ο κύριος ιστός ( αδενικό επιθήλιο) γιατί είναι αδένας (έκκριση) αλλά και από δευτερεύοντες ιστούς, ερειστικό ιστό (δημιουργεί την κάψα του οργάνου), μυικό ιστό (αγγεία), νευρικός ιστός(μεταφορά εντολών προς το όργανο). Τα διάφορα όργανα του ανθρωπίνου σώματος συνεργάζονται μεταξύ τους για την επιτέλεση των λειτουργιών που είναι απαραίτητες για την ζώσα ύλη. Έτσι τα όργανα συνδυασμένα μεταξύ τους δημιουργούν τα Οργανικά Συστήματα. Τα συστήματα αυτά είναι τα εξής: ΕΡΕΙΣΤΙΚΟ ΜΥЇΚΟ ΠΕΠΤΙΚΟ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΟ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΚΟ ΝΕΥΡΙΚΟ ΟΥΡΟΠΟΙΗΤΙΚΟ ΓΕΝΝΗΤΙΚΟ ΕΝΔΟΚΡΙΝΙΚΟ