Биомеханика

Виды биологических тканей

Биологическая ткань — это система клеток и межклеточных структур, объединенных общей функцией, строением и происхождением. Биологическая ткань подразделяется на четыре основных группы:

  • эпителиальную
  • мышечную
  • соединительную
  • нервную.

  1. Эпителиальные ткани. Общая характеристика. Источники развития.

Эпителиальные ткани развиваются из разных зародышевых листков (экто -, эндо-, и мезодермы) и резко отличаются друг от друга по морфологическим свойствам. Эпителий представляет собой пласты клеток, расположенных на базальной мембране, под которой лежит рыхлая соединительная ткань. Промежуточного вещества в эпителии почти нет и клетки тесно соприкасаются между собой. Эпителиальные ткани не имеют кровеносных сосудов и их питание осуществляется через базальную мембрану со стороны подлежащей соединительной ткани. Ткани обладают высокой регенерирующей способностью.

Эпителий имеет ряд функций:

  • Защитная — предохраняет другие ткани от воздействия окружающей среды. Эта функция свойственна эпителию кожи;
  • Питательная (трофическая)- всасывание питательных веществ. Эту функцию осуществляет, например, эпителий желудочно-кишечного тракта
  • Экскреторная — выведение из организма ненужных веществ (СО2, мочевина);
  • Секреторная — из эпителиальных клеток построено большинство желез.

Однослойный и многослойный эпителии различаются по форме клеток.

Однослойный, плоский эпителий состоит из плоских клеток, расположенных на базальной мембране. Этот эпителий называется мезотелием и выстилает поверхность листков плевры, околосердечной сумки и брюшины.

Эндотелий является производным мезенхимы и представляет собой непрерывный пласт плоских клеток, покрывающих внутреннюю поверхность кровеносных и лимфатических сосудов.

Однослойный кубический эпителий выстилает канальцы почки, выводящие протоки желез.

Однослойный цилиндрический эпителий состоит из клеток призматической формы. Этот эпителий выстилает внутреннюю поверхность желудка, кишечника, матки, яйцеводов, почечных канальцев. В кишечном эпителии встречаются бокаловидные клетки. Это одноклеточные железы, выделяющие слизь.

В тонкой кишке эпителиальные клетки имеют на поверхности особе образование – каемку. Она состоит из большого числа микроворсинок, что увеличивает поверхность клетки и способствует лучшему всасыванию питательных и других веществ. Клетки эпителия выстилающего матку имеют мерцательные реснички и называются мерцательным эпителием.

Однослойный многорядный эпителий отличается тем, что клетки его имеют различную форму и вследствие этого их ядра лежат на разном уровне. Этот эпителий имеет мерцательные реснички и тоже называется мерцательным. Он выстилает воздухоносные пути и некоторые отделы половой системы. Движения ресничек удаляют частички пыли из верхних дыхательных путей.

Многослойный плоский эпителий представляет собой сравнительно толстый пласт, состоящий из многих слоев клеток. С базальной мембраной соприкасается только самый глубокий слой. Многослойный эпителий выполняет защитную функцию и подразделяется на ороговевающий и неороговевающий.

Неороговевающий эпителий выстилает поверхность роговицы глаза, полости рта и пищевода. Состоит из клеток разной формы. Базальный слой состоит из цилиндрических клеток; затем располагаются клетки разной формы с короткими толстыми отростками — слой шиповатых клеток. Самый верхний слой состоит из плоских клеток, постепенно отмирающих и отпадающих.

Ороговевающий эпителий покрывает поверхность кожи и называется эпидермис. Он состоит из 4-5 слоев клеток разных по форме и выполняемым функциям. Внутренний слой, базальный, состоит из цилиндрических клеток, способных к размножению. Слой шиповатых клеток состоит из клеток с цитоплазматическами островками, при помощи которых клетки соприкасаются друг с другом. Зернистый слой состоит из уплощенных клеток, содержащих зернышки. Блестящий слой в виде блестящей ленты, состоит из клеток, границы которых не видны из-за блестящего вещества — элеидина. Роговой слой состоит из плоских чешуек, заполненных кератином. Самые поверхностные чешуйки рогового слоя постепенно отпадают, но пополняются за счет размножающихся клеток базального слоя. Роговой слой отличается устойчивостью к внешним, химическим воздействиям, упругостью и малой теплопроводностью, что обеспечивает выполнение защитной функции эпидермиса.

Переходный эпителий характеризуется тем, что вид его изменяется в зависимости от состояния органа. Он состоит из двух слоев — базального- в виде мелких уплощенных клеток и покровного- крупных, слегка уплощенных клеток. Эпителий выстилает мочевой пузырь, мочеточники, лоханки, почечные чашечки. При сокращении стенки органа переходный эпителий имеет вид толстого пласта, в котором базальный слой становится многорядным. Если орган растянут, эпителий становится тонким и форма клеток изменяется.

Особый вид эпителиальной ткани —железистый эпителий — образует большинство желез (щитовидную, потовые, печень и др.), клетки которых вырабатывают тот или иной секрет.

2. Соединительные ткани. Общая характеристика соединительных тканей. Классификация. Источники развития

Соединительные ткани (ткани внутренней среды) объединяют группы тканей мезодермального происхождения, очень различных по строению и выполняемым функциям. Клетки мезенхимы образуют тонкие отростки, связывающие их между собой, формируется трехмерная сеть, в которой образуются кровеносные капилляры. Клетки активно митотически делятся и образуют отдельные скопления, из которых дифференцируются стволовые клетки крови, фибробласты (превращаются в фиброциты), остеобласты (превращаются в остеоциты), одонтобласты, хондробласты (превращаются в хондроциты), тучные клетки, адипоциты, ретикулярные клетки, макрофаги оседлые и блуждающие, эндотелиоциты, гладкие миоциты, миосимпласты.

Различают несколько видов соединительной ткани:

  • Кровь и лимфа;
  • Рыхлая волокнистая неоформленная ткань;
  • Плотная волокнистая (оформленная и неоформленная) ткань;
  • Ретикулярная ткань;
  • Жировая;
  • Хрящевая;
  • Костная

Из этих видов плотная волокнистая, хрящевая и костная выполняют опорную функцию, остальные ткани – защитную и трофическую.

Из соединительной ткани состоят плевральная оболочка грудной клетки, связки, соединяющие между собой кости скелета, сухожилия, прикрепляющие мышцы к костям.

В неоформленной соединительной ткани волокна межклеточного вещества располагаются без особого порядка. При этом их расположение может быть, как рыхлое, так и плотное.

3. Кровь и лимфа — разновидность соединительной ткани, у которой межклеточное вещество жидкое (плазма). Одной из разновидностей соединительной ткани является кровь с ее жидким основным веществом.

Кровь состоит из клеток, взвешенных в жидком межклеточном веществе (плазме) сложного состава. На долю плазмы приходится около 54% объема крови, на долю форменных элементов (клеток) — около 44%. Кровь выполняет трофическую, транспортную, защитную функции. Кроме того, кровь участвует в сохранении постоянного состава и свойств внутренней среды организма — гомеостаза (от греч. homdoios — одинаковый, stdasis — состояние, неподвижность). Общее количество крови у взрослого человека 4-6 л, что составляет 6-8% массы его тела (у мужчин в среднем около 5,4 л, у женщин около 4,5 л). Приблизительно 84% крови находится в сосудах большого круга кровообращения, около 9% — в сосудах малого круга и 7% — в сердце. В среднем 64% общего количества крови находится в венах, около 6% — в капиллярах и приблизительно 18% в артериях.

Плазма — это жидкая часть крови, в которой содержится около 91% воды, 6,5-8,0% белков, 2% низкомолекулярных соединений. рН плазмы крови колеблется в пределах от 7,37 до 7,43, а удельная плотность равна 1,025-1,029. Плазма богата как электролитами, так и неэлектролитами. Среди катионов преобладают натрий (143 мэкв/л), калий и кальций (по 5 мэкв/л каждый), среди анионов — хлор (103 мэкв/л), бикарбонаты (27 мэкв/л), фосфаты (2 мэкв/л), органические кислоты (6 мэкв/л). В плазме крови содержатся глюкоза (5 мэкв/л) и мочевина (7 мэкв/л). Белки крови (6,5-8 г/л) (альбумины и глобулины) выполняют трофическую, транспортную, защитную, буферную функции, они также участвуют в процессе свертывания крови и создании коллоидно-осмотического давления.

4. Жировая ткань, ее разновидности, строение и значение.

Жировая ткань или адипоциты состоит из жировых клеток. Почти всю жировую клетку занимает капля нейтрального жира. Вокруг этой клетки находится тонкий ободок протоплазмы, а ядро оттеснено к периферии. Жировая ткань имеет большое значение как энергетический, пластический и теплоизоляционный материал в организме человека.

5. Хрящевые ткани. Общая характеристика. Виды хрящевой ткани (гиалиновая, эластическая, волокнистая).

Волокнистая соединительная ткань пронизывает весь организм и образует прослойки между его отдельными элементами.

Неоформленная плотная волокнистая соединительная ткань образует капсулы органов, оболочки сосудов, склеру глаза, надкостницу и надхрящницу, суставные капсулы, сетчатый слой кожи (дермы), клапаны сердца, перикард, твердую оболочку мозга.
Оформленная плотная волокнистая соединительная ткань образует сухожилия, связки, фасции, пластины.

Рыхлая неоформленная соединительная ткань заполняет промежутки между органами и сопровождает кровеносные сосуды. Плотная неоформленная соединительная ткань составляет основу кожи, надхрящницу, надкостницу.

Общей характерной чертой строения этих тканей является рыхлое расположение клеток, отделенных друг от друга хорошо выраженным межклеточным веществом.

Межклеточное (аморфное) вещество обеспечивается транспорт веществ из соединительной ткани к эпителиальной ткани и обратно, в том числе транспорт веществ из крови к клеткам и обратно. Аморфное вещество образуется, прежде всего, за счет деятельности фибробластов (коллаген, гликозоаминогликаны), а также за счет белков плазмы крови (альбумины, глобулины).

Коллаген синтезируется разными клетками соединительной ткани (фибробластами, хондробластами, остеобластами), эпителиоцитами и эндотелиоцитами, а потому представлен довольно большой (до 14 типов) группой очень стабильных трехспиральных белковых молекул.

Ретикулярная ткань – основа кроветворных органов: селезенки, лимфатических узлов, красного костного мозга.

Эта ткань представляет собой сетевидную структуру, состоящую из клеток, контактирующих между собой цитоплазматическими отростками. Она образует широкопетлистую или узкопетлистую протоплазматическую сеть. В узловых точках которой располагаются ядра. В протоплазме ткани находятся ретикулярные волокна – тонкие плотные ветвящиеся нити, устойчивые к воздействию кислот, щелочей и переваривающему действию ферментов.

Ретикулярные волокна по своему химическому составу близки к коллагеновым, так как они состоят из белка коллагена (3 типа) и углеводного компонента. Ретикулярные волокна тоньше коллагеновых, имеют слабовыраженную поперечную исчерченность. Разветвляясь и анастомозируя, они образуют мелкопетлистые сети, откуда и происходит их название. В ретикулярных волокнах, в отличие от коллагеновых, более выражен углеводный компонент.

Каждый из названных биополимеров действует в составе структуры более высокого порядка. Количественное соотношение и способ взаимодействия эластиновых и коллагеновых волокон определяют прочностные и деформационные свойства биологической ткани.

Хрящевая ткань состоит из клеток, большого количества межклеточного вещества и выполняет механическую функцию.

Остеоциты — имеют отростчатую форму и компактное, темно окрашивающееся ядро. Клетки лежат в костных полостях, которые повторяют контуры остеоцитов. Остеоциты не способны к размножению.

Остеобласты – клетки, создающие костную ткань. Они округлой формы, иногда содержат несколько ядер, располагаются в надкостнице.

Остеокласты – клетки, принимающие активное участие в разрушении обызвествленного хряща и кости. Это многоядерные, довольно большие клетки. В течение всей жизни происходит разрушение структурных частей костной ткани и одновременно образование новых, как на месте разрушения, так и со стороны надкостницы. В этом процессе и принимают участие остеокласты и остеобласты.

 

 

5. Костные ткани. Общая характеристика.

Костная ткань состоит из клеток и плотного межклеточного вещества. К клеточным элементам костной ткани принадлежат костные клетки, или остеоциты, остеобласты и остеокласты.

Остеоциты — имеют отростчатую форму и компактное, темно окрашивающееся ядро. Клетки лежат в костных полостях, которые повторяют контуры остеоцитов. Остеоциты не способны к размножению.

Остеобласты – клетки, создающие костную ткань. Они округлой формы, иногда содержат несколько ядер, располагаются в надкостнице.

Остеокласты – клетки, принимающие активное участие в разрушении обызвествленного хряща и кости. Это многоядерные, довольно большие клетки. В течение всей жизни происходит разрушение структурных частей костной ткани и одновременно образование новых, как на месте разрушения, так и со стороны надкостницы. В этом процессе и принимают участие остеокласты и остеобласты.

Межклеточное вещество костной ткани состоит из аморфного основного вещества, в котором расположены оссеиновые волокна. Различают грубоволокнистую ткань, которая представлена у эмбрионов, и пластинчатую костную ткань, имеющуюся у взрослых и детей.

Структурной единицей костной ткани является костная пластинка. Она образована костными клетками, лежащими в капсулах, и тонковолокнистым межклеточным веществом, пропитанным солями кальция. Остеиновые волокна этих пластинок лежат параллельно друг другу в определенном направлении. В соседних пластинках волокна обычно имеют перпендикулярное к ним направление, что обеспечивает большую прочность костной ткани. Костные пластинки в разных костях располагаются в определенном порядке. Из них построены почти все плоские, трубчатые и смешанные кости скелета.

В диафизе трубчатой кости пластинки образуют сложные системы, в которых различают три слоя:

  • наружный, в котором пластинки не образуют полных колец и перекрываются на поверхности следующим слоем пластинок;
  • средний слой образован остеонами. В остеоне костные пластинки расположены концентрически вокруг кровеносных сосудов;
  • внутренний слой пластинок отграничивает костномозговое пространство, где располагается костный мозг.

Кость растет и восстанавливается за счет надкостницы, которая покрывает наружную поверхность кости и состоит из тонковолокнистой соединительной ткани и остеобластов. Из данной ткани построены кости скелета.

6. Мышечные ткани. Общая характеристика.

Мышечные ткани обусловливают все виды двигательных процессов внутри организма, а также перемещение организма и его частей в пространстве. Это обеспечивается за счет особых свойств мышечных клеток — возбудимости и сократимости. Во всех клетках мышечных тканей содержатся тончайшие сократительные волоконца — миофибриллы, образованные линейными молекулами белков — актином и миозином. При скольжении их относительно друг друга происходит изменение длины мышечных клеток

Мышечная ткань обладает способностью сокращаться, укорачиваться, она осуществляет функции движения. Существуют три разновидности мышечной ткани: исчерченная (поперечнополосатая, скелетная), неисчерченная (гладкая) и сердечная.

Поперечнополосатая (скелетная) мышечная ткань построена из множества многоядерных волокноподобных клеток длиной 1—12 см. Наличие миофибрилл со светлыми и темными участками, по-разному преломляющих свет (при рассмотрении их под микроскопом), придает клетке характерную поперечную исчерченность, что и определило название этого вида ткани. Из нее построены все скелетные мышцы, мышцы языка, стенок ротовой полости, глотки, гортани, верхней части пищевода, мимические, диафрагма. Особенности поперечнополосатой мышечной ткани: быстрота и произвольность (т. е. зависимость сокращении от воли, желания человека), потребление большого количества энергии и кислорода, быстрая утомляемость.

 

Сердечная ткань состоит из поперечно исчерченных одноядерных мышечных клеток, но обладает иными свойствами. Клетки расположены не параллельным пучком, как скелетные, а ветвятся, образуя единую сеть. Благодаря множеству клеточных контактов поступающий нервный импульс передается от одной клетки к другой, обеспечивая одновременное сокращение, а затем расслабление сердечной мышцы, что позволяет ей выполнять насосную функцию.

Клетки гладкой мышечной ткани не имеют поперечной исчерченности, они веретеновидные, одноядерные, их длина около 0,1 мм. Этот вид ткани участвует в образовании стенок трубкообразных внутренних органов и сосудов (пищеварительного тракта, матки, мочевого пузыря, кровеносных и лимфатических сосудов). Особенности гладкой мышечной ткани: непроизвольность и небольшая сила сокращений, способность к длительному тоническому сокращению, меньшая утомляемость, небольшая потребность в энергии и кислороде.

7.  Нервная ткань. Общая характеристика.

Нервная ткань, из которой построены головной и спинной мозг, нервные узлы и сплетения, периферические нервы, выполняет функции восприятия, переработки, хранения и передачи информации, поступающей как из окружающей среды, так и от органов самого организма. Деятельность нервной системы обеспечивает реакции организма на различные раздражители, регуляцию и координацию работы всех его органов. Основными свойствами нервных клеток — нейронов, образующих нервную ткань, являются возбудимость и проводимость.

Возбудимость — это способность нервной ткани в ответ на раздражение приходить в состояние возбуждения, а проводимость — способность передавать возбуждение в форме нервного импульса другой клетке (нервной, мышечной, железистой).

Нейроны бывают униполярными, псевдоуниполярными, биполярными. Нервная ткань человека не содержит униполярных с одним отростком нейронов. В мультиполярных – обилие дендритных стволов. Такая разветвленность нисколько не сказывается на скорости проведения сигнала.

От концов аксонов отходят боковые ветви, заканчивающиеся расширениями — аксонными окончаниями, или терминалями. Это зона контакта с другими нервными, мышечными или железистыми метками. Она называется синапсом, функцией которого является передача возбуждения.

Благодаря этим свойствам нервной ткани осуществляется восприятие, проведение и формирование ответной реакции организма на действие внешних и внутренних раздражителей. Нервная клетка, или нейрон, состоит из тела и отростков двух видов. Тело нейрона представлено ядром и окружающей его областью цитоплазмы. Это метаболический центр нервной клетки; при его разрушении она погибает. Тела нейронов располагаются преимущественно в головном и спинном мозге, т. е. в центральной нервной системе (ЦНС), где их скопления образуют серое вещество мозга. Скопления тел нервных клеток за пределами ЦНС формируют нервные узлы, или ганглии. Короткие, древовидно ветвящиеся отростки, отходящие от тела нейрона, называются дендритами. Они выполняют функции восприятия раздражения и передачи возбуждения в тело нейрона. Самый мощный и длинный (до 1 м) неветвящийся отросток называется аксоном, или нервным волокном. Его функция состоит в проведении возбуждения от тела нервной клетки к концу аксона. Он покрыт особой белой липидной оболочкой (миелином), выполняющей роль защиты, питания и изоляции нервных волокон друг от друга. Скопления аксонов в ЦНС образуют белое вещество мозга. Сотни и тысячи нервных волокон, выходящих за пределы ЦНС, при помощи соединительной ткани объединяются в пучки — нервы, дающие многочисленные ответвления ко всем органам. От концов аксонов отходят боковые ветви, заканчивающиеся расширениями — аксоппыми окончаниями, или терминалями. Это зона контакта с другими нервными, мышечными или железистыми метками. Она называется синапсом, функцией которого является передача возбуждения. Один нейрон через свои синапсы может соединяться с сотнями других клеток. По выполняемым функциям различают нейроны трех видов. Чувствительные (центростремительные) нейроны воспринимают раздражение от рецепторов, возбуждающихся под действием раздражителей из внешней среды или из самого организма человека, и в форме нервного импульса передают возбуждение с периферии в ЦНС. Двигательные (центробежные) нейроны посылают нервный сигнал из ЦНС мышцам, железам, т. е. на периферию. Нервные клетки, воспринимающие возбуждение от других нейронов и передающие его также нервным клеткам, — это вставочные нейроны, или интернейроны. Они располагаются в ЦНС. Нервы, в состав которых входят как чувствительные, так и двигательные волокна, называются смешанными.


Соединяясь между собой, разные ткани образуют органы. Органом называется часть тела, которая имеет определенную форму, строение, занимает определенное место и выполняет специфическую функцию. В формировании любого органа принимают участие различные ткани, но только одна из них является главной, остальные выполняют вспомогательную функцию. Например, соединительная ткань образует основу органа, эпителиальная – слизистые оболочки органов дыхания и пищеварения, мышечная – стенки полых органов (пищевод, кишечник и др.), нервная ткань представлена в виде нервов, иннервирующих орган и нервных узлов, лежащих в стенках органов. Органы различаются по форме, размерам и положению. Кроме индивидуальных, имеются половые и возрастные отличия. Органы схожие по строению, происхождению и выполняют единую функцию, называются системой.

В организме человека выделяют следующие системы органов:

  • Опорно-двигательная, образующая остов тела, обеспечивает передвижение его частей по отношению друг к другу и перемещение организма в пространстве.
  • Дыхательная, определяющая доставку кислорода из окружающей среды в кровь и выведение из организма СО2, как одного из конечных продуктов обмена веществ.
  • Сердечно-сосудистая система обеспечивает передвижение крови лимфы по кровеносным и лимфатическим сосудам.
  • Пищеварительная система предназначена для переработки пищи, а также для всасывания питательных веществ в кровь и лимфу.
  • Выделительная система обеспечивает удаление из организма продуктов обмена веществ.
  • Эндокринная, железы которой образуют гормоны, участвующие в гуморальной регуляции функций организма.
  • Половая система выполняет функцию размножения и тем самым поддерживает существование вида.

—-

Глоссарий

Дендрит — крупные клетки (15-20 мкм) круглой, овальной формы с эксцентрически расположенным ядром, многочисленными разветвлёнными отростками мембраны.

Костный мозг — мягкая ткань внутренней полости кости

Остеоцит — клетки костной ткани

Остеобласт — молодые остеобразующие клетки кости

Остеокласт — гигантские многоядерные клетки, удаляющие костную ткань посредством растворения минеральной составляющей и разрушения коллагена.

Тетанус — состояние длительного сокращения

Хондроцит — основная клетка хрящевой ткани

Эндотелий — однослойный пласт плоских клеток

Previous post

134. Основные этапы и направления эволюции животных.

Next post

This is the most recent story.

shalena29

shalena29