Stavba lidského těla

Buňka, tkáň

Buňka (cellula) je základní morfologickou i funkční jednotkou (nauka o buňce se nazývá cytologie, nauka o tkáních – histologie). Je schopná samostatného života. Buňka je nejmenší uspořádaná otevřená dynamická soustava. V organismu je základní stavební i funkční jednotkou (tuto myšlenku nejasně v Živě vyslovil jako první J. E. Purkyně v roce 1837, prvními autory této myšlenky je Schwann a Schleiden – 1839).

Stavební součástí těla je i hmota mezibuněčná. Počet buněk těla se odhaduje asi na 45 biliónů.

Tělo je otevřený systém s vnitřním prostředím. Nejjednodušší formu života představuje jednobuněčný organismus. Pro něj musí být splněny dva požadavky nezbytné pro jeho přežití, ale v zásadě protikladné: musí se ohraničit vůči „ neuspořádanosti“ neživotného okolí, a naproti tomu je jako „otevřený systém“ odkázán na výměnu tepla, kyslíku, odpadních látek a informací se svým okolím. Ohraničení obstarává především buněčná membrána, jejíž hydrofobní vlastnosti chrání buňku před „smrtícím“ smíšením hydrofilních složek vodných roztoků vně a uvnitř buňky. Vývoj od jednobuněčného organismu k mnohobuněčnému, specializace buněčných skupin na orgány, objevení se dvojpohlavnosti, spolužití v sociálních skupinách a přechod z vody na souš ohromně zvýšilo výkonnost, schopnost přežití, akční radius a nezávislost živých tvorů. Předpokladem toho byl souběžný vývoj komplexní infrastruktury v organismu. Konstantní podmínky okolního prostředí poskytuje tekutina extracelulárního prostoru. Její objem je konečný, je dokonce menší než intracelulární objem. Stálost vnitřního prostředí se nazývá na všech úrovních homeostáza. Tato vyžaduje řízení a regulace.

Regulace udržující konstatní hodnotu veličiny se označují jako regulace na konstatní hodnotu. Regulace sledující změny žádáné veličiny jsou vlečné regulace či servoregulace.

Stavba buňky

Obrázek č. 1

Buňka je nejmenší jednotkou živého těla,tj. pouze buňka je schopna realizovat základní funkce organismu, jako jeho metabolismus, růst, pohyb, rozmnožování a dědičnost. Součástmi buňky jsou buněčná membrána (plasmalemma), cytosol nebo cytoplasma (asi 50 obj.%) v ní uložené subcelulární struktury s vlastním membránovým ohraničením – buněčné organely. Organely eukaryotické buňky jsou vysoce specializované. Její genetický materiál je např. soustředěn převážně v jádru, její „trávící“ enzymy v lyzosomech, její oxydativní produkce ATP (adenozin trifosfát) probíhá v mitochondriích.

Buněčné jádro (nucleus) obsahuje jadernou tekutinu (karyolymfu), jadérko (nucleolus) a chromatin s nositeli dědičné informace, deoxyribonukleovými kyselinami (DNA). Dvojité šroubovice DNA (doppelhelix, délka až 7 cm) jsou svinuty a složeny tak, že vzniknou 10μm dlouhé chromosomy. Člověk jich má 46, a to 22 autosomních párů a 2 chromosomy X (žena), resp. 1 chromosom X a 1 Y (muž). DNA sestává z řetězce třídílných molekul, nukleotidů, které obsahují vždy pentózu (deoxyribózu), fostát a bázi: na cukru monotónní páteře ze sacharidů a fosfátů (deoxyribóza-fosfát-deoxyribóza-fosfát) je zavěšena vždy jedna ze čtyř odlišných bází. Uspořádání posloupnosti odlišných bází tvoří genetický kód vždy pro jednu z přibližně 100 000 rozdílných bílkovin, které během svého života syntetizuje jediná buňka (exprese genu). Dvě taková vlákna DNA jsou ve dvojité šroubovici spojena prostřednictvím právě protilehlých bází, vždy adenin (A) s thyminem (T) a guanin (G) s cytozinem (C). Sled bází jednoho vlákna DNA je proto vždy „zrcadlovým obrazem“ druhého.Jedno vlákno tak může posloužit jako matrice pro novou syntézu komplementárního vlákna s identickou informací, což se uplatňuje před každým dělením buňky při zdvojení dědičné informace – replikace. Předávání kódu od DNA v jádru do syntézy bílkovin v cytosolu obstarávají ribonukleové kyseliny (RNA): m(messenger) RNA se tvoří v jádře buňky a od DNA se odlišují v tom, že sestávají jen z jediného vlákna a obsahují místo deoxyribózy ribózu a místo thyminu uracil (U). Na řetězci DNA je každá aminokyselina budoucí bílkoviny kódována třemi po sobě následujícími bázemi (triplet bází, kodogen) Při čtení DNA je do mRNA zabudován triplet bází, kodon. Přečtení kodonu ribosomech je úkolem t(transfer)RNA, která opět obsahuje triplet bází komplementárního kodonu, antikodon. Syntéza RNA v jádře je pod kontrolou enzymů RNA-polymeráz. Přepis DNA na mRNA – transkripce. Primární mRNA obsahuje jednak sekvence pro aminokyseliny (exony), a jednak i takové, které s vlastním kódováním nemají co do činění (introny). Introny jsou z primárního řetězce mRNA vyčleněny (splicing – sestřih). Jedná se o postranskripční modifikaci. RNA opouští jádro skrze póry jádra do cytosolu. Obal jádra sestává ze dvou fosfolipidových membrán, které do sebe přecházejí v místech pórů. Vnější je kontinuální s membránou endoplasmatického retikula. Ribosomy jsou z r(ribosomální)RNA a bílkovin. Syntéza bílkovin (translace) probíhá v ribosomech. Endoplasmatické retikulum má v buňce centrální úlohu při syntéze bílkovin a lipidů a navíc slouží jako intracelulární zásobárna vápníku. Je tvořeno síťovitým labyrintem rozvětvených kanálů a plochých váčků, jejich vnitřní prostory (cisterny) jsou navzájem propojeny a obklopeny membránou, na vnější straně jsou připojeny ribosomy – zrnité endoplasmatické retikulum. Pokud je bez ribosomů označuje se jako hladké endoplasmatické retikulum. Golgiho aparát nebo komplex je tvořen za sebou funkčně řazenými kompartmenty, v nichž dále zpracovává produkty endoplasmatického retikula. Sestává z Golgiho „cis-sítě“ (vstupní část přivrácená k endoplasmatickému retikulu) a Golgiho „trans.sítě“ (další třídění – sorting). Golgiho aparát syntetizuje polysacharidy, modifikuje bílkoviny (posttranslační modifikace), fosforyluje cukerné složky, „balí“ bílkoviny určené k exportování do sekretrorických vezikul (sekreční granula). Golgiho aparát je především centrální stanicí pro modifikaci, třídění a distribuci bílkovin a lipidů. Mitochondrie jsou místem oxidace sacharidů a lipidů na kysličník uhličitý a vodu za spotřeby kyslíku. Mitochondrie jsou obklopeny hladkou vnější membránou a vnitřní membránou, jejíž plocha je zvětšena záhyby (cristae).

Lyzosomy jsou vezikuly sloužící k intracelulárnímu „trávení“ makromolekul. Peroxizomy obsahují enzymy k oxidaci určitých organických molekul.

Membrány organel obstarávají intracelulární kompartmentizaci, buněčná membrána slouží především k odstínění nitra buňky vůči extracelulárnímu prostoru. Tvoří ji lipidová dvojvrstva, ve které jsou uloženy bílkoviny. Mnohé z nich prostupují celou lipidovou dvojvrstvou (transmembránové bílkoviny), některé jsou volně pohyblivé, jiné jsou fixovány k cytoskeletu. Povrch buňky zcela pokrývá glykokalix, sestávající z cukerných složek glykoproteinů, glykolipidů buněčné membrány, a extracelulární matrix. Cytoskelet umožňuje buňce zaujmout různé tvary. Obsahuje aktinová filamenta, mikrotubuly vycházející od centrozomu a intermediánní filamenta, jako jsou vimentinová, desminová, keratinová a neurofilamenta.

Povrch buňky je tvořen buněčnou membránou (plasmalemma).

Buňka se skládá z:

• vlastní buněčné hmoty – cytosol
• jádra – nucleus – jaderné hmoty – karyolymfa a jaderné membrány – nucleolemmy
• jadérka – nucleolus
• buněčných organel – mitochondrie, Golgiho apatát, lyzosomy,endoplasmatické retikulum, centrozómy, peroxisomy

Velikost je různá.Průměr buňky je kolem 60–70 µm, největší je ženská pohlavní buňka – vajíčko – oocyt (200–250µm) a nervová´buňka – neuron, nejmenší je červená krvinka – erytrocyt (7,5µm).

Tvar buňky je různý: kulovitý, ovoidní, polygonální, hvězdicovitý, vřetenovitý, kubický, rozvětvený apod.

Životní projevy buňky jsou pohyb, dělení, růst, metabolismus a jeho obrat neboli látková výměna (anabolismus – tvoření bílkovin,tuků,proti tomu katabolismus – rozklad cukrů,bílkovin a tuků).

Růst, rozmnožování a dědičnost jsou umožněny buněčným dělením.

Buňky našeho těla nemají stejně dlouhý život; některé žijí jen několik dnů (bílé krvinky), jiné však téměř dosahují stejného stáří jako celé tělo (buňky nervové). Zanikající buňky musí být nahrazovány novými, které vznikají rozdělením původní jediné buňky (mateřské) na dvě buňky nové (dceřinné). Pochod, kterým se tento proces uskutečňuje, nazýváme dělení buněk. Způsob buněčného dělení je dvojí: dělení přímé – amitotické, méně časté, jedná se vždy o modifikovanou mitosu, záleží v protažení a přetržení buňky i jádra; dělení nepřímé – mitotické čili karyokinetické, je spojeno s komplikovanými změnami buněčného jádra a probíhá v několika fázích. Pro lidské buňky je harakteristické dělení mitotické: chromatinová síť jádra se rozdělí v krátké úseky, tzv. chromozomy, které se posunují po vláknech dělícího vřeténka k oběma pólům buňky. Na pólech z nich vzniknou dvě nová jádra. Pak se celá mateřská buňka rozdělí na dvě buňky dceřinné, které jsou vzhledem k přesnému oddělení zdvojené dědičné informace naprosto rovnocenné. Ve většině buněk je v těsném sousedství jádra zvláštní útvar, tzv. dělící tělísko (centriol). Jeho rozdělením začíná dělení buňky. Schopnost dělení není u všech buněk zralého organismu stejná. Chromozomy jsou v jádře přítomny trvale. Jsou tvořeny molekulami DNA a bílkovinnými částicemi. Nejdůležitější součásti buňky je jádro, v němž je uložena převážná část genetické informace. Od cytosolu je jaderná tekutina (karyolymfa) oddělena jadernou membránou. Základní chemickou složkou jádra je deoxyribonukleová kyselina – DNA, která s bílkovinami tvoří zvláštní síť, tzv. chromatin. DNA v jádře je vlastním genetických materiálem buňky. Vyšetření chromozomů slouží k určení pohlaví. Fáze dělení buňky: profáze, metafáze, anafáze, felofáze.

Důležitou stránkou dělení buněk je dědičnost, tj. schopnost přenášet celou řadu znaků a vlastností jedné generace na generaci následující (Mendel).

Seskupení buněk do větších souborů tvoří tkáně. Tkáň tvoří komplex diferencovaných, uspořádaných buněk stejného tvaru, původu a funkce a jejich derivátů schopných vykonávat určitou funkci. Sdružení tkání do větších celku tvoří orgány, tyto se seskupují do orgánové soustavy.

Buňka je jednotkou organizmu, která zabezpečuje jeho základní funkce – výměnu látek a energií, růst, rozmnožování a dědičnost (reprodukci), reaktivitu.

Obrázky ke kapitole: Stavba buňky

Obr. 1 Stavba buňky

Rozdělení tkání

Obrázek č. 2   Obrázek č. 3

Tkáně se dělí dle funkce a ontogenetického vývoje.

Dle ontogenetického vývoje se dělí na: ektodermální (kožní soustava a kožní deriváty, nervový systém), endodermální (systémy vnitřních orgánů a tkáně epiteliální) a mesodermální (tkáň podpůrná, pojivová, svalová, krev).

1. epitel – výstelka

   
   pevně spojené buňky, většinou kryjí volné povrchy nebo vystýlají dutiny v organismus. Dělí se dle funkce: krycí, řasinkový, resorbční, respirační, žlázový, smyslový

   Dělení dle tvaru:

   • plošný (jednovrstevný – př. kubický, cylindrický; vícevrstevný – př.cylindrický),
   • trámčitý – trámce bb. v jaterních lalůčcích, …
   • retikulární – brzlík

2. tkáň pojivová

   
   je tvořena buňkami a mezibuněčnou hmotou (vlákna+amorfní hmota); podle jejího charakteru dělíme tuto tkáň na:
   • vazivo (fibrae): buňky se nazývají fibrocyty
     • kolagenní: řídké – vmezeřené mezi tkáněmi, tuhé – vazy, povázky, šlachy
     • elastické: některé vazy na páteři,
     • retikulární: tvoří siť v kostní dřeni, slezině
     • tukové
   • chrupavka (cartilago, řecky chondros): buňky se nazývají chondrocyty. Není prokrvena, výživa prolíná difúzí, malá regenerační schopnost vzhledem k pomalému metabolickému obratu.
     • hyalinní: kloubní, nosní přepážka, dýchací cesty
     • elastická: podklad boltce ušního, příklopky hrtanové
     • vazivová: část meziobratlové ploténky, kloubní menisky
   • kost (os): buňky se nazývají osteocyty. Kost je tvrdá tkáň specializovaná pro podpůrnou, ochrannou funkci a podílí se na metabolismu minerálů. Do mezibuněčné hmoty se ukládají krystaly solí – fosforečnanu vápenatého a uhličitanu vápenatého. Dle struktury je vláknitá, a to během ontogeneze, a dále vrstevnatá – lamelozní, osteonizovaná. Kostní tkáň má strukturu kompaktní a spongiozní.

3. tkáň svalová

   Obrázek č. 4

   má schopnost kontrakce a podílí se na pohybu. Svalová vlákna se nazývají myofibra. Svalovou tkáň rozlišujeme na:
   1. svalstvo hladké: s krátkými myofibrami, tvoří stěny různých orgánů,cévy, průdušky,střeva – neovládáme je svojí vůlí.
   2. svalstvo příčně pruhované: tzv. kosterní svalovina s dlouhými myofibrami, ovládané svojí vůlí.
   3. svalstvo příčně pruhované srdeční: myokard, které má schopnost automatické kontrakce

4. tkáň nervová

   Obrázek č. 5

   je charakterizovaná dráždivostí (vzrušivostí) a schopností vzniklé podráždění (vzruchy) dále přenášet. Stavební jednotkou je neuron, který se skládá z těla nervové buňky a výběžků: dendritů – vedou vzruchy (tvoří i funkční jednotku) do receptorů buňky z neuritu, který vede vzruch z nervové buňky na výkonný orgán – efektor. Dále se skládá z neuroglie – tvoří základní strukturní skelet nervové tkáně a výživnou tkáň nervového systému. Nervový systém se dělí na centrální a periferní – do kterého řadíme míšní nervy, 12 párů hlavových nervů a vegetativní systém.

5. tekutiny tělní

   (krev, míza, mezibuněčná tekutina, mozkomíšní mok)

Obrázky ke kapitole: Rozdělení tkání
Obr. 2 Rozdělení tkání 1	Obr. 3 Rozdělení tkání 2	Obr. 4 Tkáň svalová	Obr. 5 Tkáň nervová