Дифференцировка и постклеточные структуры
Процесс специализации начинается со стволовых клеток, которые обладают способностью к делению. По мере дифференцировки клетка приобретает специфические органеллы, включения или отростки, утрачивая ненужные структуры и часто теряя способность делиться. Итогом становится зрелая специализированная клетка либо формирование постклеточных и надклеточных структур.
Постклеточные структуры происходят из обычных клеток, но в процессе развития полностью утрачивают ядро, а зачастую и органеллы. Важно понимать, что это не фрагменты разрушения, а элементы, идеально приспособленные для конкретной функции. Все они окружены плазмолеммой.
В организме человека к ним относят волосы, ногти, роговые чешуйки эпидермиса (корнеоциты), а также элементы крови — эритроциты и тромбоциты. На мазке крови эритроциты выглядят как диски с характерным просветлением в центре. Такая морфология обусловлена формой двояковогнутого диска: в центре структура тоньше, чем на периферии, что меняет светопропускание при микроскопии.
Надклеточные структуры: симпласты и синцитии
Надклеточный уровень организации тканей представлен структурами, объединяющими клеточный материал.
Симпласт — это единое цитоплазматическое пространство, покрытое общей плазмолеммой и содержащее несколько или даже множество ядер. Чаще всего симпласты образуются путем слияния отдельных клеток. Классические примеры: мышечные волокна скелетной мускулатуры, остеокласты костной ткани и наружный слой трофобласта плаценты. Иногда многоядерность возникает из-за незавершенного деления, когда ядро делится, а цитоплазма — нет. В скелетном мышечном волокне (например, на продольном срезе языка) множественные вытянутые ядра оттеснены на периферию, прямо под плазмолемму, а само волокно имеет вытянутую форму с поперечной исчерченностью.
Синцитий формируется иначе. Это совокупность клеток, возникшая в результате неполного деления (цитотомии). Ядра делятся, но клетки не расходятся полностью, оставаясь связанными через цитоплазматические мостики. У человека так устроены предшественники половых клеток: оогонии у эмбрионов и сперматогенные клетки у мужчин.
Историческая справка: Ранее к синцитиям ошибочно относили сердечную мышцу, нервную и ретикулярную ткани. Сегодня доказано, что кардиомиоциты и нейроны контактируют очень плотно, но являются обособленными единицами без истинных цитоплазматических мостиков.
Межклеточное вещество
Гистологическая клеточная теория постулирует, что межклеточное вещество — это продукт деятельности клеток. Химические предшественники синтезируются внутриклеточно, выделяются путем экзоцитоза во внеклеточное пространство, где и происходит их финальная сборка (полимеризация).
Межклеточное вещество состоит из волокон, основного аморфного вещества и сложных структур (базальные и эластические мембраны, костные пластинки). В соединительных тканях оно преобладает над объемом клеток, а в эпителиальной и нервной тканях — практически отсутствует.
Морфология матрикса на микропрепаратах:
- Сетчатый слой дермы кожи: преобладают коллагеновые волокна. Они формируют толстые, плотно прилегающие друг к другу разнонаправленные пучки. При окраске эозином проявляют оксифилию (окрашиваются в розовый цвет).
- Гиалиновый хрящ: межклеточное вещество занимает основной объем, но кажется гомогенным (бесструктурным). Тонкие коллагеновые фибриллы маскируются обильным основным аморфным веществом и при стандартной окраске неразличимы.
Морфология клеток на микропрепаратах
Морфология клеток крайне вариабельна: от шаровидных и полигональных до веретеновидных и звездчатых. В цитологии форму эпителиоцитов определяют по соотношению их высоты и ширины:
- Плоские: высота заметно меньше ширины.
- Кубические: высота и ширина примерно равны.
- Цилиндрические (призматические): высота превышает ширину.
Разнообразие форм отлично видно на микропрепарате почки. В одних канальцах видны кубические клетки с округлыми ядрами, в других — узкие и высокие цилиндрические клетки, чье округлое ядро смещено в базальную часть (подальше от просвета), а тонкие канальцы выстланы плоским эпителием.
Клетки крови на мазке (окраска по Романовскому) демонстрируют иные особенности. Нейтрофильные лейкоциты имеют сферическую форму, их ядро сегментировано (разделено на части, соединенные узкими перемычками), а в цитоплазме видна розовато-фиолетовая специфическая зернистость.
Отростчатые клетки ярко представлены нейронами. На препарате, окрашенном нигрозином, четко визуализируется округлое тело с центрально расположенным ядром и отходящие от него многочисленные ветвящиеся отростки.
Коротко: ответы на вопросы по теме
Какими органеллами обладают эритроциты?
Зрелые эритроциты человека не обладают никакими внутриклеточными органеллами. При исследовании методом электронной микроскопии подтверждается полное отсутствие митохондрий, эндоплазматической сети, рибосом и ядерного аппарата; в цитоплазме дискоцитов присутствуют только элементы цитоскелета. Процесс освобождения от органелл происходит на конечной стадии дифференцировки клеток крови, когда молодые формы (ретикулоциты) окончательно теряют зернисто-сетчатую субстанцию.
Какие типы волокон входят в состав межклеточного вещества соединительной ткани?
В состав межклеточного вещества соединительных тканей входят следующие типы волокон:
- коллагеновые волокна;
- эластические волокна;
- ретикулярные волокна.
Кроме волокон, межклеточное вещество соединительной ткани включает основное аморфное вещество, которое является неволокнистым компонентом.
Как происходит процесс экзоцитоза при формировании межклеточного вещества?
При формировании межклеточного вещества химические предшественники синтезируются внутри клеток, затем выделяются во внеклеточное пространство путем экзоцитоза. Экзоцитоз — это выведение веществ из клетки в кровь или межклеточное пространство, в том числе белков внеклеточного матрикса; в большинстве случаев он регулируется изменением концентрации ионов кальция в цитоплазме. Окончательная сборка компонентов межклеточного вещества происходит вне клетки.
Симпласт — это «СЛИЯНИЕ» (много ядер в одном общем цитоплазматическом море). Синцитий — это «СЕТЬ» (клетки остаются отдельными, но держатся друг за друга через цитоплазматические мостики).
Вопросы с занятий и экзамена
Почему эритроциты не считаются истинными клетками?
В гистологии зрелые эритроциты относят к постклеточным структурам, так как они адаптировались к переносу газов, полностью утратив ядро и большинство органелл.
В чем главное морфологическое отличие симпласта от синцития?
Симпласт окружен единой плазмолеммой и содержит много ядер в общей цитоплазме. Синцитий состоит из отдельных клеток, которые сохраняют свои границы, но соединены цитоплазматическими мостиками.
Относится ли миокард (сердечная мышца) к синцитию?
Нет. Хотя кардиомиоциты тесно контактируют друг с другом для синхронного сокращения, между ними нет истинных цитоплазматических мостиков, поэтому миокард не является синцитием.
Что ещё разобрать по теме
- Механизмы формирования и ветвления отростков нервных клеток (нейронов)
- Морфология остеокластов и наружного слоя трофобласта плаценты
- Специфическая зернистость нейтрофильных лейкоцитов
- Процесс полимеризации межклеточного вещества во внеклеточном пространстве
- Гистогенез базальных и эластических мембран
Разберите тему целиком в курсе «Гистология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Морфология клеток и неклеточные структуры» и ещё 3 438 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 137 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Клетка и неклеточные структуры. Клеточные мембраны»
Бесплатные видеоуроки: гистологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.