Rys. Tkanka okrywająca pierwotna (skórka) łodygi i korzenia

Transkrypt

1 Tkanki są to zespoły komórek o charakterystycznej budowie, przystosowane do pełnienia określonych funkcji. Należy jednak podkreślić, że w obrębie jednej tkanki mogą występować komórki różniące się w sposób istotny budową, czego przykładem może być tkanka przewodząca roślin. Tkanki roślinne Wszystkie tkanki roślinne biorą początek z tkanek twórczych, czyli merystemów, które budują zawiązek przyszłej rośliny. Komórki tkanek twórczych dzielą się stale i rytmicznie. Są one drobne, ściśle przylegają do siebie, mają duże jądro, bardzo gęstą cytoplazmę i przeważnie słabo rozwinięty system wakuolarny. Powstające w wyniku podziału komórek twórczych ich pochodne przechodzą następnie proces różnicowania, w wyniku którego zmienia się ich struktura. Takie tkanki na ogół nie mają już możliwości dalszych przekształceń, stąd nazywamy je tkankami stałymi. Do tkanek stałych zaliczamy tkankę okrywającą (skórka, korek) miękiszową, wzmacniającą (kolenchyma i sklerenchyma) i przewodzącą (łyko i drewno). Ze względu na okres działania w ontogenezie rośliny tkanki twórcze dzielimy na pierwotne i wtórne. Pierwotne to merystem zarodkowy, z którego zbudowany jest np. zarodek roślin nasiennych, oraz merystemy wierzchołkowe pędu i korzenia warunkujące pierwotny wzrost tych organów. Natomiast do merystemów wtórnych, zwanych także bocznymi, należą miazga (kambium) i fellogen. W wynik działalności miazgi powstają elementy łyka i drewna wtórnego, z fellogenu - korek i felloderma. Wytworzenie wtórnych elementów przewodzących (łyka i drewna wtórnego) oraz wtórnego układu okrywającego w postaci korka jest przyczyną rozrastania się rośliny na grubość. Tkanka okrywająca. Pierwotną tkanką okrywającą jest skórka. Występuje ona w peryferycznych częściach rośliny stanowiąc dla niej ochronę przed działaniem czynników zewnętrznych. Komórki tej tkanki są żywe, ściśle przylegają do siebie, ich ściany komórkowe są celulozowe, cienkie lub niekiedy skutynizowane - adkrustowane kutyną, substancją o charakterze tłuszczowym stanowiącą dobry materiał izolacyjny. Komórki skórki pozbawione są chloroplastów (wyjątek stanowią rośliny cieniolubne). System wakuolarny tych komórek jest silnie rozbudowany, przy czym najczęściej stanowi go znacznych rozmiarów, centralnie położona jedna wakuola. Charakterystycznym wytworem tej tkanki w nadziemnych częściach rośliny są pary komórek o odmiennej budowie, tworzące aparaty szparkowe, które służą do wymiany gazowej. Wymianę gazową umożliwia przestrzeń międzykomórkowa w postaci charakterystycznego otworu między dwiema komórkami szparkowymi, zwana szparką, której wielkość może być regulowana. Mechanizm otwierania i zamykania aparatu szparkowego bezpośrednio warunkowany jest przez stopień uwodnienia komórek szparkowych, które zmieniając swoją objętość (kurczą się lub rozdymają jak balonik), regulują wielkość znajdującej się między nimi szparki. Innym wytworem skórki w nadziemnych częściach rośliny są różnego rodzaju włoski, które klasyfikujemy ze względu na ich budowę (jedno lub wielokomórkowe, proste lub rozgałęzione) lub ich funkcję (włoski parzące, np. pokrzywy, trawienne - rośliny owadożernej, gruczołowe - nektaria). Komórki włosków mogą być żywe lub martwe. Wytworami skórki korzenia są włośniki. Rys. Tkanka okrywająca pierwotna (skórka) łodygi i korzenia

2 A B Rys. Budowa aparatu szparkowego; A aparaty widziane z góry, B schematyczny przekrój poprzeczny przez aparat szparkowy Rys. Włoski; A - prosty jednokomórkowy (pokrzywa), B - rozgałęziony, C - wielokomórkowy gruczołowy Tkanka miękiszowa. Komórki miękiszowe są najczęściej żywe, cienkościenne, dość silnie zwakuolizowane, przystosowane do pełnienia różnych funkcji. W nadziemnych częściach rośliny, w łodydze i liściach, spełniają głównie funkcje asymilacyjne. Miękisz asymilacyjny w związku z tym zawiera liczne chloroplasty. Kształt jego komórek bywa różny, przykładem czego może być miękisz palisadowy lub gąbczasty, typowo zróżnicowany w liściu. Komórki miękiszowe w organach podziemnych rośliny lub w głębszych warstwach łodygi pozbawione są chloroplastów i pełnią głównie funkcje spichrzowe. Rys. Miękisz; A - asymilacyjny, B - spichrzowy ze skrobią (widziany w świetle spolaryzowanym), C - spichrzowy z ziarnami aleuronowymi Tkanka wzmacniająca. Wśród tkanek wzmacniających żywa jest kolenchyma - zwarcica, która spełnia swoje funkcje dzięki obecności grubych ścian celulozowych. Celulozowe zgrubienia mogą mieć różne formy, w związku z czym rozróżniamy kolenchymę kątową i płatową. Komórki kolenchymy są żywe, ściśle ułożone, a dzięki obecności chloroplastów mogą pełnić także funkcje asymilacyjne. Drugi rodzaj tkanki wzmacniającej to sklerenchyma - twardzica, którą tworzą komórki martwe, o ścianach inkrustowanych ligniną. Ze względu na cechy morfologiczne komórek tej tkanki wyróżniamy włókna o silnie zmodyfikowanych kształtach i równowymiarowe sklereidy.

3 Rys. Kolenchyma; A - kątowa, B płatowa Rys. Sklerenchyma; A, B - włókna (A - pokrój ogólny włókna, B - przekrój poprzeczny), C - sklereidy Tkanka przewodząca. Jest typowym przykładem tkanki stałej niejednorodnej. Przewodzi ona wodę z podziemnych części rośliny do liści oraz asymilaty z liści do łodygi i korzeni. Funkcję przewodzenia asymilatów pełnią głównie zespoły komórek, noszące nazwę rurek sitowych. Granice członów w rurkach sitowych wyznaczają ściany poprzeczne charakterystycznie perforowane. Ściany te strukturą swoją przypominają sito, stąd ich nazwa - płytki sitowe. Przez perforacje w ścianie poprzecznej, przy udziale pasm plazmatycznych, asymilaty przedostają się z jednego członu rurki sitowej do drugiego. Rurki sitowe są komórkami żywymi, silnie zwakuolizowanymi. Protoplast ich nie zawiera jądra, gdyż ulega ono rozpadowi w czasie różnicowania się rurki sitowej. Do rurek sitowych przylegają długie, wąskie komórki, zwane przyrurkowymi, zawierające żywy protoplast. Obok rurek sitowych w zespołach przewodzących asymilaty występują komórki miękiszowe (miękisz łykowy) oraz tkanka wzmacniająca w formie włókien (włókna łykowe). Komórki miękiszu łykowego są żywe, wydłużone, nie zawierają jednak chloroplastów. Wymienione typy komórek bardzo często występują w charakterystycznych zespołach, tworząc układy, zwane wiązkami sitowymi, łykiem lub floemem. U roślin ewolucyjnie starszych zamiast rurek sitowych występują często bardziej prymitywne elementy przewodzące asymilaty, tak zwane komórki sitowe. W odróżnieniu od rurek sitowych są to pojedyncze, wrzecionowatego kształtu komórki, w których otwory służące do przewodzenia asymilatów występują na wszystkich ścianach. A B Rys. Budowa rurki sitowej; A - człon rurki z komórką przyrurkową, B - płytka sitowa Rys. Komórka sitowa Obok wiązek sitowych występują zespoły komórek martwych, przystosowanych do przewodzenia wody, noszące nazwę wiązek naczyniowych lub drzewnych (ksylem). W skład ich wchodzą naczynia - szeregi wydłużonych, martwych komórek, których ściany mają charakterystyczne zlignifikowane wzmocnienia, ściana poprzeczna natomiast jest częściowo perforowana lub przebita całkowicie. Przez otwór taki woda przedostaje się z jednego członu naczynia do drugiego. U roślin ewolucyjnie starszych (np. u nagonasiennych) zamiast naczyń elementem przewodzącym wodę są cewki - martwe komórki, w których przepływ wody warunkowany jest

4 obecnością jamek lejkowatych w zgrubiałych, zdrewniałych ścianach. Obok naczyń na terenie wiązek drzewnych występuje miękisz drzewny, przeważnie martwe komórki o zdrewniałych ścianach, i włókna drzewne. U roślin wieloletnich spotykamy również elementy łyka i drewna wtórnego, które zostają wytworzone w wyniku działalności miazgi (merystemu wtórnego). W łyku i drewnie wtórnym występują te same typy komórek, co w drewnie i łyku pierwotnym, a różnią się one tylko tym od pierwotnie wytworzonych, że zazwyczaj są większe, a w przypadku elementów martwych (drewno) ściany ich są mocniej zlignifikowane. płytka perforacyjna z przebiciem drabinkowym płytka perforacyjna z przebiciem prostym Rys. Budowa naczyń; A - rodzaje zgrubień ściany wtórnej (pierścieniowate, spiralne, drabinkowate, jamkowate), B - budowa płytki perforacyjnej Do tkanek wtórnych, wytworzonych przez merystem wtórny, zwany tu fellogenem, należy korek pełniący funkcję tkanki okrywającej. Komórki korka są martwe, cienkościenne, ściany ich jednak nie pozostają celulozowe, lecz podlegają adkrustacji suberyną (związek tłuszczowy). Komórki korka ściśle przylegają do siebie tworząc charakterystyczne warstwy. Dla umożliwienia roślinie wymiany gazowej tworzą się w korku charakterystyczne przerwy, zwane przetchlinkami, wypełnione luźno ułożoną tkanką miękiszową. Rys. Budowa korka Rys. Przetchlinka Tkanki zwierzęce U zwierząt wyróżniamy następujące rodzaje tkanek: tkankę nabłonkową, łączną, mięśniową i nerwową. Tkanka nabłonkowa. Cechą tej tkanki jest zwarty układ komórek i stosunkowo niewielka ilość łączącej je substancji międzykomórkowej. Tkanka nabłonkowa pełni funkcje: ochronną, wydzielniczą, chłonną i zmysłową. Nabłonek okrywa ciało zwierzęcia, wyścieła jamy i przewody, naczynia krwionośne i chłonne. Tkanka ta chroni leżące pod nią komórki przed uszkodzeniami mechanicznymi, działaniem szkodliwych związków chemicznych, bakteriami, a także przed wysychaniem.

5 Tkankę nabłonkową dzielimy na kilka typów w zależności od kształtu komórek oraz funkcji, jaką spełnia. Są to : nabłonek jednowarstwowy, nabłonek wielowarstwowy. Komórki tworzące nabłonek jednowarstwowy mogą być płaskie z jądrem położonym centralnie, sześcienne o podobnej topografii jądra oraz cylindryczne (walcowate), tworzące jeden lub wiele szeregów i mające jądro położone asymetrycznie. Komórki nabłonka cylindrycznego (walcowatego) mogą mieć na powierzchni charakterystyczne wypustki cytoplazmatyczne tworzące migawki. Uwzględniając wymienione cechy budowy nabłonek jednowarstwowy dzielimy na płaski (wyścieła np. naczynia krwionośne i pęcherzyki płucne), sześcienny, (występuje np. w przewodach gruczołowatych), cylindryczny (walcowaty) (występuje np. w jelitach) i wieloszeregowy z migawkami. Rys. Nabłonek jednowarstwowy płaski Rys. Nabłonek jednowarstwowy sześcienny Rys. Nabłonek jednowarstwowy cylindryczny Nabłonek wielowarstwowy zbudowany jest zazwyczaj z kilku lub kilkunastu warstw komórek, przy czym, w zależności od warstwy komórek leżących na powierzchni, wyróżniamy nabłonek wielowarstwowy płaski, (np. w jamie ustnej, przełyku, skórze), sześcienny (np. w przewodach niektórych gruczołów), przejściowy (np. w przewodach moczowych). Rys. Nabłonek wielowarstwowy płaski Rys. Nabłonek wielowarstwowy przejściowy Nabłonek gruczołowy jest zespołem komórek mających zdolność produkowania określonej wydzieliny i tworzących tzw. gruczoł. Wydzielina może być produkowana do przewodu odprowadzającego (gruczoł zewnątrzwydzielniczy) lub bezpośrednio do naczyń krwionośnych (gruczoł wewnątrzwydzielniczy). Gruczoły zewnątrzwydzielnicze mogą mieć różną budowę. Wyróżniamy wśród nich gruczoły śródnabłonkowe oraz pozanabłonkowe. Pierwsze z nich stanowią zazwyczaj pojedyncze komórki leżące w obrębie nabłonka, np. nabłonek pęcherzyka żółciowego. Gruczoły pozanabłonkowe zatracają stopniowo łączność z nabłonkiem i tworzą ciało gruczołu w warstwach głębszych. Ze względu na budowę gruczoły dzielimy na cewkowe, pęcherzykowe i cewkowato-pęcherzykowate. Tkanka łączna jest najbardziej zróżnicowana spośród wszystkich tkanek zwierzęcych. W ciele kręgowców tkanka łączna spełnia liczne funkcje: wypełniającą, odżywczą i transportową, mechaniczną (tu: szkieletową) oraz obronną. Tkanka łączna składa się zawsze z istoty międzykomórkowej oraz komórek. Istotę międzykomórkową tworzy bezpostaciowa, organiczna substancja podstawowa. W zależności od rodzaju tkanki łącznej substancja ta może być galaretowatym żelem w tkankach łącznych właściwych lub tworzyć twardą, zmineralizowaną substancję podstawową w niektórych tkankach łącznych oporowych. W istocie podstawowej są zanurzone komórki i trzy rodzaje włókien białkowych różniących się właściwościami

6 mechanicznymi. Włókna kolagenowe są zbudowane z nierozpuszczalnego w wodzie, złożonego białka o nazwie kolagen (w organizmie człowieka stanowi on ok. 30% wszystkich białek). Najistotniejszą cechą włókien kolagenowych jest ich bardzo duża odporność na rozrywanie dlatego licznie występują w ścięgnach, chrząstkach i kościach. Włókna sprężyste (elastyczne) są znacznie cieńsze niż włókna kolagenowe i zbudowane z innego białka - elastyny.włókna elastyczne tworzą nieregularną, sprężystą sieć, którą można znacznie rozciągać. Jej odporność na zerwanie jest natomiast niewielka, ale w ścianach naczyń krwionośnych i w chrząstce sprężystej - wystarczająca. Najdelikatniejsze są włókna retikulinowe tworzące pojedyncze, delikatne włókienka. Ten typ włókien stanowi delikatne rusztowanie w niektórych narządach, na przykład w zrębie węzłów chłonnych. Tkanki łączne właściwe Grupę tkanek łącznych właściwych nazywamy tkankami środowiska wewnętrznego. Cechą charakterystyczną tkanek łącznych właściwych są: brak substancji twardych w istocie międzykomórkowej, duże możliwości regeneracyjne i znaczny udział w metabolizmie ustroju. Przykładem może być najliczniej występująca w naszym organizmie tkanka łączna wiotka, zawierająca bardzo wiele włókien retikulinowych. Otacza ona między innymi naczynia krwionośne, nerwy i mięśnie, a z tkanką tłuszczową współtworzy warstwę podskórną, przytwierdzającą skórę do muskulatury. Rys. Tkanka łączna właściwa wiotka i tłuszczowa Tkanka łączna zbita zawiera liczne włókna kolagenowe. Jeśli są one ułożone regularnie, to tkanka ta buduje ścięgna i torebki stawowe. Gdy układ włókien kolagenowych jest nieregularny (w skórze właściwej), umożliwia silne odkształcanie. Rezerwę metaboliczną ustroju stanowi tkanka łączna tłuszczowa. W warunkach stałej nadwyżki substancji odżywczych jej liczne komórki syntetyzują i odkładają w swojej cytoplazmie tłuszcze obojętne. Ponadto podskórna warstwa tkanki tłuszczowej pełni rolę termoizolacyjną. Tkanka łączna siateczkowata jest bogato unaczyniona i ma bardzo delikatną budowę. Jej komórki kontaktują się ze sobą przez liczne wypustki. Powstaje w ten sposób przestrzenna sieć, a jej puste miejsca wypełnia gąbczasta substancja podstawowa, bogata we włókna retikulinowe. Ten typ tkanki tworzy zrąb takich narządów, jak: węzły chłonne, grasica oraz zrąb szpiku kostnego. Tkanka łączna zarodkowa, czyli mezenchyma występuje tylko w okresie zarodkowym. Jej gwiaździste komórki mają charakter totipotencjalny. Oznacza to zdolność tworzenia wszystkich rodzajów komórek tkanki łącznej. Z mezenchymy powstają więc wszystkie rodzaje tkanki łącznej. Galaretowata substancja podstawowa tkanki łącznej zarodkowej pozbawiona jest włókien. Rys. Tkanka łączna zarodkowa

7 Tkanki łączne oporowe Grupa tkanek łącznych oporowych zapewnia podporę ciała i ochronę mechaniczną. Tkanki łączne oporowe są charakterystyczne dla zwierząt mających twardy, wewnętrzny szkielet osiowy, czyli dla kręgowców. Wśród bezkręgowców jedynie głowonogi mają puszkę mózgową zbudowaną z tkanki o charakterze chrzestnym. Ze względu na różnice w budowie i funkcjach tkankę łączną oporową podzielono na dwa rodzaje: tkankę chrzestną (tworzącą chrząstki) i tkankę kostną (tworzącą kości). Tkanka chrzestna nie jest unaczyniona (odżywianie zachodzi dyfuzyjnie z łącznotkankowej ochrzęstnej) ani unerwiona. W dojrzałej postaci składa się z istoty międzykomórkowej (chondryny), w której zanurzone są włókna białkowe oraz elementy komórkowe. Z tych ostatnich najliczniejszą grupę stanowią komórki chrzestne - chondrocyty. Grupa kilku komórek chrzestnych leżących obok siebie wewnątrz jamki chrzestnej w istocie podstawowej tworzy tak zwany chondron. W wypadku urazu mechanicznego w okolicy uszkodzenia chondrocyty przekształcają się w komórki chrząstkogubne (chondroklasty), które rozpuszczają chrząstkę. Pewna część komórek chrzestnych przekształca się jednocześnie w komórki chrząstkotwórcze (chondroblasty). Pozwala to na uzupełnienie ubytków w tej tkance. Tkanka chrzestna szklista tworzy szkielet wszystkich kręgowców w okresie zarodkowym (u większości dość szybko zastępowana jest przez tkankę kostną). U ryb chrzęstnoszkieletowych i dwudysznych chrząstka szklista stanowi jednocześnie podstawowy materiał budulcowy szkieletu form dorosłych. W szkielecie dorosłego człowieka chrząstka szklista buduje powierzchnie stawowe (jest bardzo odporna na ścieranie)i przymostkowe części żeber. Występuje także w części chrzestnej nosa, nagłośni i oskrzelach. W półprzeźroczystej, mlecznolśniącej istocie podstawowej znajdują się liczne grupy chondrocytów, a między nimi - włókna kolagenowe. Tkanka chrzestna sprężysta występuje w małżowinie usznej ssaków. Współtworzy też część chrząstek krtani i nagłośni. W istocie podstawowej zanurzona jest bardzo delikatna siateczka włókien elastycznych, Rys. Tkanka łączna szkieletowa; A chrząstka szklista, B chrząstka sprężysta, C chrząstka włóknista, D budowa kości (przekrój poprzeczny), E komórki kostne nadających właściwości sprężyste wykorzystywane w subtelnych układach związanych z rezonansem akustycznym. Chrząstki sprężyste - co bardzo istotne - nie ulegają mineralizacji. W substancji podstawowej tkanki chrzestnej włóknistej licznie występuje grube pęczki włókien kolagenowych. Nadaje to tkance bardzo dużą wytrzymałość na zerwanie. W związku z tym występuje ona w miejscach przyczepu ścięgien do kości, współtworzy także krążki międzykręgowe w kręgosłupie. W organizmie większości kręgowców tkanka kostna powstaje jako szkielet ostateczny Tkanka kostna powstaje głównie w drodze kostnienia tkanki chrzestnej szklistej w mniejszym stopniu, tkanki łącznej właściwej. W odróżnieniu od chrząstek, kości są i unaczynione i unerwione. Wbrew

8 powszechnemu mniemaniu tkanka kostna jest aktywna pod względem metabolicznym i ulega nieustannym procesom przebudowy. Ponadto stanowi czynny zbiornik zapasowy jonów, głównie wapniowych. W istocie międzykomórkowej kości są zanurzone liczne włókna kolagenowe, zwane osseinowymi. Substancja podstawowa zostaje silnie wysycona solami mineralnymi, głównie wapnia, w mniejszym stopniu fosforanem magnezu i innymi. Związki mineralne powodują, że jest ona twarda i wytrzymała na duże obciążenia mechaniczne (tworzy mocny szkielet wewnętrzny, na którym rozpięte są mięśnie). W istocie międzykomórkowej (osseinie) znajdują się też liczne jamki kostne z komórkami - osteocytami (kostnymi). Pod względem chemicznym kość dorosłego człowieka zawiera przeciętnie 30-40% związków organicznych, 30-45% związków mineralnych i około 15-40% wody. Z wiekiem ilość elementów organicznych maleje na rzecz nieorganicznych, dlatego kości stają się bardziej kruche i łamliwe. Wyróżnia się dwa rodzaje tkanki kostnej: zbitą i gąbczastą. W dojrzałych, w ukształtowanych kościach włókna kolagenowe są zatopione w substancji podstawowej. tworząc tak zwane blaszki kostne. W tkance kostnej zbitej pojedyncza blaszka kostna przypomina rynnę - jest łukowato zagięta wzdłuż długiej osi. Zwarty układ licznych blaszek otacza koncentrycznie kanał Haversa. Taka pojedyncza jednostka budulcowa została nazwana osteonem. Pomiędzy licznymi osteonami znajduje się istota międzykomórkowa. Kanały Haversa łączą się ze sobą za pośrednictwem poprzecznych odgałęzień, tworząc system, w którym przebiegają naczynia krwionośne, limfatyczne i nerwy. Tkanka kostna zbita tworzy przede wszystkim ramiona długich dźwigni w szkielecie - buduje trzony kości długich. W czaszce współtworzy kości osłaniające mózgowie. Podstawę konstrukcyjną tkanki kostnej gąbczastej także tworzą blaszki kostne ciasno owinięte wokół siebie, tak zwane beleczki kostne. Liczne beleczki tworzą przestrzeń, nieco przypominającą strukturą gąbkę kąpielową (stąd określenie - gąbczasta). Przestrzenie pomiędzy beleczkami wypełnia szpik kostny. Ażurowe ułożenie beleczek kostnych pozwala na amortyzowanie przeciążeń, co jest szczególnie przydatne dla pracujących stawów. Dlatego tkanka kostna gąbczasta występuje głównie w końcowych częściach kości długich. Zdolności regeneracyjne kości są duże (co można zaobserwować przy zrastaniu się złamań). W miejscu uszkodzenia tak zwane komórki kościogubne (osteoklasty) miejscowo rozpuszczają kość. W tym czasie inne komórki - kościotwórcze, czyli osteoblasty - uzupełniają ubytki bądź spajają fragmenty kostne. Rys. Model tkanki kostnej zbitej oraz dwuwymiarowy fragment przekroju poprzecznego Rys. Mikrofotografia i model tkanki kostnej gąbczastej Krew i limfa Krew, a ściślej hemolimfa owadów, pozbawiona jest barwników oddechowych. Nie transportuje więc gazów oddechowych (funkcję tę spełnia układ tchawkowy). U innych bezkręgowców, na przykład pierścienic, krew pełni funkcję przenośnika tlenu i dwutlenku węgla. Nośnikiem tlenu jest białko, hemoglobina (czerwona), chlorokruoryna (zielona) lub hemocyjanina (niebieska). Kręgowce mają dwa rodzaje tkanki łącznej płynnej: krew oraz limfę. Krew, jak każdy rodzaj tkanki łącznej, składa się z substancji międzykomórkowej, czyli nieupostaciowanego osocza oraz elementów morfotycznych - krwinek czerwonych, białych oraz płytek krwi. Osocze jest lekko żółtawą

9 cieczą zawierającą około 90% wody. W osoczu rozpuszczone są związki organiczne (około 9%), z czego większość stanowią białka, w tym odpornościowe oraz fibrynogen odpowiadający za tworzenie skrzepów. W osoczu rozpuszczona jest także glukoza oraz niewielka ilość wolnych kwasów tłuszczowych, hormonów i mocznika. Związki nieorganiczne stanowią niespełna 1% składu osocza i są to głównie: chlorek sodu, jony wapnia, potasu, magnezu oraz żelaza pochodzącego z przemian hemoglobiny. Elementy morfotyczne krwi powstają głównie w czerwonym szpiku kostnym, który wypełnia jamy szpikowe kości długich i płaskich oraz przestrzenie pomiędzy beleczkami kostnymi części nasadowych kości. U człowieka od 6-7 roku życia ten rodzaj szpiku zastępowany jest stopniowo przez tak zwany szpik żółty (tłuszczowy), który nie spełnia funkcji krwiotwórczej. Ostatecznie u dorosłego człowieka szpik czerwony zachowuje się w tkance kostnej gąbczastej. Natomiast szpik żółty występuje głównie w jamach szpikowych kości długich. Rys. Zdjęcie mikroskopowe rozmazu krwi człowieka Krew umożliwia ominięcie ograniczeń wynikających z reguł dyfuzji prostej, przede wszystkim dostarczając tlen z płuc do wszystkich komórek ciała - rola oddechowa, a także zaopatrując wszystkie komórki w materiały budulcowe i energetyczne - rola odżywcza. Ważną funkcją krwi jest też transportowanie zbędnych i szkodliwych produktów metabolizmu - przede wszystkim dwutlenku węgla oraz związków azotu - rola wydalnicza. Nie można również pominąć udziału krwi w procesach odpornościowych - rola immunologiczna. Krążąca krew rozprowadza także ciepło, pomaga więc w utrzymaniu stałej temperatury ciała - rola termoregulacyjna. Głównym składnikiem morfotycznym krwi są krwinki czerwone. Zdrowy, młody mężczyzna ma około 5,4 mln/mm 3 erytrocytów w krwi obwodowej, kobieta - około 4,5 mln/mm 3. Natomiast noworodek - około 5-7,5 mln/mm 3. Liczba erytrocytów jest cechą gatunkową, podlega jednak dość znacznym wahaniom. Normalne erytrocyty większości ssaków są okrągłe i dwuwklęsłe. Krwinki czerwone nie mają możliwości wykonywania aktywnego ruchu, są więc przenoszone biernie z prądem krwi. Erytrocyty człowieka i innych ssaków są bezjądrzaste. Nie mają też organelli, jak na przykład aparaty Golgiego (ich utrata następuje w czasie rozwoju). Pozbawione organelli komórki ponoszą minimalne koszty własne metabolizmu, mogą więc wydajnie transportować tlen i częściowo dwutlenek węgla. Nie mają zdolności do podziałów i żyją krótko u człowieka ( dni). Natomiast stosunkowo duże, owalne, jądrzaste erytrocyty płazów żyją nawet dwa lata. Innym ważnym składnikiem morfotycznym krwi są krwinki białe. Nazywane leukocytami są faktycznie bezbarwne (aby je zobaczyć, trzeba odpowiednio zabarwić preparat). Występują nie tylko we krwi, ale także w mniejszych ilościach w limfie. Kształt krwinek białych jest różny - zasadniczo jednak kulisty bądź owalny. U człowieka liczba białych krwinek przeciętnie wynosi 6-9 tys./mm 3. Leukocyty powstają głównie w czerwonym szpiku kostnym, ale także w układzie limfatycznym. Ze względu na znaczne zróżnicowanie budowy i funkcji białe krwinki podzielono na dwie grupy: granulocyty i agranulocyty. Granulocyty mają między innymi swoiste ziarnistości w cytoplazmie oraz płatowate jądro. Dzielą się na trzy podgrupy: neutrofile, eozynofile oraz bazofile. Neutrofile (granulocyty obojętnochłonne) stanowią około 60% wszystkich leukocytów. Podstawową funkcją tych krwinek jest obrona przed

10 infekcjami (inwazjami drobnoustrojów), co oznacza, że są szczególnie intensywnie wytwarzane w czasie stanów zapalnych. Z kolei eozynofile (granulocyty kwasochłonne) stanowią około 3% wszystkich leukocytów. Podstawową funkcją tych krwinek jest niszczenie obcych białek, na przykład alergennych. Intensywnie tworzone są także przy zarażeniu pasożytami (np. włośniem krętym, tasiemcami) oraz w czasie zakaźnych chorób bakteryjnych (np. szkarlatyny) i wirusowych (np. żółtaczki). Bazofile (granulocyty zasadochłonne) stanowią zaledwie około 0,5-1% wszystkich leukocytów. Rys. Model budowy granulocytów Agranulocyty cechuje brak ziarnistości w cytoplazmie, pojedyncze, zwykle kuliste albo nerkowate jądro oraz lekko zasadochłonna cytoplazma. W tej grupie białych krwinek wyróżniamy limfocyty oraz monocyty. Limfocyty są liczne, stanowią bowiem około 25-35% wszystkich leukocytów. Mają duże kuliste jądro. Do krwi zawsze dostają się w postaci mało aktywnej i dopiero kontakt z ciałem obcym (antygenem) pobudza je do działania. Ze względu na właściwości wyróżniono limfocyty T (grasiczozależne, gdyż nabywają właściwości immunologiczne w grasicy) oraz limfocyty B (szpikozależne. niedojrzewające w grasicy). Część limfocytów T żyje nawet kilka lat. Są one głównie odpowiedzialne za pobudzanie innych leukocytów do działania, na przykład limfocytów B do produkcji przeciwciał. Limfocyty B żyją zwykle bardzo krótko, bo 4-10 dni. Odpowiadają za produkcję przeciwciał. Monocyty stanowią około 5-8% wszystkich leukocytów i są długo żyjącymi komórkami o jednym jądrze.le ukocyty te są swoistymi strażnikami czystości biochemicznej organizmu. Mają zdolność wydostawania się poza światło naczyń układu krążenia, szybkiego ruchu pełzakowatego i są komórkami żernymi (przeprowadzają fagocytozę). Dojrzałe monocyty nazywa się makrofagami (gr. makro - wielki, phagein - pożerać, zjadać). W czasie swojego krótkiego (3-5 dni) życia pożerają we krwi oraz otaczających układach ogromne ilości bakterii i skrawków obumarłych tkanek. Ostatnią z zasadniczych grup krwinek są płytki krwi, czyli trombocyty. Jeden mm 3 krwi człowieka zawiera tysięcy trombocytów. Żyją krótko, bo tylko 8-10 dni, po czym te niewykorzystane są niszczone w śledzionie. Podstawową rolą tych krwinek jest udział w powstawaniu skrzepu. Limfa, czyli chłonka, pośredniczy w dwustronnej wymianie substancji pomiędzy krwią i innymi tkankami. Podobnie jak w wypadku krwi, w skład chłonki wchodzi nieupostaciowane osocze, zbliżone składem do osocza krwi, zawierające jedynie nieco większy procent tłuszczu. Powstaje ono jako przesącz z naczyń włosowatych do przestrzeni międzykomórkowych. Spośród elementów morfotycznych zdecydowaną większość stanowią limfocyty. Chłonka spełnia więc także rolę odpornościową. Tkanka mięśniowa Podstawową cechą tkanki mięśniowej jest zdolność jej komórek do aktywnego kurczenia się. Tkanka mięśniowa kręgowców powstaje głównie z mezodermy. Jedynie mięśnie gładkie gruczołów potowych i mięsień rzęskowy źrenicy pochodzą z ektodermy. Ze względu na budowę oraz lokalizację tkankę mięśniową kręgowców podzielono na: poprzecznie prążkowaną szkieletową, poprzecznie prążkowaną serca oraz gładką. Podstawową jednostką czynnościową tkanki mięśniowej jest włókno mięśniowe. Tak określa się w mięśniu pojedynczą komórkę mięśniową gładką, jak i wielojądrzaste włókno mięśnia poprzecznie prążkowanego szkieletu. Wysoka efektywność ruchu w mięśniach jest

11 możliwa między innymi dzięki ścisłemu ułożeniu włókien mięśniowych, pomiędzy którymi nie ma istoty międzykomórkowej. Badania cytologiczne ujawniły w cytoplazmie włókien mięśniowych szczególnie dużą koncentrację białek kurczliwych, które tworzą filamenty. Wyróżniamy dwa rodzaje filamentów: cienkie, w których skład wchodzi głównie białko o nazwie aktyna, oraz grube, w skład których wchodzi białko miozyna. Rys. Organizacja elementów kurczliwych we włóknie mięśniowym poprzecznie prążkowanym Filamenty zorganizowane są w jednostki wyższego rzędu - miofibryle (włókienka kurczliwe). W miofibrylach włókien poprzecznie prążkowanych układ filamentów cienkich i grubych jest bardzo regularny - zebrane są w pęczki, w których elementy częściowo na siebie zachodzą. Pod mikroskopem odzwierciedleniem tej regularności jest charakterystyczne poprzeczne prążkowanie (naprzemienne ułożenie prążków jasnych oraz prążków ciemnych). Prążki jasne zawierają fibryle aktynowe, a w prążkach ciemnych najwięcej jest fibryli miozynowych. Tkanka mięśniowa poprzecznie prążkowana szkieletowa buduje aktywną część układu ruchu kręgowców. Włókna poprzecznie prążkowane szkieletowe kształtem przypominają wydłużone walce. Włókna w mięśniu ułożone są równolegle do siebie, co zwiększa siłę skurczu. Ich wnętrze wypełnione jest głównie pęczkami miofibryli. Pęczki otoczone są rozbudowanymi błonami siateczki śródplazmatycznej. Pomiędzy pęcherzyki siateczki wnikają kanaliki, łączące się z błoną komórkową włókna. Takie rozwiązanie zapewnia połączenie wewnętrznego systemu błoniastego z błoną komórkową i umożliwia szybkie rozprzestrzenianie bodźca skurczowego we włóknie. Spłaszczone jądra komórkowe, których liczba może dochodzić do kilkuset w jednym włóknie, znajdują się na obrzeżach komórki. Rys. Mikrofotografia i model włókien mięśniowych poprzecznie prążkowanych szkieletowych Podstawową jednostką budulcową tkanki sercowej kręgowców jest jednojądrzasta (rzadko dwujądrzasta) komórka, która wykazuje poprzeczne prążkowanie. Włókna mięśniowe serca można łatwo rozpoznać, ponieważ są widlasto rozgałęzione. Dzięki temu łączące się ze sobą włókna tworzą przestrzenną sieć, w której skurcz elementów prowadzi do zmniejszenia objętości jam serca. Miejsca połączeń międzykomórkowych widoczne są jako ciemniejsze linie i nazwane są wstawkami. Skurcze serca są niezależne od naszej woli. jądro komórkowe wstawka Rys. Mikrofotografia i model włókien mięśniowych poprzecznie prążkowanych serca

12 Tkanka mięśniowa gładka zbudowana jest z komórek kształtu wrzecionowatego lub gwiaździstego. Cecha tych komórek jest bardzo delikatne prążkowanie. W części centralnej komórki znajduje się jądro komórkowe. Mięśnie gładkie występują w ścianie przewodu pokarmowego, drogach oddechowych, moczowych, skórze, naczyniach krwionośnych i limfatycznych. Tkanka nerwowa Tkanka nerwowa pełni funkcję przewodzenia impulsów oraz odbierania, przetwarzania i przekazywania bodźców fizycznych i chemicznych docierających do narządów zmysłów. Wśród elementów tworzących tkankę nerwową wyróżniamy komórki nerwowe i tkankę glejową. W obrębie komórki nerwowej wyróżniamy ciało komórkowe zawierające jądro i znaczną część cytoplazmy, wypustki cytoplazmatyczne, zwane dendrytami, i wypustkę osiową, zwaną neurytem. Cytoplazma komórki nerwowej zawiera znaczną liczbę organelli (mitochondria, struktury Golgiego), a także liczne ciała tłuszczowate i zasadochłonne odgrywające istotną rolę w procesie przemiany materii. Najbardziej specyficznym składnikiem komórki nerwowej są długie, rurkowate twory, tzw. neurofibrylle, prawdopodobnie usztywniające długie wypustki osiowe. Neuryty pełnią istotną rolę przy przewodzeniu bodźców od komórki ku obwodowi ciała. W neurycie przebiega zwarty pęczek włókien nerwowych, przy czym całość otoczona jest osłonką. Dendryty mają zdolność odbierania bodźców i przekazywania ich do komórki. Dendryty są przeważnie krótkie i dość silnie rozgałęzione. Tkanka glejowa towarzyszy zawsze tkance nerwowej stanowiąc jej zrąb. Pełni ona funkcję podporową, odżywczą, regeneracyjną. Komórki glejowe są różnej wielkości, a także mają mniej lub bardziej rozwinięte wypustki. Biorąc pod uwagę te cechy budowy wyróżniamy: glej wielkokomórkowy, glej drobnokomórkowy, glej skąpowypustkowy, glej wyściółkowy. Glej wielkokomórkowy zbudowany jest z dużych komórek, zwanych astrocytami, zawierających wypustki lub bez wypustek. Spełniają one funkcję odżywczą. Glej drobnokomórkowy stanowią owalne lub gwiaździste komórki o właściwościach żernych. Komórki te mają zdolność usuwania uszkodzonych tkanek. Komórki gleju skąpowypustkowego spełniają rolę odżywczą i regeneracyjną. Glej wyściółkowy o kształcie wałeczkowatym, opatrzony drobnymi rzęskami, wyścieła światło kanału kręgowego i komór mózgowych. Rys. Model budowy neuronu Rys. Komórki glejowe