Κύτταρα & Ιστοί
Διαφοροποίηση, επιθηλιακός, ερειστικός, μυϊκός και νευρικός ιστός, αδένες
Ξεκίνησες τη ζωή σου ως ένα μόνο κύτταρο, το ζυγωτό. Σήμερα έχεις τρισεκατομμύρια κύτταρα: νευρώνες με αποφυάδες μήκους έως ενός μέτρου, ερυθρά χωρίς πυρήνα, μυϊκές ίνες που συσπώνται.
Πώς ένα κύτταρο «έμαθε» τόσα διαφορετικά επαγγέλματα; Η απάντηση λέγεται διαφοροποίηση και είναι η αφετηρία όλης της Βιολογίας του ανθρώπου.
Από το ζυγωτό στους ιστούς
Ο ανθρώπινος οργανισμός συνίσταται από τρισεκατομμύρια κύτταρα με μεγάλη ποικιλομορφία (μέγεθος, σχήμα, χρώμα). Όλα προέρχονται από το ζυγωτό με αλλεπάλληλες μιτωτικές διαιρέσεις.
Διαφοροποίηση είναι η διαδικασία με την οποία τα κύτταρα αποκτούν διαφορετικά μορφολογικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά, ώστε να επιτελούν αποτελεσματικά εξειδικευμένες λειτουργίες.
Ιστός είναι ένα σύνολο κυττάρων μορφολογικά όμοιων που συμμετέχουν στην ίδια λειτουργία. Ένας ιστός δομείται από κύτταρα και μεσοκυττάρια ουσία.
Διακρίνουμε τέσσερα είδη ιστών: τον επιθηλιακό, τον ερειστικό, τον μυϊκό και τον νευρικό.
Επιθηλιακός ιστός
Αποτελείται από κύτταρα στενά συνδεδεμένα μεταξύ τους, που σχηματίζουν επιφάνειες: καλύπτουν εξωτερικά το σώμα ή επενδύουν εσωτερικά κοιλότητες. Τα κύτταρα που σχηματίζουν το τοίχωμα των τριχοειδών ή των πνευμονικών κυψελίδων είναι πεπλατυσμένα.
Ρόλος: κυρίως προστατευτικός· επίσης απομακρύνει βλέννα και σκόνη, επιτρέπει τη διάχυση και την απορρόφηση ουσιών και συμβάλλει στην παραγωγή και έκκριση προϊόντων.
Κροσσωτός επιθηλιακός ιστός: κύτταρα με βλεφαρίδες (αεροφόροι οδοί — απομακρύνουν βλέννα με μικρόβια και σκόνες) ή μικρολάχνες (λεπτό έντερο — απορρόφηση των τελικών προϊόντων της πέψης).
Αδένες
Όταν κύτταρα του επιθηλιακού ιστού παράγουν και εκκρίνουν κάποιο προϊόν, συνιστούν έναν αδένα. Ένας αδένας μπορεί να αποτελείται από πολλά κύτταρα (σιελογόνοι) ή από ένα μόνο κύτταρο (βλεννογόνα κύτταρα του γαστρεντερικού σωλήνα).
- Εξωκρινείς: εκκρίνουν μέσω εκφορητικού πόρου, έξω από το σώμα (ιδρωτοποιοί) ή σε εσωτερικές κοιλότητες (σιελογόνοι).
- Ενδοκρινείς: εκκρίνουν τα προϊόντα τους κατευθείαν στο αίμα (π.χ. υπόφυση).
- Μεικτοί: έχουν εξωκρινή και ενδοκρινή μοίρα. Το πάγκρεας εκκρίνει το παγκρεατικό υγρό στο δωδεκαδάκτυλο μέσω του παγκρεατικού πόρου και στο αίμα την ινσουλίνη και τη γλυκαγόνη, που ελέγχουν τη γλυκόζη του αίματος.
Ποιος από τους παρακάτω αδένες είναι μεικτός;
Ερειστικός ιστός
Αποτελείται από κύτταρα μέσα σε άφθονη μεσοκυττάρια ουσία, που μπορεί να περιέχει κολλαγόνο (αντοχή και ελαστικότητα) και ελαστίνη (περισσότερη ελαστικότητα). Συνδέει δομές, προσφέρει στήριξη και προστασία. Διακρίνεται σε:
- Συνδετικό: χαλαρό (κυρίως στο δέρμα, ίνες κολλαγόνου και ελαστίνης) και πυκνό (δεσμίδες κολλαγόνου — σύνδεσμοι αρθρώσεων, τένοντες). Ο λιπώδης ιστός είναι ειδικός τύπος χαλαρού συνδετικού: τα λιποκύτταρα αποθηκεύουν λίπος.
- Χόνδρινο: στέρεος και εύκαμπτος· οι χονδροβλάστες βρίσκονται σε κοιλότητες της μεσοκυττάριας ουσίας (αρθρικοί χόνδροι, πτερύγιο αυτιού, μεσοσπονδύλιοι δίσκοι).
- Οστίτη: εξαιρετικά σκληρή μεσοκυττάρια ουσία με άλατα και ινίδια κολλαγόνου· σε κοιλότητές της τα οστεοκύτταρα.
Το αίμα θεωρείται ιδιαίτερος τύπος συνδετικού ιστού: ερυθρά, λευκά αιμοσφαίρια και αιμοπετάλια σε υγρή μεσοκυττάρια ουσία, το πλάσμα.
Μυϊκός και νευρικός ιστός
Ο μυϊκός ιστός αποτελείται από κύτταρα, τις μυϊκές ίνες, που μπορούν να συστέλλονται:
- Σκελετικός: μακριές κυλινδρικές ίνες με γραμμώσεις· συστολή με τη θέλησή μας.
- Μυϊκός ιστός της καρδιάς (μυοκάρδιο): κυλινδρικές ίνες με γραμμώσεις, αλλά δεν υπακούουν στη θέλησή μας· μόνο στα τοιχώματα της καρδιάς.
- Λείος: ατρακτοειδείς ίνες χωρίς γραμμώσεις, ακούσιος· τοιχώματα αγγείων και γαστρεντερικού σωλήνα.
Ο νευρικός ιστός αποτελείται από νευρώνες (κύτταρα με αποφυάδες, εξειδικευμένα στην παραγωγή και μεταβίβαση νευρικών ώσεων) και νευρογλοιακά κύτταρα (στηρίζουν, μονώνουν και τρέφουν τους νευρώνες). Άρα σε έναν ιστό μπορεί να συνυπάρχουν διαφορετικά είδη κυττάρων, αρκεί να συμμετέχουν στην ίδια λειτουργία.
Οι τέσσερις ιστοί είναι «Ε-Ε-Μ-Ν»: Επιθηλιακός (σκεπάζει), Ερειστικός (στηρίζει), Μυϊκός (κινεί), Νευρικός (μεταδίδει).
Για τους μύες: γραμμώσεις έχουν οι δύο «σκληρά εργαζόμενοι» (σκελετικός και καρδιακός), αλλά θέληση μόνο ο σκελετικός.
Μια μυϊκή ίνα είναι κυλινδρική, έχει γραμμώσεις και δεν υπακούει στη θέλησή μας. Πού βρίσκεται;
Μέθοδος: ποιος ιστός είναι;
- Κύτταρα κολλητά, σε επιφάνεια που σκεπάζει ή επενδύει → επιθηλιακός.
- Λίγα κύτταρα σε άφθονη μεσοκυττάρια ουσία → ερειστικός. Κοίτα την ουσία: υγρή → αίμα· σκληρή με άλατα → οστίτης· στέρεη αλλά εύκαμπτη → χόνδρινος· ίνες κολλαγόνου/ελαστίνης → συνδετικός.
- Ίνες που συστέλλονται → μυϊκός: γραμμώσεις; θέληση; → σκελετικός, καρδιακός ή λείος.
- Κύτταρα με αποφυάδες που μεταδίδουν ώσεις (και βοηθητικά κύτταρα) → νευρικός.
Άσκηση: Σε ποιο είδος ιστού ανήκουν: (α) χονδροβλάστες, (β) ερυθρά αιμοσφαίρια, (γ) νευρογλοιακά κύτταρα, (δ) οστεοκύτταρα, (ε) λιποκύτταρα, (στ) βλεννογόνα κύτταρα;
Λύση:
(α) Χόνδρινος (ερειστικός). (β) Αίμα — ιδιαίτερος τύπος συνδετικού (ερειστικός). (γ) Νευρικός. (δ) Οστίτης (ερειστικός). (ε) Λιπώδης — ειδικός τύπος χαλαρού συνδετικού (ερειστικός). (στ) Επιθηλιακός — είναι μονοκύτταροι αδένες του γαστρεντερικού σωλήνα.
Άσκηση τύπου διαγωνίσματος: (α) Να συγκρίνεις τους εξωκρινείς με τους ενδοκρινείς αδένες δίνοντας από ένα παράδειγμα. (β) Γιατί το πάγκρεας χαρακτηρίζεται μεικτός αδένας;
Λύση:
(α) Οι εξωκρινείς εκκρίνουν μέσω εκφορητικού πόρου έξω από το σώμα ή σε εσωτερική κοιλότητα (ιδρωτοποιοί, σιελογόνοι). Οι ενδοκρινείς δεν έχουν πόρο και εκκρίνουν κατευθείαν στο αίμα (υπόφυση).
(β) Γιατί έχει εξωκρινή μοίρα, που εκκρίνει το παγκρεατικό υγρό στο δωδεκαδάκτυλο μέσω του παγκρεατικού πόρου, και ενδοκρινή μοίρα, που εκκρίνει στο αίμα ινσουλίνη και γλυκαγόνη.
Ο Γάλλος γιατρός Xavier Bichat (1771–1802) περιέγραψε περίπου 21 διαφορετικά είδη ιστών ανατέμνοντας όργανα — χωρίς να χρησιμοποιήσει μικροσκόπιο. Γι' αυτό θεωρείται ο πατέρας της ιστολογίας.
Γιατί το αίμα κατατάσσεται στον συνδετικό (ερειστικό) ιστό, αν και είναι υγρό;
Ένας ιστός έχει κύτταρα κλεισμένα σε κοιλότητες μιας στέρεης αλλά εύκαμπτης μεσοκυττάριας ουσίας. Τον βρίσκεις σε ένα σημείο του κεφαλιού σου που μπορείς να λυγίσεις με τα δάχτυλα χωρίς να πονέσεις. Ποιος ιστός είναι, πώς λέγονται τα κύτταρά του και σε ποια άλλα δύο σημεία του σώματος υπάρχει;
Δοκίμασε πρώτα μόνος σου — μετά δες τη λύση
Είναι ο χόνδρινος ιστός (είδος ερειστικού) στο πτερύγιο του αυτιού. Τα κύτταρά του είναι οι χονδροβλάστες. Τον βρίσκουμε επίσης στους αρθρικούς χόνδρους και στους μεσοσπονδύλιους δίσκους. Δεν είναι οστίτης, γιατί εκείνος έχει σκληρή μεσοκυττάρια ουσία με άλατα και δεν λυγίζει.
- «Ιστός = μόνο ένα είδος κυττάρου». Στον νευρικό ιστό συνυπάρχουν νευρώνες και νευρογλοιακά κύτταρα· αρκεί να συμμετέχουν στην ίδια λειτουργία.
- Το αίμα δεν είναι ιστός. Είναι ιδιαίτερος τύπος συνδετικού ιστού με υγρή μεσοκυττάρια ουσία.
- Μπέρδεμα καρδιακού και λείου. Και οι δύο είναι ακούσιοι, αλλά μόνο το μυοκάρδιο έχει γραμμώσεις.
- Αδένας = πάντα πολλά κύτταρα. Τα βλεννογόνα κύτταρα είναι μονοκύτταροι αδένες.
- Όλα τα κύτταρα προέρχονται από το ζυγωτό με μιτώσεις· αποκτούν εξειδίκευση με τη διαφοροποίηση.
- Ιστός: μορφολογικά όμοια κύτταρα (και μεσοκυττάρια ουσία) με κοινή λειτουργία — επιθηλιακός, ερειστικός, μυϊκός, νευρικός.
- Αδένες: εξωκρινείς (πόρος), ενδοκρινείς (αίμα), μεικτοί (πάγκρεας).
- Ερειστικός: συνδετικός (χαλαρός, πυκνός, λιπώδης), χόνδρινος, οστίτης, αίμα.
- Μυϊκός: σκελετικός (γραμμώσεις, εκούσιος), μυοκάρδιο (γραμμώσεις, ακούσιος), λείος (χωρίς γραμμώσεις, ακούσιος).