ชีวิตที่ซับซ้อนของเซลล์ธรรมดา

จุดเริ่มต้นของชีวิตใหม่เกิดจากไข่ที่ปฏิสนธิเพียงใบเดียวซึ่งเซลล์จำนวนมากทั้งหมดของร่างกายมนุษย์จะก่อตัวขึ้น มีกี่ตัว? ตามการประมาณการบางอย่างประมาณ 100 ล้านล้าน แต่ฉันคิดว่าไม่มีใครสามารถให้ตัวเลขที่แน่นอนได้

เซลล์เกิดและตาย ตัวอย่างเช่นหนึ่งศตวรรษของประสาทและกล้ามเนื้อมีค่าเท่ากับของคนเม็ดเลือดแดงและเซลล์เม็ดเลือดอื่น ๆ - มากถึงหนึ่งร้อยวันและเซลล์เยื่อบุผิวของลำไส้และผิวหนังมีชีวิตอยู่ได้เพียงไม่กี่วัน .

โครงสร้างเหล่านี้แต่ละอย่างมองไม่เห็นด้วยตาเปล่าซึ่งในทางกลับกันสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ถูกสร้างขึ้นเช่นอิฐเป็นสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนผิดปกติ

ดูที่แท็บสีและคุณจะเห็นว่าเซลล์มีเยื่อหุ้มไซโทพลาสซึมนิวเคลียส ออร์แกเนลล์ของเซลล์ "ลอย" ในไซโทพลาซึม: ไมโทคอนเดรียเป็นสถานีพลังงานของเซลล์ ไลโซโซม - โครงสร้างที่รับผิดชอบในการใช้ไขมันโปรตีนโพลีแซคคาไรด์ lamellar complex หรืออุปกรณ์ Golgi ที่เกี่ยวข้องกับการ "บรรจุ" และการกำจัดสารคัดหลั่งภายในเซลล์ภายนอกเซลล์และโครงสร้างอื่น ๆ

แม้ว่าแผนภาพจะแสดงโครงสร้างของเซลล์ในรายละเอียด แต่ก็ยังไม่สอดคล้องกับความเป็นจริงอย่างสมบูรณ์เนื่องจากไม่ได้ถ่ายทอดคุณสมบัติหลักของเซลล์ที่มีชีวิต - การเคลื่อนไหว การเคลื่อนไหวนี้สามารถสังเกตได้ด้วยความช่วยเหลือของการถ่ายทำภาพยนตร์ ในบางครั้งการเคลื่อนไหวของเซลล์ทำให้เกิดอาการเดือด ไซโทพลาซึมเคลื่อนที่ความเร็วที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วบางครั้งก็หยุดลง แกนกลางจะเต้นเป็นจังหวะหดตัวแล้วขยายตัวและแกนหมุน มันบุกรุกจับสารอาหารน้ำและส่วนที่ยื่นออกมาปล่อยของเสียเยื่อหุ้มเซลล์ชั้นนอก การเคลื่อนไหวสะท้อนถึงกิจกรรมที่สำคัญของเซลล์กระบวนการต่างๆที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในนั้น กรงสามารถเปรียบเทียบได้กับโรงงานเคมีอัตโนมัติซึ่งการประชุมเชิงปฏิบัติการต่าง ๆ มีการผลิตผลิตภัณฑ์ที่หลากหลาย รายชื่อสารประกอบทางเคมีที่ทำงานในเซลล์จะมีจำนวนหลายหมื่นชื่อ สารบางชนิดถูกสร้างขึ้นและสารอื่น ๆ จะสลายตัว ตัวอย่างเช่นกรดอะมิโนถูกใช้เพื่อสร้างโมเลกุลโปรตีนขนาดใหญ่ ในทางกลับกันเมื่อโปรตีนแตกตัว กรดอะมิโนที่รีไซเคิล ฯลฯ

^{แผนผังแสดงเซลล์ในระดับศึกษาลักษณะพิเศษ 1 - เปลือกเซลล์; 2 - ไซโทพลาซึม; 3 - แกน; 4 - เปลือกแกน; 5 - นิวคลีโอลัส; 6 - ไมโตคอนเดรีย; 7 - คอมเพล็กซ์ lamellar; 8 - ไลโซโซม; 9 - ถุงหรือฟองอากาศซึ่งให้การแลกเปลี่ยนระหว่างเซลล์กับสิ่งแวดล้อม โครงสร้างอื่น ๆ}

ผู้ทดลองที่ต้องการสังเคราะห์โปรตีนที่ง่ายที่สุดเทียมจะต้องเอาชนะความยากลำบากมากมายและคำนึงถึงปัจจัยหลายอย่างเพื่อสร้างเงื่อนไขในการสังเคราะห์ และเซลล์จะสร้างพวกมันทุกนาทีโดยใช้ทรัพยากรพลังงานอย่างประหยัดประสานปฏิกิริยาเคมีหลายร้อยอย่างอย่างเคร่งครัดและแม่นยำ หากจำเป็นเซลล์สามารถปรับตัวได้อย่างยืดหยุ่นอย่างน่าอัศจรรย์ - ปรับให้เข้ากับสถานการณ์ต่างๆเปลี่ยนลักษณะและกระบวนการภายในเซลล์

ในกระบวนการปรับตัวโครงสร้างโมเลกุลพิเศษของเมมเบรนมีส่วนเกี่ยวข้องอย่างแข็งขัน - ตัวรับที่รับรู้การระคายเคืองจากสิ่งแวดล้อมรอบเซลล์

ตัวรับเซลล์คือโปรตีนที่ยื่นออกมาบนผิวของเยื่อหุ้มเซลล์และมีความสามารถในการเคลื่อนที่ไปตามนั้น ระดับของการเคลื่อนที่ขึ้นอยู่กับโครงสร้างโมเลกุลของตัวรับชนิดของเซลล์และขั้นตอนของวงจรชีวิต ดังนั้นตัวรับของเซลล์ที่เคลื่อนไหวได้อย่างอิสระเช่นลิมโฟไซต์มีความคล่องตัวสูงตามเยื่อหุ้มเซลล์และตัวรับเช่นเซลล์เยื่อบุผิวจึงเคลื่อนที่ได้น้อยกว่ามาก กล่าวอีกนัยหนึ่งคุณสมบัตินี้ถูกกำหนดโดยฟังก์ชันเฉพาะของแต่ละเซลล์เป็นหลัก

วิธีการถ่ายโอนข้อมูลจากตัวรับไปยังออร์แกเนลล์ของเซลล์ยังไม่ได้รับการชี้แจง แต่ก็ทราบผลแล้ว สาระสำคัญคือกระบวนการเผาผลาญทั้งหมดได้รับการปรับปรุงในเซลล์ การสังเคราะห์โปรตีนถูกเปิดใช้งานการซึมผ่านของสารอาหารและผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมจะเพิ่มขึ้นการหลั่งและการทำงานอื่น ๆ จะเปิดใช้งาน

ปัจจุบันมีการระบุตัวรับที่เฉพาะเจาะจงแม้ในออร์แกเนลล์ของเซลล์แต่ละเซลล์เช่นในไมโตคอนเดรีย แต่จนถึงขณะนี้มีเพียงตัวรับเท่านั้นที่รู้เกี่ยวกับพวกมัน

ค้นพบเมื่อ 300 ปีก่อนเซลล์นี้ไม่เคยหยุดที่จะทำให้นักวิทยาศาสตร์ประหลาดใจ

^{เซลล์ของร่างกายมนุษย์: I - เซลล์เยื่อบุผิว 2 - เม็ดเลือดแดง 3 - ลิมโฟไซต์ 4 - นิวโทรฟิล 5 - อีโอซิโนฟิล 6 - ไฟโบรบลาสต์ 7 - มาโครฟาจ 8 - เส้นใยคอลลาเจน 9 - เซลล์สร้างกระดูก (เซลล์เนื้อเยื่อกระดูก) , 10 - เซลล์กล้ามเนื้อเรียบ, II - เซลล์กล้ามเนื้อลาย, 12 - เซลล์ประสาท}

ตอนนี้นักสัณฐานวิทยานักชีววิทยาพันธุศาสตร์นักภูมิคุ้มกันวิทยานักฟิสิกส์นักเคมีไซเบอร์เนติกส์มีส่วนร่วมในการถอดรหัสความลับของมัน ... บางทีคุณไม่สามารถระบุรายชื่อ "บุคคลที่สนใจ" ทั้งหมดได้ และสิ่งนี้เพียงอย่างเดียวไม่ได้บ่งบอกว่าทุกสิ่งที่เกี่ยวข้องกับเซลล์นั้นสำคัญแค่ไหน!

เซลล์เป็นขั้นตอนของการรับรู้ถึงกระบวนการที่เกิดขึ้นในร่างกาย แน่นอนว่าการทำงานของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์นั้นซับซ้อนกว่าชีวิตของแต่ละเซลล์อย่างมหาศาล และยังมาจากการทำงานของเซลล์แต่ละเซลล์ตัวอย่างเช่นกิจกรรมที่ซับซ้อนอย่างน่าอัศจรรย์ของระบบประสาทส่วนกลางได้ก่อตัวขึ้น งานใหญ่โตดำเนินการโดยวงดนตรีของเซลล์ที่ประกอบเป็นกล้ามเนื้อหัวใจเป็นต้น

สุขภาพของบุคคลในที่สุดขึ้นอยู่กับสถานะของเซลล์ดังนั้นโรคส่วนใหญ่ถือได้ว่าเป็นโรคของเซลล์

ตัวอย่างเช่นความผิดปกติเกี่ยวข้องกับการสลายของกลไกภายในเซลล์ เมื่อต้องสังเกตการแบ่งตัวของเซลล์เรามักจะชื่นชมในความถูกต้องความชัดเจนของการเปลี่ยนแปลงรูปแบบของสิ่งที่เรียกว่าไมโทซิสนั่นคือความแตกต่างและการเรียงตัวของโครโมโซมผู้ให้บริการข้อมูลทางพันธุกรรม แต่บางครั้งกลไกการแบ่งตัวและความแตกต่างของโครโมโซมไม่ได้ผลและหากการละเมิดเหล่านี้เกิดขึ้นในเซลล์สืบพันธุ์ความผิดปกติของความรุนแรงที่แตกต่างกันจะเกิดขึ้น สิ่งที่บังคับควบคุมกระบวนการไมโทซิสยังไม่ชัดเจนทั้งหมด งานวิจัยจำนวนมากกำลังดำเนินการไปในทิศทางนี้ซึ่งขึ้นอยู่กับความสำเร็จในการป้องกันและรักษาความผิดปกติ แต่กำเนิด

สิ่งที่เรียกว่าอหิวาตกโรคตับอ่อนมีพื้นฐานมาจากการเติบโตที่ไม่สามารถควบคุมได้ของเซลล์ต่อมไร้ท่อของลำไส้เล็ก พวกเขาหลั่งฮอร์โมนจำนวนมาก - secretin, enterogastron ซึ่งเป็นผลมาจากการหลั่งของเหลวเพิ่มขึ้นในลำไส้เล็กและเกิดอาการท้องร่วงที่ไม่สามารถควบคุมได้

หากเซลล์หลอดเลือดสูญเสียความสามารถในการทำลายและขับไล่คอเลสเตอรอลออกไปก็มีภัยคุกคาม โรคหัวใจและหลอดเลือดโดยเฉพาะหลอดเลือด

การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของเฮโมโกลบินเม็ดสีในระบบทางเดินหายใจซึ่งมีอยู่ในเซลล์เม็ดเลือดแดง - เม็ดเลือดแดงทำให้ความสามารถในการจับและขนส่งออกซิเจนไปยังเนื้อเยื่อและอวัยวะลดลง ผลที่ตามมาคือความอดอยากจากออกซิเจนซึ่งแสดงออกโดยการชะลอการเจริญเติบโตและอาการตัวเขียวของผิวหนังและการทำงานของกล้ามเนื้อลดลงและภาวะหัวใจล้มเหลว

^{วงจรชีวิตของเซลล์ (การแบ่งตัวการเตรียมการสำหรับการสืบพันธุ์การเจริญเติบโต ฯลฯ ) แสดงด้วยลูกศรเดี่ยว เมื่อเซลล์สูญเสียความสามารถในการแบ่งตัวเซลล์จะแก่ลงและตายไป (ลูกศรคู่) การตายของเซลล์ก่อนกำหนดสามารถเกิดขึ้นได้ทุกระยะ (ลูกศรประ) เมื่อสัมผัสกับสารที่เป็นอันตราย}

หากไลโซโซม (พาหะของเอนไซม์จำนวนมาก) ของเซลล์สมองไม่มีเอนไซม์ที่ย่อยสลายไขมันมันจะสะสมในไลโซโซมและโรค Tay-Sachs ที่เรียกว่าจะพัฒนาขึ้นซึ่งนำไปสู่ภาวะสมองเสื่อมและอัมพาต

ปัญหาเร่งด่วนของการแพทย์แผนปัจจุบันเช่นโรคมะเร็งยังเกี่ยวข้องกับการละเมิดกระบวนการภายในเซลล์ เซลล์มะเร็งคือเซลล์ซึ่งเป็นออร์แกเนลล์ที่มีการเปลี่ยนแปลงการทำงานเนื่องจากสาเหตุใดสาเหตุหนึ่งเซลล์มะเร็งเป็นเซลล์ที่เสื่อมสภาพ "บ้า"ในเซลล์ดังกล่าวการแลกเปลี่ยนจะเกิดขึ้นอย่างไม่สามารถควบคุมได้และที่สำคัญที่สุดคือการแบ่งตามลำดับโปรแกรมทางพันธุกรรมของพวกมันจะหยุดชะงัก พวกมันเริ่มแบ่งตัวโดยไม่สามารถควบคุมได้และเติบโตเป็นเนื้องอก

ในที่สุดเซลล์ก็มีส่วนเกี่ยวข้องกับการพัฒนาวิธีการวินิจฉัยโรคต่างๆในระยะเริ่มต้นตลอดจนการค้นหายาใหม่ ๆ ...

ดูเหมือนว่าจากตัวอย่างข้างต้นจะเห็นได้ชัดว่าการศึกษาโดยละเอียดเกี่ยวกับเซลล์และการทำงานของเซลล์ช่วยให้สามารถแก้ปัญหาที่การพัฒนายาแผนปัจจุบันขึ้นต่อไปได้ และวิทยาศาสตร์และการปฏิบัติ.

V. A. Shakhlamov

สิ่งพิมพ์ที่คล้ายกัน

การส่องกล้อง: ทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้

ยาระงับความอยากอาหาร

พิษ