κύτταρο

Τι είναι ένα κελί;

Ορισμένοι οργανισμοί όπως τα βακτήρια αποτελούνται μόνο από ένα μόνο κύτταρο και επομένως αναφέρονται ως μεμονωμένα κύτταρα. Οι ανώτεροι οργανισμοί αποτελούνται από ένα πλήθος κυττάρων και ονομάζονται πολυκύτταρα κύτταρα. Οι άνθρωποι αποτελούνται από περίπου δέκα τρισεκατομμύρια κύτταρα που έχουν εξειδικευτεί σε διαφορετικές εργασίες και διαφέρουν σε μέγεθος και σχήμα ανάλογα με τον τύπο του κυττάρου.

Για παράδειγμα, υπάρχουν μακρά, λεπτά νευρικά κύτταρα, σφαιρικά ερυθρά αιμοσφαίρια και στρογγυλά λιποκύτταρα. Στα 110 έως 140 μικρόμετρα, το ωάριο είναι το μεγαλύτερο ανθρώπινο κύτταρο. Όλα τα κύτταρα έχουν από κοινού ότι περιέχουν τις πλήρεις γενετικές πληροφορίες με τη μορφή DNA (δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ), μπορούν να κερδίσουν και να χρησιμοποιήσουν ενέργεια και μπορούν να πολλαπλασιαστούν μέσω της κυτταρικής διαίρεσης. Τα κύτταρα μπορούν να συγκεντρωθούν σε συσχετισμούς ιστών. Τέσσερις κύριες ομάδες ιστών αποτελούνται από περισσότερους από 200 διαφορετικούς τύπους κυττάρων στον άνθρωπο: επιθηλιακός ιστός, μυϊκός ιστός, συνδετικός ιστός και νευρικός ιστός.

Ανατομία & δομή

Τα ανθρώπινα κύτταρα περιβάλλονται από το εξωτερικό από την κυτταρική μεμβράνη. Σε αντίθεση με τα φυτικά κύτταρα, δεν έχουν κυτταρικό τοίχωμα. Το μέγεθος των κυττάρων δεν σχετίζεται με το μέγεθος ενός οργανισμού. Οι μεγαλύτεροι οργανισμοί αποτελούνται απλώς από μεγαλύτερο αριθμό κυττάρων. Το κυτταρόπλασμα βρίσκεται εντός της κυτταρικής μεμβράνης.

Διάφορα λεγόμενα οργανίδια βρίσκονται στο κυτόπλασμα. Αυτά περιλαμβάνουν τον πυρήνα των κυττάρων, τα μιτοχόνδρια, το ενδοπλασματικό δίκτυο, τη συσκευή Golgi, τα λυσοσώματα και τα υπεροξυσώματα. Τα οργανίδια ειδικεύονται σε διαφορετικές εργασίες. Ο πυρήνας των κυττάρων περιέχει τις γενετικές πληροφορίες με τη μορφή DNA και στον άνθρωπο διαχωρίζεται από το κυτταρόπλασμα με ένα πυρηνικό περίβλημα.

Μέρος του DNA βρίσκεται επίσης στα μιτοχόνδρια. Με το ενδοπλασματικό δίκτυο (ER), γίνεται διάκριση μεταξύ της τραχιάς και της ομαλής ER. Υπάρχουν ριβοσώματα στο τραχύ ER που λείπουν στο ομαλό ER. Άλλα κυτταρικά συστατικά περιλαμβάνουν τον κυτταροσκελετό, το RNA (ριβονουκλεϊκό οξύ) και τα centrioles. Η εξωκυτταρική μήτρα βρίσκεται μεταξύ των επιμέρους κυττάρων έξω από την κυτταρική μεμβράνη.

Λειτουργία & εργασίες

Η κυτταρική μεμβράνη χρησιμεύει για τον διαχωρισμό του κυττάρου από το περιβάλλον του και την προστασία του. Χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο των ουσιών που εισέρχονται και εξέρχονται από το κύτταρο. Μπορεί να επικοινωνεί με γειτονικά κύτταρα μέσω πρωτεϊνών που περιέχονται στην κυτταρική μεμβράνη. Ο κυτταροσκελετός είναι υπεύθυνος για την ελαστικότητα και τη σταθερότητα του κυττάρου. Επιτρέπει τόσο τις ενεργές κινήσεις του κυττάρου όσο και τις κινήσεις μέσα στο κελί. Τα ριβοσώματα είναι το μέρος στο κύτταρο όπου συντίθενται πρωτεΐνες με τη βοήθεια συγκεκριμένου RNA.

Η συσκευή Golgi σχηματίζει διάφορες εκκρίσεις και εμπλέκεται στον μεταβολισμό του κυττάρου. Τα λυσοσώματα αντιπροσωπεύουν το πεπτικό σύστημα του κυττάρου και περιέχουν πολλά ένζυμα με τα οποία μπορούν να διαλύσουν ξένες και κυτταρικές ουσίες. Τα υπεροξώματα χρησιμοποιούνται για την αποτοξίνωση. Μπορούν να χρησιμοποιήσουν οξυγόνο, να δεσμεύσουν τις ελεύθερες ρίζες και να διαλύσουν διάφορα μεταβολικά προϊόντα.

Τα centrioles είναι απαραίτητα για την κυτταρική διαίρεση και έτσι για τα κύτταρα να πολλαπλασιάζονται. Δεδομένου ότι κάθε κύτταρο μπορεί να κερδίσει και να χρησιμοποιήσει ενέργεια καθώς επίσης και να πολλαπλασιαστεί, κάθε κύτταρο μπορεί να επιβιώσει από μόνο του. Ωστόσο, ορισμένα εξειδικευμένα κελιά έχουν χάσει αυτήν την ικανότητα. Ανάλογα με την εξειδίκευσή τους, τα κελιά έχουν διαφορετικές εργασίες. Τα εξειδικευμένα κύτταρα προέρχονται από τα λεγόμενα βλαστικά κύτταρα.

Τα βλαστοκύτταρα είναι γενικά κύτταρα στο σώμα που μπορούν και τα δύο να πολλαπλασιαστούν διαιρώντας σε νέα βλαστικά κύτταρα και να εξελιχθούν σε συγκεκριμένους τύπους κυττάρων. Όταν ένα κύτταρο ειδικεύεται, ορισμένα γονίδια απενεργοποιούνται και άλλα ενεργοποιούνται. Αυτό οδηγεί στο σχηματισμό των πρωτεϊνών που απαιτούνται ειδικά σε έναν συγκεκριμένο τύπο κυττάρου. Ως αποτέλεσμα, ένα ηπατικό κύτταρο, για παράδειγμα, είναι χημικά και δομικά διαφορετικό από ένα νευρικό κύτταρο, παρόλο που και τα δύο περιέχουν τις ίδιες γενετικές πληροφορίες.

Ασθένειες και παθήσεις

Ο καρκίνος είναι μια κοινή ασθένεια των κυττάρων. Στον καρκίνο, η γονιμοποιημένη ισορροπία μεταξύ κυτταρικής διαίρεσης και κυτταρικού θανάτου (η λεγόμενη απόπτωση) διαταράσσεται. Αυτό οδηγεί σε ανεξέλεγκτη ανάπτυξη κυττάρων και όγκων. Τα νευρικά κύτταρα στον εγκέφαλο πεθαίνουν σε διάφορες νευροεκφυλιστικές ασθένειες. Αυτό μπορεί να εξαρτάται από την ηλικία, όπως στην περίπτωση της άνοιας ή της νόσου του Πάρκινσον.

Ωστόσο, η απώλεια κυττάρων που σχετίζεται με την ηλικία και οι λειτουργίες τους είναι φυσιολογικές σε κάποιο βαθμό και συνήθως είναι καλά ανεκτή από τον οργανισμό. Μόνο όταν ξεπερνά τον μέσο όρο αριθμό κυττάρων εμφανίζεται ασθένεια. Άλλες νευροεκφυλιστικές ασθένειες εμφανίζονται ανεξάρτητα από την ηλικία, όπως η αμυοτροφική πλευρική σκλήρυνση (ALS), η νόσος του Huntington ή η νόσος Creutzfeldt-Jakob.

Στις αλλεργικές αντιδράσεις υπάρχει υπερβολική αντίδραση εξειδικευμένων κυττάρων του ανοσοποιητικού συστήματος. Σε περίπτωση αλλεργίας, καταπολεμούν μια ουσία που είναι αβλαβής για το σώμα, η οποία οδηγεί στα αλλεργικά συμπτώματα. Μια πολύ σπάνια κυτταρική νόσος είναι η κληρονομική νόσος των κυττάρων I, επίσης γνωστή ως βλεννολιπίδωση II. Είναι μια ασθένεια αποθήκευσης λυσοσωμάτων στην οποία ένα από τα ένζυμα που βρίσκονται συνήθως στα λυσοσώματα δεν μπορεί να μεταφερθεί εδώ λόγω γενετικού ελαττώματος.

Με τη μαστοκυττάρωση ή τη λεγόμενη νόσο του Czernin, υπάρχει έντονη αύξηση των ιστιοκυττάρων. Αυτό μπορεί να επηρεάσει το δέρμα ή τα εσωτερικά όργανα. Τα συμπτώματα προκαλούνται από ουσίες που απελευθερώνονται από τα ιστιοκύτταρα, κυρίως ισταμίνη.