Сколько живут клетки организма

Кажется, ответ на вопрос: «Сколько живут клетки?» — очевиден: ровно столько, сколько длится жизнь человека. Но верно это лишь отчасти, потому что далеко не все клетки нашего тела способны существовать сто с лишним лет. А именно такой максимальный срок отведён человеку природой. Как и любая живая материя, клетки стареют, изнашиваются, а затем гибнут. Одни раньше, другие позже.

В начале внутриутробного развития все клетки зародыша одинаковы. Затем, благодаря заложенной в них генетической программе, они приобретают разные свойства. В результате распределения ролей какие-то клетки получают способность выполнять только одну задачу, а какие-то — множество.

«Узкие специалисты» сосредоточивают силы на чём-то одном; если они будут разбрасываться, для главного не останется времени. Что произойдёт, если, например, нейроны кроме образования и передачи нервного импульса начнут делиться? Прекратится жизнь всего организма. Именно поэтому жизнь нейронов так длинна.

Другие долгожители — мышечные клетки. Срок их службы рассчитан более чем на сто лет, но за эту долговечность иногда приходится очень дорого расплачиваться. Так, гибель даже небольшого участка сердечной мышцы может привести к трагическим последствиям. Никакие иные клетки не смогут выполнять их работу, значит, важные функции организма навсегда будут утрачены.

У большинства многофункциональных клеток тоже есть свои самые главные задачи. Почему же они не живут так долго? Здесь природа всё рассчитала точно: чем короче век тех или иных клеток, тем быстрее они обновляются. Кожный эпидермис, например, обновляется через 1—2 недели. Это происходит за счёт специальных ростковых клеток, лежащих в нижнем клеточном слое. Молодые клетки постепенно поднимаются на поверхность, а через определённое время гибнут. Интересно, что, прекратив активное существование, клетки наружного слоя эпидермиса продолжают служить человеку. Они образуют роговые чешуйки, которые защищают кожу от повреждений.

Меньше всех в организме живут клетки кишечного эпителия — всего 1—2 дня. Но кишечник никогда не останется без эпителиального покрова. За день в нём замешается около 70 млрд клеток! Если подсчитать, то получится, что каждые 3— 4 дня у нас в животе образуется совершенно новый кишечник.

Довольно долго — больше года — живут клетки печени. За это время они совершают очень много полезного. Гораздо короче век эритроцитов — основных клеток крови. С момента их образования в красном костном мозге до момента гибели в селезёнке (её называют кладбищем эритроцитов) проходит примерно 3 месяца. Некоторые клетки крови живут ещё меньше. Тромбоциты, например, существуют не более 8—10 дней.

Хотя живучесть разных клеток неодинакова, все они в равной мере важны для организма. И нейроны, способные трудиться целый век, и клетки эпителия, которые служат всего несколько дней.

как полностью обновить организм человека

Каждую секунду в организме человека обновляется почти 3,8 миллиона клеток. В день — около 330 миллиардов.

СУХУМ, 20 фев — Sputnik. С возрастом или из-за болезней способность клеток организма обновляться слабеет. Но недавно российские ученые выяснили: процессами восстановления можно управлять. Подробнее читайте в материале Альфии Еникеевой для РИА Новости.

Непрерывная регенерация

Шведский биолог Джонас Фрисен вместе с коллегами опубликовал в 2005 году работу со скучным названием «Ретроспективный мониторинг рождения человеческих клеток» («Retrospective Birth Dating of Cells in Humans»). Она посвящена продолжительности жизни отдельных клеток организма, которые, как доказали ученые, меняются по-разному в зависимости от типа. Одни — скажем, клетки кишечника — живут в среднем 10,7 года, другие — как эпителий — обновляются каждые пять дней. А некоторые неизменны на протяжении всей жизни — например, клетки сетчатки.

 

Но читатели не из академической среды обратили внимание совсем на другие цифры — на среднюю продолжительность жизни человеческой клетки. По подсчетам Фрисена, она составляет от семи до десяти лет. Неправильная интерпретация этих данных, видимо, и породила миф о том, что тело полностью обновляется каждые семь лет. Однако это не так — процесс замещения старых клеток идет постоянно.

«В течение жизни в теле человека образуются и погибают тонны клеток: разрушаются до аминокислот, липидов и нуклеотидов, из которых потом в тех же органах и тканях формируются новые. Регенерация идет за счет трех процессов: деления дифференцированных клеток, дифференцировки стволовых и перепрограммирования одних зрелых клеток в другие», — объясняет Всеволод Ткачук, директор Института регенеративной медицины Медицинского научно-образовательного центра МГУ им. М. В. Ломоносова, академик РАН.

Ткань без шрамов и рубцов

По данным израильских ученых, за день в организме человека возникает 330 миллиардов новых клеток. Большинство принадлежит крови — это эритроциты и нейтрофилы. Они образуются из гематопоэтических клеток костного мозга, и на них приходится 86 процентов общей численности ежедневно появляющихся клеток. Еще 12 процентов — это эпителиальные клетки ЖКТ, а 1,1 процента — клетки кожи.

На другие типы клеток, которые живут от нескольких дней до 15 лет (например, скелетные мышцы), остается меньше одного процента. Они образуются из плюрипотентных стромальных клеток, открытых в прошлом веке советским биологом Александром Фриденштейном. И именно они больше всего интересуют ученых.

«Сегодня понятно, что источник обновления — стволовые клетки. Они трансформируются в клетки крови, нервных тканей, костей, хрящей, жира. С годами количество стволовых клеток уменьшается. Более того, в некоторых органах они иногда заканчиваются раньше времени: например, если человек серьезно болел. И к преклонному возрасту, когда этот ресурс очень нужен, его уже нет. Пока мы не знаем, как регулировать клеточную гибель. Когда мы научимся это делать, сможем управлять процессами обновления внутри организма, а не выращивать что-то вне его, как сейчас происходит в рамках тканевой инженерии и генно-клеточной терапии», — рассказывает Ткачук.

По его словам, сейчас уже ясно, что мультипотентные стромальные клетки могут трансформироваться в другие клеточные типы под действием гормонов и особых белков — факторов роста. Именно их и пытаются идентифицировать специалисты, занятые в проекте академика «Фундаментальные проблемы регенеративной медицины: регуляция обновления и репарации тканей человека» (поддержан грантом Президентской программы исследовательских проектов РНФ).

Участники проекта обнаружили белок, который позволяет восстанавливать ткани без образования рубцов.

«Любое повреждение может заканчиваться формированием рубца. Это трагедия, если, например, задет спинной мозг: через рубец не прорастет ни сосуд, ни нерв. Но есть ткани, где после повреждения идет не фиброз, а регенерация. Например, так восстанавливаются кости. Или эндометрий — у молодых женщин он сотни раз погибает и возрождается без образования рубцов.

Оказалось, что его клетки секретируют некий фактор, тормозящий фиброз. Если мы поймем, как им манипулировать, то сможем в будущем разработать препарат для регенерации поврежденных органов», — говорит ученый.

Восстановленный мозг

Намного дальше исследователи продвинулись в попытках восстановить мозг после инсульта. У больных мышей, которым вкалывали специальный препарат, размеры повреждений мозга значительно уменьшались.

«В секретоме (так называют все вырабатываемые клеткой белки. — Прим. ред.) мультипотентных стромальных клеток есть два важных белка — нейротрофный фактор BDNF и урокиназа (uPA). Они стимулируют рост сосудов и нервных волокон. Если ввести эти белки в организм, то они будут действовать всего несколько часов, и толку от этого немного, ведь морфогенез у человека идет недели и месяцы, — продолжает академик. — Поэтому мы применили «эндогенный шприц» с этими веществами. Сконструировали плазмиды (обособленные от хромосом молекулы ДНК. — Прим. ред.), которые несли гены, ответственные за выработку BDNF и урокиназы. Затем ввели эту генетическую конструкцию в зону, где хотели прорастить сосуды или нервные окончания. Плазмида проникла в клетки ткани-мишени, транскрибировалась там, и клетки начали секретировать BDNF и uPA.

В результате в местах концентрации этих белков проросли сосуды и аксоны, а поврежденный периферический нерв у мышей регенерировал».

По его словам, результаты эксперимента помогут создать эффективное и безопасное средство для лечения геморрагического инсульта. Оно станет вторым на счету исследовательского коллектива. Так, недавно ученые разработали препарат против мужского бесплодия, изучив механизм восстановления сперматогенеза — образования мужских половых клеток — после повреждения.

«Мы не ставили перед собой практических целей, просто анализировали на модели, как идет сперматогенез, как он включается и выключается. Оказалось, если мы вносим в семенники секрет мезенхимных (мультипотентных стволовых. — Прим. ред.) клеток или же сами эти клетки, то восстанавливается и морфология органа, и сперматогенез. Мы проверили эти выводы на уровне одиночных клеток, затем на животных. Все работает, — подчеркивает Ткачук. — Сейчас препарат проходит доклинические исследования. Вообще, наши результаты говорят о возможности стимуляции регенеративных процессов путем воздействия на нишу стволовых клеток (так называют микроокружение стволовой клетки, необходимое для ее жизнедеятельности и координации ее поведения с нуждами организма.

— Прим. ред.)».

Академик отмечает, что человеческий организм — «самообновляющаяся машина» с мощным потенциалом регенерации и репарации. Уже известны сотни гормонов и белков, которые регулируют процессы образования и гибели клетки. Если понять, как ими правильно манипулировать, то в будущем появится совершенно новый вид регенеративной терапии. Она даст возможность не только лечить болезни, но и значительно продлевать жизнь.

Не-я внутри. Как стареет иммунитет человека

Иммунная система животного занята тем, что  отвечает на философский вопрос «что есть я?» на практике. Ее основная функция — отличать «я» от «не я», то есть свое от чужого, и это чужое уничтожать. Задача не из легких, особенно если учесть, что в организме человека живут сотни типов клеток, заполненных десятками тысяч молекул, а атаковать его могут сотни паразитов (и это не считая собственные опухоли). Ответ иммунитета обычно звучит так: «Я — это набор знакомых, привычных молекул. То, что я впервые вижу, — это не я».

Стреляю без предупреждения

Самый простой способ распознать врага — составить его фоторобот, примерный список черт, которыми он может обладать. На молекулярном уровне это тоже возможно: наши паразиты от нас эволюционно очень далеки и в их организме есть множество структур, которые не встречаются у нас. Это, например, кутикулы (плотные покровы) многих червей, клеточные стенки бактерий, капсиды (белковые оболочки) вирусов и так далее. В их составе есть молекулы, которые ни при каких условиях не возникают сами по себе в организме человека, это образы патогенности, или PAMP (pathogen-associated molecular patterns). На иммунных клетках человека есть к ним рецепторы — своего рода ориентировки: если рецептор распознал РАМР, значит, в организм проник паразит и в него можно стрелять на поражение.

Иногда рецепторы к образам патогенности есть и на обычных, не иммунных клетках организма. Это нужно, чтобы, например, почувствовать вирус, пробравшийся внутрь клетки, и подать сигнал бедствия.

Но в основном патогенный дозор несут профессионалы — клетки врожденного иммунитета. Это макрофаги, которые специализируются на поедании противника (фагоцитозе), и гранулоциты, которые поливают врага токсичными веществами (паралитическими ядами и свободными радикалами).

Как только клетка врожденного иммунитета чувствует присутствие врага, она не только готовится к атаке, но и сигнализирует коллегам об опасности, выделяя провоспалительные белки. Они действуют на окружающие иммунные клетки, заставляя их активнее двигаться и производить больше токсинов. Совокупность этих боевых действий называют воспалением.

Помимо охоты за чужаками, иммунные клетки часто подрабатывают спасателями, разбирая завалы в поврежденных тканях и перемалывая (точнее, переваривая с помощью фагоцитоза) осколки внеклеточных молекул и останки клеточных тел. Но, чтобы вовремя среагировать на чрезвычайное происшествие в том или ином органе, им необходимо распознать сигналы собственных клеток, терпящих бедствие. Такими сигналами служат стрессорные молекулы, или алармины, или DAMP (danger-associated molecular patterns), — вещества, которые в норме не покидают пределов клеток и не оказываются в крови, например ДНК и связанные с ней белки, митохондриальные молекулы или АТФ, энергетическая «валюта» клетки.

Набор ориентировок у врожденного иммунитета невелик и способен распознать только ограниченное число молекул. С этой точки зрения очень удобно, что многие алармины похожи по своей структуре на образы патогенности. Например, жиры из внутренней мембраны митохондрий чем-то напоминают жиры из бактериальных оболочек (и это неудивительно, ведь митохондрия — бывшая бактерия). Поэтому иммунные клетки развивают одинаковое воспаление вне зависимости от того, чей труп встретился на их пути — раненого врага или пострадавшего друга. И эта система эффективна, пока ткани не начинают стареть и умирать начинают буквально все подряд.

Специалисты узкого профиля

Система врожденного иммунитета надежна, но работает медленно и неповоротливо. Военные, которым раздали список врагов, оказываются бессильны, когда враг маскируется под мирных жителей (как это делают, например, раковые клетки) или сбривает усы, становясь хоть немного непохожим на свой фоторобот. Чтобы гарантированно вычислить чужака, позвоночные животные обзавелись системой приобретенного иммунитета, которая состоит из высокоспециализированных клеток — лимфоцитов.

Каждый В- или Т-лимфоцит знает в лицо лишь одну молекулу на броне врага — антиген. Встретившись с ним, лимфоцит начинает делиться, создавая собственные клоны. Затем новорожденные солдаты атакуют: В-лимфоциты обстреливают врага антителами, а Т-лимфоциты — разрушают его мембрану, чтобы запустить в противнике апоптоз (в тех случаях, когда враг — клетка).

Одержав победу, лимфоциты никуда не исчезают и остаются жить в организме, превращаясь в клетки памяти. Если тот же враг попробует второй раз сунуться на чужую территорию, Т- и В-клетки отреагируют гораздо быстрее, чем в первый раз: их стало больше и им не нужно размножаться, а можно сразу идти в бой. Именно поэтому, например, человек не болеет столбняком после прививки: вакцина работает как тренажер, запуская образование клеток памяти, и, если столбнячная палочка снова оказывается в крови, лимфоциты уничтожают ее быстрее, чем их хозяин успеет заметить симптомы болезни.

Эта стратегия работает только при том условии, что набор лимфоцитов достаточно разнообразен, чтобы их корпус мог узнать любого захватчика. Чтобы добиться этого разнообразия, молодые лимфоциты в начале своей жизни перекраивают часть своей ДНК, кодирующую рецепторы. Из длинной «инструкции» (гена) клетка случайным образом вырезает отдельные слова, а получившиеся пробелы заполняет первыми попавшимися альтернативами (нуклеотидами). Поскольку в каждой клетке этот процесс идет независимо, на выходе получаются миллионы вариантов. Каждый юный лимфоцит приобретает возможность распознать какой-то один антиген, причем это может быть совершенно любая молекула — встречающаяся в организме человека, или принадлежащая его паразитам, или вообще не существующая в природе.

Следующий шаг — сделать так, чтобы эта система не стреляла по своим. Для этого органы, воспитывающие лимфоцитов (красный костный мозг и тимус, он же вилочковая железа) заполнены специальными клетками. Они показывают юным псам кровавого режима все возможные белки собственного организма и убивают тех, кто признает в них врага. Система жестока: она предоставляет иммунным клеткам свободу выбора, а затем уничтожает тех, кто сделал его неправильно. До зрелости доживает лишь сотая часть,  зато все выжившие лояльны клеточному государству и не опасны для мирного населения.

Контроль за молодыми специалистами продолжается и после выпуска из «военных училищ». В отличие от бойцов врожденного иммунитета, лимфоциты не стреляют по первому сигналу, а ждут сначала одобрения коллег. Распознав свою мишень, лимфоцит будет атаковать, только если его простимулируют другие иммунные клетки (так называемые Т-хелперы) и когда вокруг него соберется много провоспалительных белков.

Если же лимфоцит встречает врага в одиночестве, без поддержки товарищей по иммунной системе, он впадает в анергию — состояние уныния и подавленности, в котором он не способен ни на кого напасть. Этот механизм призван избежать осечек: как и любая живая система, процесс отбора лояльных лимфоцитов не работает со стопроцентной точностью. Некоторые аутореактивные лимфоциты, то есть принимающие собственные антигены организма за чужаков, умудряются пережить суровое наставничество красного костного мозга и тимуса — анергия заставляет их молчать, поддерживая спокойствие в многоклеточном государстве.

И это работает до того момента, пока население не начнет превращаться в подозрительных личностей.

Битва со старостью

С течением времени в тканях начинается разруха. Распадаются вне- и внутриклеточные молекулы, клетки в ответ на это стареют, перестают расти и делиться, зато начинают выделять провоспалительные белки, призывающие иммунные клетки на расчистку завалов.

Часть клеток не выдерживает давления молекулярного мусора и гибнет, выбрасывая наружу стрессорные молекулы. В ответ на это в ткани приходят бойцы врожденного иммунитета и разворачивают там воспаление: не только убирают мусор и поглощают остатки погибших клеток, но и выделяют свои провоспалительные белки, призывая новых бойцов на помощь.

Макрофагов и гранулоцитов время тоже не щадит: несмотря на то что их численность с возрастом меняется несильно, они теряют навык борьбы с патогенами, сохраняя разве что способность к фагоцитозу. Снижается и их подвижность, и, возможно, именно поэтому покинуть ткань после разбора завалов они не способны, становясь постоянными ее обитателями. Так воспаление превращается в хроническое.

А вот активность приобретенного иммунитета падает. Молодых бойцов становится все меньше, поскольку кроветворные клетки с возрастом делятся хуже. Старая гвардия со своей стороны мешает новым поступлениям занять место в строю, выделяя вещества, подавляющие развитие и активацию юных лимфоцитов. В этом есть своя логика: зачем плодить новобранцев, если войско уже укомплектовано? Но поскольку старые бойцы уже не те, что раньше, и сами по себе менее активны, то весь приобретенный иммунитет страдает от такой дедовщины.

Поэтому его активность восстанавливается после «бомбардировок»: если пожилой пациент подвергается химиотерапии, то многие «деды» погибают, а красный костный мозг и юные лимфоциты начинают работать лучше. Эта процедура, конечно, никоим образом не аналогична омоложению иммунной системы, но некоторым В-клеткам от нее действительно становится лучше.

Кроме того, с возрастом приобретенный иммунитет теряет свой главный козырь — разнообразие. В молодости его сила в том, что на любой внешний антиген, пусть даже самый экзотический, найдется свой специалист.

Но с течением времени в рядах лимфоцитов возникает неравенство: одни клетки уже встретили свой антиген, размножились, повоевали и стали клетками памяти, а другие всю жизнь так и простояли в бесплодном дозоре, если, например, они специализируются на антигенах редкого тропического червя, с которым их хозяин никогда не встречался.

И поскольку часть клеток стареет и погибает, а выжившие тормозят развитие молодых, то получается, что власть в войсках лимфоцитов захватили клоны — потомки тех клеток, что поучаствовали в иммунных сражениях. И когда на пути такого однообразного войска встретится наконец тропический червь, то среди бойцов иммунитета может не найтись умельца, который бы справился с чужаком.

Равновесие нарушается и между двумя видами вооруженных сил: приобретенный иммунитет работает хуже, а врожденный — лучше. В тканях возникает провоспалительная среда — за счет белков, которые выделяют макрофаги и гранулоциты во время разбора завалов. Поэтому лимфоциты, случайно оказавшиеся в тканях и встретившие там антиген, похожий на свою мишень, с большой вероятностью примутся его атаковать. А таких антигенов на лицах порядочных граждан с возрастом становится все больше, поскольку ДНК постепенно накапливает мутации и клетки начинают производить незнакомые лимфоцитам белки. В условиях здорового молодого организма лимфоциты предпочли бы не заметить эти небольшие изменения и впали бы в анергию. Но поскольку вокруг них все больше признаков разрухи и кризиса, они все чаще сталкиваются с искушением ввязаться в драку — со своими собственными клетками. Поэтому во многих возрастных болезнях можно найти иммунную составляющую — например, в атеросклерозе (воспаление возникает в стенке сосудов) или артрите (при этом разрушаются суставные хрящи). С этой точки зрения старость — это одно большое аутоиммунное заболевание, то есть атака организма на себя самого.

Кто я теперь

Происходящее в тканях стареющего организма дискредитирует основную функцию иммунитета — отличать себя от чужого. Вместе с тем это поднимает и теоретический вопрос, о котором иммунологи спорят еще с середины прошлого века: к чему свести «молекулярную идентичность» человека? Какими словами описать, какими методами подсчитать то, что иммунная система понимает «интуитивно»: что есть «я», а что — «не я»?

Вариантов предлагалось множество. Например: «я» — это последовательности белков, закодированные в геноме организма. Или же: «я» — это все молекулы, которые не вызывают у лимфоцитов никаких подозрений (но, например, не молекулы мозга, куда бойцов иммунитета практически не пускают). Или так: «я» — это молекулы, концентрация которых в организме не ниже определенного порога.

Позже на сцене появились микробы. Стало понятно, что они играют важную роль в жизни организма и работе иммунитета — и ситуация усложнилась: кроме «я» (self) и «не я» (non-self), ученые стали говорить еще о «псевдо я» (quasi-self). В эту новую категорию предлагалось отнести микробные антигены, с которыми иммунные клетки контактируют с самого рождения, так что могут считать их почти что частью себя. Именно поэтому большинство бактерий в нашем кишечнике не отторгаются и продолжают сосуществовать с остальным организмом.

В рамках концепции «я»/«не я» старость выглядит как диссоциативное расстройство на молекулярном уровне, потеря границ между собой и окружающим миром.

Возрастные изменения настолько сильно сказываются на молекулярном облике организма, что, столкнувшись со старым знакомым в очередной раз, иммунная система не узнает его и хватается за пистолет.

Чтобы вписать процессы старения в парадигму иммунитета, итальянский геронтолог Клаудио Франчески предложил новую концепцию — «жидкое я» (liquid self). Под этим он имеет в виду, что к «я» следует свести набор антигенов, к которым иммунная система толерантна в каждый момент времени, и набор этот не постоянен, а текуч и зависит от иммунобиографии — событий в жизни иммунной системы.

Франчески представляет свою концепцию с помощью знаменитого «ландшафта Уоддингтона». Эту модель биолог Конрад Уоддингтон предложил для описания клеточных судеб в развитии организма: клетка катится по ложбине, как шарик по колее, и время от времени совершает выбор — например, между тем, стать ей клеткой легкого или клеткой кишечника. И чем дальше друг от друга находятся две колеи, тем сложнее клетке перескочить между ними, именно поэтому в нашем организме практически не бывает трансдифференцировки, то есть смены клеточных профессий.

Франчески рисует похожую картину для антигенов. Каждая молекула в начале жизни организма может скатиться либо в правую сторону ландшафта («свое»), либо в левую («чужое»). На это влияют ранний отбор лимфоцитов (который уничтожает всех, кто покусится на белки организма) и взаимоотношения с симбиотическими бактериями, которые требуют от организма признания ряда микробных молекул «своими».

Но после первого разделения судьба антигена может измениться — например, если на нем повиснет остаток углевода (это часто случается с белками в стареющем межклеточном веществе), он станет вызывать больше подозрений. И наоборот, вещество, бывшее изначально чужеродным, может попасть в организм через рот, и тогда кишечные бактерии могут подавить иммунный ответ на него (феномен «оральной толерантности») — и организму придется в какой-то степени смириться с чужаком, которому дали убежище критически важные для организма союзники.

Факты о крови и клетках крови

Эта информация поможет вам узнать о различных компонентах крови и их функциях. 

Ваша кровь разносит кислород и питательные элементы ко всем клеткам организма. Кроме того, клетки крови противостоят инфекциям и останавливают кровотечение.

Большинство клеток крови вырабатываются в костном мозге. Их образование и замещение происходит непрерывно. Время существования клетки крови до ее замещения называется продолжительностью жизни клетки.

Кровь состоит из четырех компонентов: эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов и плазмы.

Компоненты крови

Эритроциты (красные кровяные тельца)

Красные кровяные тельца несут кислород из легких к тканям организма. Также они несут углекислый газ обратно в легкие.

Эритроциты составляют почти половину от общего объема крови. Продолжительность жизни этих клеток — около 120 дней.

Лейкоциты (белые кровяные тельца)

Лейкоциты противостоят инфекциям и являются важным элементом иммунной системы. Они составляют очень малую часть от общего объема крови (менее 1 %).

Существует три типа лейкоцитов: гранулоциты, моноциты и лимфоциты. Каждый тип играет важную роль.

• Гранулоциты бывают 3 типов:
  • Нейтрофилы помогают противостоять бактериальным и грибковым инфекциям.
  • Базофилы принимают участие в иммунной реакции организма. Их точная функция изучена недостаточно.
  • Эозинофилы помогают бороться с инфекциями, возбудителями которых являются паразиты.
• Моноциты разрушают и выводят из организма чужеродные микроорганизмы и отмирающие клетки.
• Лимфоциты формируют иммунную систему.

Продолжительность жизни лейкоцитов варьируется в широких пределах — от часов до нескольких лет.

Тромбоциты

Тромбоциты — это небольшие фрагменты клеток. Их основной функцией является остановка кровотечения. Они составляют очень малую часть от общего объема крови (менее 1 %). Продолжительность жизни тромбоцитов — около 9–12 дней.

Плазма

Плазма — это бледно-желтая жидкая часть крови, в которой содержатся все клетки крови. Она составляет чуть больше половины от общего объема крови.

Плазма помогает разносить воду, питательные элементы, минеральные вещества, лекарства и гормоны по всему организму. Также она переносит отходы к почкам. Затем почки фильтруют кровь, очищая ее от этих отходов. Плазма состоит из воды, белка, липидов (жиров). Она несет воду, жирорастворительные питательные элементы и другие вещества к различным органам и от них.

57 процентов клеток нашего организма принадлежат бактериям — Российская газета

Ученые замахнулись на святое святых — само понятие, что есть человек. Что такое «Я», чем один отличается от другого? До сих пор считалось, что мозг и геном делают каждого из нас отдельным индивидуумом. Но оказывается, что человек слишком самонадеян. Последние открытия ученых настолько сенсационны, что могут заставить нас пересмотреть представление о себе.

— В нашем организме около 57 процентов клеток не являются человеческими, они принадлежат микробам, и только 43 процента собственно наши, — говорит профессор Калифорнийского университета Роб Найт. — Более того, если геном человека состоит из 20 тысяч генов, то сумма генов всех живущих в нас микроорганизмов около 20 миллионов. Это гигантское сообщество микроорганизмов называют микробиом.

Так что еще вопрос, кто в ком живет, кто решает, что нам есть, пить, вообще как жить. И самое главное: микробиом существует не сам по себе, он взаимодействует с нашим, влияет на мозг, на иммунную систему, на работу генов, на многие другие процессы. А значит, каждый человек уникален не только своим мозгом и геномом, но и своими микробами.

Вообще можно сказать, что в последние годы человек открыл для себя планету бактерий, как Колумб открыл Америку. Это первые существа, заселившие Землю миллиарды лет назад. Не люди, не животные, не растения, а микробы составляют 90-95 процентов биоразнообразия на планете. По мнению ученых, не человек, а эти микроорганизмы являются самыми важными ее обитателями, а ряд специалистов вообще считают бактерий венцом творения. И действительно, их способности поражают. Например, бактериям-экстремалам не страшна высокая радиация. Они живут и в вечной мерзлоте, и при температурах плюс 120[0]С, выдерживают огромные давления на дне океанов и летают в космосе почти при абсолютном вакууме

Интересное исследование провела группа кандидата биологических наук Дмитрия Алексеева из московского Физтеха. Ученые изучали кишечные бактерии у сельских жителей России, а также горожан нашей страны, США и Европы. Результаты исследований опубликованы в престижном научном журнале Nature Communications

— Для нас стало откровением, что по микробиофлоре невозможно отличить российского горожанина, американского и европейского, — говорит Алексеев. — По сути, это близнецы-братья. Конечно, мы предполагали, что они похожи, но не до такой степени. По сути, на уровне кишечника мы видим глобализацию, которая сегодня охватила мир. Люди в разных точках планеты потребляют одну и ту же синтетическую, сильно обработанную пищу, используют антибиотики и т.д. В итоге соотношение видов бактерий сильно искажено, одни явно преобладают, другие «задавлены». И совсем иная картина у российских селян. В отличие от горожан, у них широко и массово представлены самые разные виды бактерий. Такая картина близка к норме.

Жирные мыши, получив бактерии от худых, сбросили вес

Почему у горожан столь аномальная команда бактерий, в принципе, понятно. Виноваты прежде всего антибиотики и консерванты, которые в огромном количестве применяются в сельском хозяйстве и пищевой промышленности. Они выбивают из метаболической цепочки определенные виды бактерий, а оставшиеся получают свободу действий и, что называется, расцветают буйным цветом. Например, из того же количества еды производят больше калорий. Отсюда и лишний вес.

Для ученых уже очевидно, что между микробиомом человека и его недугами есть взаимосвязь. И уже ряд болезней, например, диабет, появление полипов, аутоиммунные болезни стали проверять на состав микрофлоры.

— Пока неясно, что причина, а что следствие, но корреляция очевидна, — говорит Алексеев. — Наука еще не может однозначно сказать, что при таком-то составе микрофлоры у человека будет обязательно такая-то болезнь. Ведь каждый человек очень специфичен, мы все по-разному питаемся. Поэтому предстоит огромная работа, и прежде всего нужна статистика по большому числу людей. А в перспективе каждый должен иметь паспорт своих бактерий. Это позволит создать надежную систему диагностики по микрофлоре. На самой ранней стадии, когда еще нет никаких предвестников болезни, обнаружить, что ваша микрофлора стала сдвигаться в сторону, например, диабета. И посоветовать как минимум изменить питание.

Мировой сенсацией стал эксперимент профессора Найта с мышами. Он взял кишечные бактерии худых и полных людей и пересадил их стерильным мышам. В зависимости от того, от кого грызуны получили бактерии, одни стали худеть, другие стремительно толстеть. А когда ставших жирными мышам добавили бактерии от худых, они сбросили вес. Результаты этого и подобных экспериментов привели к созданию нового метода терапии: пересадке кишечных бактерий от здорового человека больному. В идеале ученые смогут управлять бактериями, изменяя их пропорции в организме человека. Сегодня в мире начинается бум исследований микробиоты. Это совершенно новый способ поддерживать наше здоровье. Намного безопасней по сравнению, к примеру, с курсами антибиотиков. Ведущие страны вкладывают в эти исследования миллионы долларов. Для некоторых болезней уже описан связанный с ней состав микрофлоры, например, язвенного колита. Выявлены бактерии, которые указывают на риск заработать атеросклероз. Этим методом пытаются лечить не только ожирение, но и язвенные колиты, болезнь Крона, диабет.

Уже многие клиники занимаются пересадкой бактерий для омоложения организма. Ведь вместе с человеком стареет и его микрофлора. Пересадка молодых «особей» подстегивает обмен веществ, активизирует иммунитет.

Такие эксперименты уже ведутся, но пока здесь немало проблем. Одна из главных — отторжение. Ведь в нашем кишечнике уже живут «аксакалы», их признала наша иммунная система. И естественно, что она с большой неохотой впускает чужаков. У человека поднимается температура, появляются другие нежелательные реакции. Задача ученых — разгадать код иммунной системы, чтобы понять, какие виды бактерий можно запускать в данный организм, как, в каком количестве и т.д. А какие виды для него категорически запрещены.

Часть мозга продолжает жить после смерти: учёные обнаружили клетки-зомби

Мы привыкли думать, что после смерти тела все системы в организме прекращают работу. Останавливается сердце, не двигаются лёгкие, кровь и кислород перестают поступать в органы… Однако некоторые клетки в мозге не просто продолжают выполнять свои функции после смерти организма: экспрессия (активность) их генов в мёртвых тканях заметно увеличивается.

Удивительное открытие сделали учёные из Иллинойсского университета в Чикаго. Во многом это случилось благодаря тому, что в университете есть свой биорепозиторий (хранилище) тканей человеческого мозга. Образцы поступают туда вскоре после смерти или операции по удалению тканей у человека с неким неврологическим заболеванием.

Это своего рода банк мозга, который позволяет учёным исследовать нервную систему людей с шизофренией, эпилепсией, болезнью Альцгеймера и многими другими заболеваниями и нарушениями.

Доктор Джеффри Лёб является директором Нейрорепозитория Иллинойсского университета.

Исследователи, изучившие образцы, заметили важные различия между «свежими» тканями, полученными сразу после операции, и теми, что провели в репозитории больше 12 часов. Учёные увидели, что в более старых образцах эскпрессия некоторых генов была выше, и решили изучить эту особенность поподробнее.

«Мы решили симулировать смерть этих тканей и проследить за экспрессией всех генов в них, начиная с 0 и до 24 часов после смерти. Для этого мы оставили большое количество недавно собранного материала при комнатной температуре, чтобы воссоздать этот посмертный интервал», – объясняет соавтор исследования доктор Джеффри Лёб (Jeffrey Loeb).

Большая часть генов в этих тканях никак не изменила свою работу за эти 24 часа. При этом гены, присутствующие в нейронах, начали быстро деградировать уже в первые часы после смерти. И, наконец, «гены-зомби» заметно увеличили свою активность в посмертный период. Учёные выяснили, что эти гены связаны с глиальными клетками, выполняющими защитную функцию в мозге.

Такую удивительную активность на самом деле легко объяснить. Глиальные клетки, или нейроглия, включаются в работу при травмах мозга или, к примеру, во время инсульта. Они «подчищают» мозг от омертвевших клеток, и несомненно смерть мозга или хирургическое вмешательство – это их «звёздный час».

Эксперимент показал, что нейроглия продолжает расти и протягивать свои «отростки» к окружающим её клеткам ещё много часов после смерти тканей. Однако через 24 часа активность глиальных клеток замирает, и они сливаются с окружающей их мёртвой тканью.

Глиальные клетки продолжают расти после смерти мозга.

Что даёт это любопытное открытие в практическом плане? Как считают авторы работы, оно должно изменить подход к изучению нервной ткани человека. Ведь оказалось, что процессы жизнедеятельности в мозге не останавливаются после смерти: они изменяются и меняют саму ткань.

Однако теперь у учёных есть точная информация о том, как гены и клетки тканей мозга ведут себя в первые часы после смерти, что позволит точнее интерпретировать результаты посмертных исследований.

Новая работа американских учёных была опубликована в издании Scientific Reports.

Напомним, ранее Вести.Ru писали о том, что учёные смогли восстановить функции мозга после его смерти. Также мы сообщали о создании самого подробного перечня нейронов коры головного мозга.

чем кормить, выбор и обустройство клетки, уход, разведение, болезни

Шиншиллы – популярные домашние питомцы из семейства грызунов, имеющие привлекательную внешность и забавный характер. Они не проблематичны в уходе, чистоплотны и не требуют постоянного внимания. Но все же есть некоторые правила содержания домашних шиншилл, с которыми начинающему владельцу следует ознакомиться заранее.

В статье мы расскажем, как содержать шиншиллу в домашних условиях, какие условия нужно создать, какова продолжительность жизни грызуна, особенности характера и поведения, выбор клетки и ее обустройство, рацион питания, как приручать и выгуливать питомца, можно ли купать, разведение, чем болеют шиншиллы, преимущества и недостатки содержания.

Особенности шиншилл

Шиншиллы – грызуны средних размеров с красивым густым мехом и пушистым хвостом. Окрас шерсти – серый с белым брюшком. Также встречаются представители черного, белоснежного, бело-розового и бежевого окраса.

Максимальный вес взрослой шиншиллы – 800-900 г, а рост животного может достигать 30-38 см. Длина хвоста – 12-17 см.

У шиншилл большие, слегка закругленные ушки, по которым всегда можно определить настроение питомца. Если он напуган, ушки лежат на спине, в таком же положении они находятся во время сна животного. А если шиншилла слушает и проявляет интерес, ушки поднимаются высоко вверх.

У этих экзотичных грызунов очень красивые блестящие глаза черного цвета, в которых можно увидеть свое отражение. А еще у шиншилл сильные и массивные задние лапки, позволяющие легко отталкиваться от земли при разбеге. По длине они больше, чем передние лапы.

Характер, поведение и привычки грызуна

Шиншиллы – умные животные, хорошо адаптируются в домашних условиях. Очень любознательны, проявляют интерес к окружающему миру и не оставляют без внимания любые изменения в клетке или в комнате. Если в доме появляются гости, реагируют очень бурно, стараясь привлечь внимание к своей персоне. А еще они издают интересные звуки, по которым можно понять, что чувствует животное. Например, если шиншилла чем-то недовольна, она издает трещащий звук.

Другие особенности поведения, привычки и характер шиншиллы:

1. очень энергичны, могут сильно прыгать в клетке, требуя освобождения;
2. ведут ночной образ жизни, большую часть дня спят;
3. быстро привязываются к владельцу, но не любят ласку, предпочитают, чтобы за ними наблюдали со стороны;
4. прекрасно переносят одиночество.

Отличительной особенностью шиншилл также является чистоплотность. Они всегда следят за чистотой меха, от них никогда не воняет. Хозяину нужно поддерживать эту привычку животного и регулярно проводить уборку в клетке.

Сколько живут шиншиллы дома

При условии правильного содержания и кормления шиншилла может прожить в домашних условиях 15-20 лет.

Правила содержания шиншилл в домашних условиях

Уход за шиншиллами в домашних условиях не доставляет особых трудностей, но требуется правильное оснащение клетки, где будет обитать экзотичный грызун, и соблюдение температурного режима.

Какая нужна клетка и как её обустроить

Идеальным жилищем для домашней шиншиллы станет просторная клетка размером 60х50х100 см. Пушистый грызун очень любит прыгать по клетке, поэтому чем выше она будет, тем комфортней домашняя любимица будет себя чувствовать.

После приобретения подходящей клетки для шиншиллы переходим к ее правильному обустройству.

Необходимое оснащение:

• Кормушка и поилка для еды и воды. Желательно приобретать металлическую посуду, чтобы питомец ее не сгрызал. Также необходимо надежно зафиксировать кормушку, так как грызуны любят таскать их в зубах.
• Меловой камень для обтачивания зубов (продается в зоомагазинах).
• Игрушки – деревянные кубики, скорлупа от грецких орехов.
• Активным грызунам понравится беговое колесо, но обычное не подойдет, так как имеет слишком большие расстояния между прутьями. Альтернативным вариантом станет металлическое колесо. На месте прутьев у него расположена сетка. Во время беговых занятий шиншилла может повредить лапу. Для таких грызунов предусмотрены специальные деревянные цельные колесики, безопасные для активных пробежек.
• В клетку также можно поместить большие неострые камни, ветви деревьев, лесенки. В жаркую погоду шиншилла сможет охлаждаться на ветках. Это поможет ей избежать перегрева, который для нее губителен. Очень важно подобрать прочные аксессуары и надежно закрепить их в жилище животного, чтобы во время активного передвижения они не упали и не травмировали шиншиллу.
• Из развлекательных комплексов в клетках устанавливаются деревянные мостики, тоннели и даже гамаки, выполненные из плотной ткани.
• Шиншиллы любят принимать песочные ванны. Не реже 1 раза в 2-3 дня в клетку устанавливается купалка с чистым вулканическим песком, подобранная по размеру животного. Песок нужно покупать в зоомагазине. Оставлять купалку внутри домика можно минут на 30, а после лучше убрать, так как шиншиллы могут мочиться на песок. В этом случае в клетке появляется неприятный запах. Длительный контакт с песком противопоказан, он пересушивает кожу питомца.

В магазинах товаров для животных можно купить все необходимое для оснащения клетки с домашней шиншиллой. В ассортименте представлены самые разнообразные игрушки для любознательного грызуна. Самыми безопасными считаются изделия из натуральной древесины. Со временем шиншилла может их сгрызть, зато такие игрушки приносят много радостные эмоций животному и позволяют увлекательно проводить время, находясь без внимания владельца.

Комфортная температура для шиншиллы

Обязательное условие содержания домашней шиншиллы – создание благоприятного микроклимата с поддержанием оптимальной температуры воздуха. Эти зверьки комфортно себя чувствуют при температуре +12+230С. Прямые солнечные лучи попадать в клетку не должны, так как они губительны для грызуна. Оптимальный уровень влажности – не более 60%.

При температуре воздуха выше максимально рекомендованного показателя шиншиллы плохо себя чувствуют и становятся неактивными. Аналогичный дискомфорт они испытывают при низких температурах. Контролировать температурный режим в жилище домашней шиншиллы можно с помощью обычного комнатного термометра и гигрометра, определяющего уровень влажности в помещении.

Уход за шиншиллой в домашних условиях

Живущие в домашних условиях шиншиллы нуждаются в хозяйской заботе и правильном уходе.

Основные обязанности владельца:

1. организация правильного и своевременного питания для грызуна;
2. гигиенический уход за животным;
3. уборка клетки.

Чем и сколько раз в день кормить

Правильное питание – залог здоровья и долгой жизни грызуна в домашних условиях. 70-80% рациона домашней шиншиллы составляют готовые корма из прессованных травяных гранул. Такой продукт приобретается в зоомагазинах. При выборе корма изучайте его состав. Он не должен содержать дополнительных добавок, консервантов, дрожжей и соли.

Рекомендованная суточная порция готового корма для шиншиллы – 2 ст. л. Недоеденные остатки убираются из кормушки, а в следующий раз дается свежий корм.

Дополнительные прикормки к основному рациону шиншиллы:

• Злаки. Ежедневно можно кормить шиншиллу злаковой смесью из кукурузы, геркулеса, гречихи, чечевицы и семян льна. Дозировка каждого ингредиента – 1 ч. л., а семян льна – не более 1/3 ч. л.
• Сено – чистое, покупное, без резкого запаха, корней и земли. Этот продукт дается 1 раз в 3-4 дня небольшими порциями.
• Лакомства (не более 10% рациона). Побаловать любимца можно готовыми прикормками из магазинов, а также засушенными ягодами, фруктами и ветками полезных деревьев.

Шиншиллам можно давать веточки и листья калины, акации, клена, клюквы, боярышника, рябины, крыжовника, облепихи, корень топинамбура, цветы календулы и жасмина, листья мелиссы, мальвы, душицы, люцерны и крапивы.

Из разрешенных продуктов также листья винограда, стебли ромашки, клевера, мята, чабрец, череда, мать-и-мачеха, соцветия и плоды яблони, почки вербы, семечки тыквы, зелень петрушки, сладкий перец, морковь, земляника, малина, ежевика, жимолость и брусника.

Разрешенные лакомства даются небольшими порциями. Желательно угощать питомца разнообразными прикормками, чтобы его организм получал все необходимые микроэлементы.

Важные правила:

1. травы и веточки для кормления шиншиллы собираются в экологически чистых районах отдаленно от автомобильных трасс;
2. будьте внимательны к выбору продуктов для кормления шиншиллы и никогда не давайте зверьку испорченную или грязную пищу;
3. шиншиллу нельзя перекармливать сладким, так как печень этого грызуна не рассчитана на переработку большого количества глюкозы.

Помните: вредный и несбалансированный рацион провоцирует разные заболевания и приводит к преждевременной гибели домашнего питомца.

Купание и стрижка шиншилл

Шиншиллы – чистоплотные животные, самостоятельно ухаживающие за своим шикарным мехом. Владелец может только принять небольшое участие в уходе за питомцем, предоставляя ей возможность совершать приятные и полезные песочные ванны, устанавливая в клетке емкость с песком.

Не рекомендуется купать шиншиллу в воде. Водные процедуры могут закончиться воспалительными заболеваниями. Эти грызуны очень уязвимы к переохлаждению и быстро простывают. При сильном загрязнении меха можно смачивать мягкую ткань водой и аккуратно протирать пушистую шубку домашнего любимца.

Шиншиллы не нуждаются в стрижке коготков и ухода за ушками. Они самостоятельно справляются с этими гигиеническими процедурами. Хозяину нужно только следить за здоровьем ротовой полости пушистого питомца. В постоянном доступе в клетке должен находиться камень для обтачивания зубов, а также веточки полезных растений.

Уборка клетки

Раз в 3-4 дня нужно проводить уборку в клетке шиншиллы. Дно конструкции рекомендовано заполнять специальными наполнителями. Они хорошо впитывают влагу и неприятные запахи и являются абсолютно безопасными для грызуна.

Как проводить уборку:

• Дно клетки очищается от мусора и других загрязнений. Для удобства рекомендуется использовать маленькую щетку и совок.
• Поверхности конструкции и аксессуаров очищаются от пыли влажной салфеткой.
• Раз в месяц рекомендована дезинфекция клетки и внутренних элементов. Такая процедура проводится в целях уничтожения патогенных микроорганизмов, что исключит риски заболеваемости питомца.
• Каждый день нужно менять воду в поилке и следить за чистотой кормушки.

Уборка клетки не займет много времени и обеспечит безопасные условия для проживания пушистого грызуна в домашних условиях.

Разведение шиншилл

Некоторые семьи занимаются разведением шиншилл. Полового созревания эти грызуны достигают к 9-12 месяцам жизни. После случки с самцом наступает беременность, которая длится около 110 дней. За один помет рождается 2-5 малышей.

В течение двух месяцев маленькие шиншиллы должны находиться с матерью, вскармливающей своих детей полезным грудным молоком. По истечении этого срока подросших шиншилл можно отселить для самостоятельной жизни.

Приручение и выгул

Шиншиллы по характеру самодостаточные животные, предпочитающие одиночество. Их нельзя воспитать и приручить как собак или кошек, хотя бывают исключения. Некоторые пушистые представители проявляют ласку и с удовольствием сидят на руках у владельца.

Как приручить домашнюю шиншиллу:

• Первые дни недели проживания в новом доме грызуну нужно адаптироваться. В этот период его лучше оставить в покое.
• Начиная с 3 недели можно начинать приручение: разговаривайте с питомцем, попробуйте открыть клетку и протянуть к шиншилле руку. Это может ее заинтересовать, она начнет обнюхивать ладонь и тихонько покусывать пальцы. Укусы шиншиллы абсолютно безопасны и безболезненны.
• Когда шиншилла привыкнет к руке хозяина, она может запрыгнуть на ладонь. Владельцу не нужно делать резких движений и пытаться вытащить питомца из клетки. В первое время достаточно таких процедур общения.
• За любой успех в обучении можно поощрять шиншиллу вкусным лакомством.
• Когда грызун привыкнет к человеку, можно попробовать выманить его из клетки и посадить к себе на руки. Заранее приготовьте угощение для пушистого друга. Аккуратно погладьте шерстку в области шеи, ушей и грудки, подбадривая зверька добрыми словами. Старайтесь не гладить шиншиллу по спине и бокам, ей это не понравится.
• Общайтесь с шиншиллой, называя ее по имени, пусть привыкает к своей кличке.
• Не берите шиншиллу на руки против ее воли. Она может испугаться, и в целях самозащиты укусить или поцарапать. Еще один боевой прием этого грызуна – выстрел мочой в противника.

Если шиншилле будут неприятны контакты с владельцем, она будет издавать недовольный треск. В такие моменты лучше оставить грызуна в покое и все пробы приручения питомца перенести на другое время. Пусть она успокоится и привыкнет к вниманию со стороны людей.

Возможные болезни

По ряду причин домашняя шиншилла может заболеть. В таких случаях питомцу потребуется незамедлительная врачебная помощь. Опытный специалист проведет диагностику и подберет лечебный курс, основанный на специальных медпрепаратах, предназначенных для грызунов.

Какие болезни могут развиться у шиншиллы:

• Гипертермия – перегрев организма. Такое состояние наступает в случае несоблюдения рекомендованного температурного режима. Ухудшение состояния питомца начинается уже при температуре окружающей среды +250С. Если воздух прогреется до 300С, шиншилла может скоропостижно погибнуть. Основные симптомы гипертермии: неподвижность, покраснение языка, вытягивание тела в положении лежа на боку, судороги. Первая помощь: клетку с шиншиллой нужно перенести в прохладное место. Для облечения ее состояния рекомендуется смочить прохладной водой наружную сторону ушей и подушечки лапок. Чтобы не допустить обезвоживания, напоите шиншиллу водой.
• Нарушение стула, жидкие фекалии – довольно распространенная проблема домашних шиншилл, возникающая вследствие некачественного питания или после смены корма. Владельцу нужно провести дезинфекцию в клетке и пересмотреть рацион шиншиллы. В целях борьбы с жидким стулом используются специальные медпрепараты, которые можно купить в ветеринарной аптеке.
• Простудные заболевания – возникают вследствие переохлаждения животного. Например, если клетка находится на сквозняке или шиншилла длительное время находилась в условиях низких температур. Основные симптомы: насморк, кашель, чихание, слезоточивость глаз, вялое состояние. Простуда у шиншиллы лечится медпрепаратами по назначению ветеринара.
• Лишай – проявляется выпадением шерсти на определенном участке тела. Развивается вследствие перенесенного стресса или испуга, а также по причине низкого иммунитета, антисанитарных условий содержания или после контакта с зараженным питомцем. Лечится специальными мазями по назначению врача.

Кроме перечисленных патологий, у домашней шиншиллы могут развиться заболевания глаз, ушей, пищеварительных органов, половой системы и даже случиться инсульт. Правильный уход и качественное питание позволит снизить риски развития болезней.

Шиншилла как домашнее животное: плюсы и минусы

Содержание шиншилл в домашних условиях имеет свои плюсы и минусы. Рассмотрим их.

Плюсы:

• Самостоятельный и чистоплотный грызун, не требующий постоянного внимания – отличный выбор для занятых людей, не имеющих возможности уделять много времени домашнему питомцу.
• От шиншиллы не образуется неприятный запах, даже если в клетке животного не убирали несколько дней. Это обусловлено отсутствием потовых и сальных желез в организме грызуна.
• В шерсти шиншиллы не заводятся блохи и клещи.
• Мех шиншилл гипоаллергенный.
• Эти зверьки самостоятельно проводят гигиенический уход, что сокращает перечень обязанностей для владельца.
• Имеют крепкий иммунитет и не страдают генетическими заболеваниями.
• Кушают немного, на корм и необходимые аксессуары для шиншиллы не придется тратить много денег.

Минусы:

1. ведут ночной образ жизни;
2. боятся громких звуков;
3. не переносят жару;
4. прогулки по дому можно устраивать только под контролем, так как шиншилла может погрызть мебель и другие предметы интерьера;
5. для содержания грызуна необходима просторная клетка с хорошим оснащением, чтобы самодостаточному и активному зверьку всегда было чем заняться.

Шиншиллы – милые пушистые животные с интересными манерами поведения, доставляющие своим владельцам массу положительных эмоций.

Клетки в вашем теле

Введение

Этот ресурс знакомит вас с ячейками.

---

Тело каждого человека состоит из одного и того же основного материала. Все живые существа, большие или маленькие, растения или животные, состоят из клеток. Большинство живых существ состоит из одной клетки, и их называют одноклеточными организмами. Многие другие живые существа состоят из большого количества клеток, образующих более крупное растение или животное.Эти живые существа известны как многоклеточные организмы. Вода составляет около двух третей веса клеток.

Ячейки очень маленькие; большинство клеток можно увидеть только в микроскоп. Клетки — это самые маленькие живые единицы, способные к воспроизводству. Каждая клетка вашего тела была сделана из уже существующей клетки. Все растения и животные состоят из клеток. В этой статье мы поговорим о клетках, из которых вы состоите.

Все части вашего тела состоят из клеток.Типичной клетки не существует. В вашем теле много разных типов клеток. Хотя под микроскопом они могут выглядеть по-разному, большинство клеток имеют общие химические и структурные особенности. У человека насчитывается около 200 различных типов клеток, и внутри этих клеток имеется около 20 различных типов структур или органелл.

Все клетки имеют мембрану. Клеточные мембраны — это внешние слои, которые удерживают клетку вместе. Они позволяют питательным веществам проходить в клетки и выводить продукты жизнедеятельности.Не все может пройти через клеточную мембрану. Что проходит, а что нет, зависит как от размера частицы, которая пытается проникнуть внутрь, так и от размера отверстия в мембране.

Клетки также имеют ядро. Это центр управления ячейкой. Клетки постоянно делятся, чтобы в вашем теле образовалось больше клеток для роста и восстановления. Ядро содержит информацию, которая позволяет клеткам воспроизводить или производить больше клеток. Еще одна важная часть клетки — митохондрия. Это часть клетки, где пища и кислород объединяются для производства энергии.

Вы знаете, что вам нужен воздух, чтобы дышать. Вашему телу действительно нужен кислород, содержащийся в воздухе. Каждой клетке вашего тела нужен кислород, чтобы помочь ей усваивать (сжигать) питательные вещества, высвобождаемые из пищи, для получения энергии. Вы также знаете, что вам нужна еда. Пища дает вам энергию, но кислород необходим, чтобы расщепить пищу на части, достаточно маленькие для использования вашими клетками. Это называется клеточным дыханием и представляет собой процесс окисления молекул пищи, таких как глюкоза, до углекислого газа и воды.Выделяемая энергия химически улавливается для использования всеми энергоемкими видами деятельности клетки. Ваши клетки являются преобразователями энергии для вашего тела.

У разных ячеек разные задачи. Каждая ячейка имеет размер и форму, которые подходят для ее работы. Клетки, выполняющие одну и ту же работу, объединяются, образуя ткань тела, такую ​​как мышцы, кожа или костная ткань. Группы различных типов клеток составляют органы вашего тела, такие как сердце, печень или легкие. Каждый орган выполняет свою работу, но все органы работают вместе, чтобы поддерживать ваше тело.Группа различных органов, работающих вместе для выполнения работы, составляет систему. Все системы вашего тела подобны членам команды, задача которой — поддерживать вашу жизнь и здоровье.

Различные типы клеток вашего тела выполняют разные специализированные функции. Специализация клеток почти всегда зависит от преувеличения общих свойств клеток. Например, клетки, выстилающие кишечник, имеют расширенные клеточные мембраны. Это увеличивает площадь поверхности, доступную для поглощения пищи.Нервные клетки могут быть очень длинными, что делает их эффективными для передачи сигналов от мозга остальным частям вашего тела. Клетки сердечной мышцы перерабатывают много энергии, поэтому они содержат большое количество митохондрий — той части клеток, в которой вырабатывается энергия.

Как все живые существа, клетки умирают. Количество клеток, которые взрослый мужчина теряет за минуту, составляет примерно 96 миллионов. К счастью, в ту же минуту около 96 миллионов клеток разделились, заменив погибшие. Подобно тому, как вы удаляете мертвые клетки кожи, мертвые клетки внутренних органов проходят через тело и выводятся из него с продуктами жизнедеятельности.Продолжительность жизни клетки может быть разной. Например, белые кровяные тельца живут около тринадцати дней, клетки верхнего слоя кожи живут около 30 дней, красные кровяные тельца живут около 120 дней, а клетки печени живут около 18 месяцев.

Science Monday: Если наши клетки замещают сами себя, почему у нас на всю жизнь остаются шрамы? | Сэм Вестрайх, доктор философии | Sharing Science

Это популярный факт, который я слышал от множества людей с детства:

«Наши клетки заменяются каждые 7 лет.

Вау, это действительно вдохновляет. Это тоже совершенно неправильно, но Стивен Холл писатель, а не ученый, так что мы можем дать ему небольшую послабление. Источник.

Этот факт часто сопровождается всевозможными вдохновляющими цитатами. «Если наши клетки заменяются каждые 7 лет, это означает, что вы уже не тот человек, которым были семь лет назад».

Это вдохновляет и воодушевляет, и мы все должны стремиться к самосовершенствованию, но если это верно, почему у меня на плече все еще есть шрам от детской травмы?

Разве этот шрам нельзя было заменить новой, свежей кожей?

Или у нас снова появляются шрамы?

Короткий ответ заключается в том, что этот факт о семилетней замене, к сожалению, неверен.Но мы знаем, что наши клетки восстанавливаются и пополняются. Сколько времени это займет — и, возвращаясь к главному, почему наши шрамы никогда не заживают по-настоящему?

Если вам за сорок, сколько лет клеткам, из которых состоит ваше тело?

Можно предположить, что они того же возраста, что и вы, как полноценный человек — им около сорока с лишним лет. Но это не так. Ваши клетки постоянно умирают, но их заменяют новые, свежие клетки. Этот постоянный оборот — это то, как мы лечимся — и одна из причин, почему у нас развивается рак, когда инструкции клеточной ДНК не копируются должным образом во вновь созданные клетки-потомки.

Знаменитая статистика «наше тело полностью обновляется каждые семь лет», вероятно, частично пришла из исследований, в которых изучается средний возраст клетки у человека. Йонас Фризен опубликовал статью в 2005 году, в которой на основе углеродного датирования было показано, что средний возраст клетки в человеческом теле составляет от 7 до 10 лет.

В этом предложении есть одно слово, которое отличается от приведенной выше цитаты. Вы можете это заметить?

средний возраст ячейки составляет 7 лет … но это не означает, что каждая ячейка заменяется через 7 лет.

Некоторые клетки фактически никогда не заменяются, оставаясь с нами от рождения до смерти. К ним относятся многие нейроны мозжечка (часть мозга, которая контролирует баланс и координацию) и клетки, из которых состоят линзы наших глаз.

Другие клетки заменяются с разной скоростью:

Таким образом, хотя средний возраст всех клеток в организме человека составляет около 7 лет, это связано с тем, что некоторые клетки чрезвычайно долговечны и служат в течение многих лет, в то время как другие клетки обновляются каждые от нескольких дней до нескольких недель.

Спасибо, что держите нас в курсе, задающий риторический вопрос, который существует только в моем воображении! Короткий ответ: шрамы — это не то же самое, что кожа.

«Вы меня еще больше запутали».

Татуировки — это не шрамы, это еще один предмет, который не исчезает из-за выпадения кожи — в их случае они вводятся под дерму, слой кожи, который отслаивается. Фото Антонино Визалли.

Извините. То, что мы называем шрамами, обычно состоит из коллагена, волокнистого белка, который составляет большую часть нашей структуры.Около 25% всего белка в организме человека состоит из коллагена!

Наша кожа от природы насыщена коллагеном; она соткана взаимосвязанным, несколько случайным образом. Он помогает нашей коже оставаться пухлой и упругой, действуя как клей, скрепляющий ее.

Когда мы получаем травму, наше тело спешит наложить пластырь на рану. Он использует коллаген для создания этого пластыря, но вместо того, чтобы создавать красивое тканое одеяло из коллагена с волокнами, идущими во всех разных направлениях, он перекрестно связывает волокна коллагена, поэтому в основном все они направлены в одном направлении.

Этот комок перекрестно-сшитого коллагена в одном направлении — то, что мы считаем шрамом. Поскольку он плотный, он остается инертным, а вокруг него растут клетки кожи. Даже когда эти клетки кожи умирают и заменяются, сам шрам остается.

Однако со временем часть коллагена будет повторно абсорбирована, и клетки станут ближе к оставшемуся коллагену. Вот почему со временем шрамы тускнеют и уменьшаются, хотя полностью они никогда не исчезнут.

Продолжительность жизни человека — Как долго люди могут жить?

По оценкам, в 2012 году средний гражданин Америки дожил до 78 лет.8 лет. Это относительно долгий срок, но он все еще далек от самого старого человека в истории человечества. Право на хвастовство досталось Жанне Кальман, смелой француженке, которая умерла в 1997 году в возрасте 122 лет.

Большинство людей никогда не проживут 12 десятилетий. Однако благодаря достижениям в области здравоохранения средний возраст с каждым годом становится все выше и выше. Но как долго могут прожить человек?

Предел Хейфлика и конец дороги

Оказывается, существует предел того, как часто ваши клетки могут делиться, чтобы вы оставались молодыми и свежими.Этот предел, известный как предел Хейфлика, продиктован физической длиной уникальной клеточной функции, называемой теломер .

Как объясняет Дерек Мюллер в книге «» Как долго вы проживете? , теломеры — это заглушки на ваших хромосомах. Они служат для того, чтобы хромосомы были плотно упакованы в красивую аккуратную упаковку, и предотвращают их изнашивание и связывание со всеми другими мелочами в ваших клетках. Теломеры — удобная функция, но у них есть и обратная сторона; каждый раз, когда хромосома копируется для создания другой клетки, устройство для копирования клеток должно отрезать крошечный кусочек от этих заглушек.

Со временем теломеры становятся все короче и короче, пока, в конце концов, их больше не будет, а клетка перестает делиться и может в конечном итоге умереть. Вот что происходит, когда мы стареем. Помимо прочего, наша кожа перестает восполняться, у нас появляются морщины, а наши кости становятся хрупкими и хрупкими. Мы просто изнашиваемся.

Кажется, самым простым решением было бы просто перестроить теломеры так, чтобы они никогда не укорачивались, создавая таким образом бесконечный фонтан молодости. Фактически, существует фермент, который делает именно это, под названием теломераза .Этот фермент действительно встречается у людей в природе, но не самым благоприятным образом.

Как и в комиксах, где хорошая научная предпосылка испортилась, теломераза кажется доброкачественной, но на самом деле довольно вредной. Это действительно заставляет ваши клетки жить вечно, но только в форме рака. К сожалению, в настоящее время у нас отсутствуют клеточные механизмы, позволяющие использовать теломеразу в хороших целях.

Бессмертная женщина

Одна из самых безумных историй о теломеразе связана с линией клеток под названием клетки HeLa, которые в настоящее время используются в биомедицинских исследованиях.Ребекка Склут описывает эту увлекательную историю в своей книге Бессмертная жизнь Генриетты Лакс .

В 1951 году афроамериканка по имени Генриетта Лакс почувствовала себя больной и пошла к врачу. Они взяли биопсию и выяснили, что у нее рак шейки матки. В те дни научная этика была в лучшем случае недобросовестной, и ученые культивировали ее клетки, не сообщая ей об этом и даже не спрашивая ее разрешения. Через несколько месяцев Генриетта умерла, но клетки ее рака продолжали жить.

Ее раковые клетки были необычайно плодовиты и хорошо подходили для медицинских исследований. Благодаря теломеразе в ее клетках никогда не закончатся теломеры. При правильной окружающей среде и достаточном количестве питательных веществ они будут жить вечно. Несмотря на то, что Генриетты давно нет, она все еще живет в чашках Петри и колбах по всему миру.

Умер от «естественной причины…»

Несмотря на то, что существует предел того, сколько раз наши клетки могут делиться, многие из нас не достигают этого предела.Есть множество способов умереть, и только некоторые из них являются результатом того, что наши клетки достигли конца своей жизни.

Примерно сто лет назад большинство людей умирали задолго до того, как у них заканчивались теломеры, из-за инфекционных заболеваний, таких как туберкулез и грипп. Однако благодаря достижениям в области медицины и санитарии в наши дни довольно редко можно услышать о людях, умирающих от этих вещей, и в результате средняя продолжительность жизни резко увеличилась.

Тем не менее, мы обычно не достигаем теоретического предела того, сколько мы можем жить, потому что мы преждевременно умираем от других болезней, которые являются результатом повреждений, вызванных неоптимальным жизненным выбором.Теперь люди с большей вероятностью умрут преждевременно от таких болезней, как рак и болезни сердца.

Хотя некоторые из этих преждевременных смертей происходят просто из-за невезения или не совсем звездной генетики, многие из них можно предотвратить с помощью здорового образа жизни. Бросая курить, подавляя твинки и используя солнцезащитный крем, большинство из нас доживет до глубокой старости.

А кто знает? Возможно, когда-нибудь мы сможем безопасно использовать силу теломеразы, чтобы никогда не стареть.

Как вы будете выглядеть в старости

Знаете ли вы, что на самом деле можно до некоторой степени предсказать, как вы будете выглядеть, когда станете старше? В 2009 году Йонас посетил исследовательский институт в Шотландии, который занимался именно этим. Мы сняли об этом видео для нашей серии статей о средних классах 2010 года. Мы подумали, что вам понравится этот сегмент, даже если вы не шестиклассник.

Вот как долго живут ваша кровь, печень, кожа и другие клетки

Скорее всего, вы думаете, что вы более или менее тот же человек, которым были на прошлой неделе.Но слизистая оболочка кишечника совершенно другая, а волосы на голове на 2,5 миллиметра длиннее.

Способность человеческого тела заменять изношенные клетки новыми блестящими — ключ к долгой продолжительности жизни, к которой мы так привыкли. Есть пара вещей, которые мы сохраняем на всю жизнь, например, зрительную кору, но почти все изнашивается и заменяется, по крайней мере, в течение некоторой части нашей жизни. А некоторые вещи, например, наши волосы и ногти, просто растут, растут и растут.

Мы собрали вместе оценки ученых о том, как быстро мы проходим через различные типы клеток. Многие из этих возрастов были установлены с помощью метода, называемого датированием по импульсам бомбы, который использует следы атомной радиации, которые каждый из нас несет, для определения возраста клеток.

Флоренс Фу / Tech Insider

Имейте в виду: все это средние числа.

Для всего, что регулярно заменяется, вы будете носить с собой ячейки, которые немного старше — и много моложе, поскольку ячейки заменяются при повороте не все сразу. И эти числа представляют собой общий возраст, поэтому, например, отдельная клетка не остается на поверхности вашей кожи более месяца — ее продолжительность жизни включает время, необходимое для прохождения через все слои кожи.

Но невероятно думать, что отдельная сердечная клетка будет десятилетиями обеспечивать энергией все ваше тело.

Как долго мы можем поддерживать жизнь человеческих клеток вне тела?

(Фото: CHRISTIAN CHARISIUS / AFP / Getty Images)

Как долго мы можем поддерживать жизнь человеческих клеток вне тела? изначально появился на Quora: , сети обмена знаниями, где на интересные вопросы отвечают люди с уникальным пониманием .

Ответ Дженнифер Ху, кандидата наук в UC Berkeley-UCSF Bioengineering, на Quora:

Как долго мы можем поддерживать жизнь человеческих клеток вне тела? Годы, если они заморожены и хранятся должным образом, но они не могут оставаться «живыми и растущими».«Нормальные» клетки человека со временем перестанут размножаться. Это потому, что это нормально — прекращать деление, когда вы накопили ошибки ДНК, исчерпали теломеры или в целом подверглись культурному стрессу.

При лучших условиях культивирования, которые более точно воспроизводят организм (т.е. питание, факторы роста, гормоны), они будут расти дольше; на этой диаграмме вы можете видеть, что составы сред (цвета) допускают различную пролиферацию и длину культуры эпителиальных клеток молочной железы человека.

Это клетки, с которыми я работаю, они получены после операций на груди у человека. Ткань частично переваривается, и эпителиальные клетки выползают из кусочков молочной железы («органоиды»). Оттуда при надлежащем уходе они будут размножаться в течение примерно 60 дней, пока не достигнут связанный со стрессом блок репликации, называемый стазисом.

Культура клеток сама по себе вызывает стресс. Например, окислительный стресс в культуре клеток — это побочный эффект необходимого кислорода, но в некоторых клетках может привести к повреждению ДНК * и мембран.Другой тип стресса может быть вызван неподходящими условиями культивирования; Поскольку эти клетки находятся под нашей несовершенной заботой, а не питаются пищеварительной системой и кровотоком, у них нет идеального питания, факторов роста, гормонов и других важных элементов. Белок p16 реагирует на этот тип стресса, предотвращая деление клеток. Когда эпителиальные клетки молочной железы входят в застой, они заметно превращаются в большие плоские клетки в форме жареного яйца, содержащие p16:

.

Эти клетки не делятся, но они все еще генетически нормальны и живы, по крайней мере, до тех пор, пока они не получат достаточно повреждений, чтобы убить их.(В нашем путеводителе говорится: «Подождите около 4 недель… прежде чем назвать клетки стареющими и выбросить культуру», чтобы они могли жить довольно долго. Фибробласты кожи могут жить не менее 3 лет! [1])

У других типов клеток совершенно другие потребности (о некоторых из них мы пока не знаем). Многие клетки будут плохо размножаться или вообще не размножаться в культуре. Я смог культивировать эти клетки только благодаря более чем 30-летним (!) Работам Марты Стампфер и Джеймса Гарбе [2]. Итак, имейте в виду, что некоторые особенности этого ответа относятся к эпителиальным клеткам молочной железы.

Вы можете пересечь эту черту, если хотите сделать свои клетки «ненормальными».

Их можно заставить продолжить деление, вмешиваясь в белок (белки) контрольной точки. На первой диаграмме фиолетовым клеткам удалось спонтанно подавить регуляцию p16 и продолжить пролиферацию для еще большего удвоения популяции.

Однако клетки укорачивают свои теломеры (участки хромосом, защищающие концы) с каждым делением. При недостаточном количестве теломер хромосомы очень нестабильны, что приводит к массивному повреждению ДНК (особенно на концах) и смерти.Вместо того чтобы продолжать делиться, клетки начинают репликативное старение. Они могут быть живыми, но они больше не являются генетически нормальными, как вы можете видеть на этом кариотипе из клетки молочной железы [3]. Подсказка: должно быть две копии каждой хромосомы одинакового размера.

Раньше люди думали, что клетки будут продолжать воспроизводиться вечно в идеальных условиях культивирования [4]. Теперь известно, что теломеры — жесткое ограничение для клеточного деления. Этот блок репликации является критически важным средством предотвращения рака.На этот раз никаких делений по-настоящему. Если только они не начнут экспрессировать теломеразу, которая поддерживает теломеры. Эти клетки бессмертны и скоро станут раком. Иммортализованные клеточные линии часто генерируются в культуре, вызывая экспрессию теломеразы с помощью вируса [5]. Гораздо реже можно найти клетку со спонтанно активированной теломеразой, которая больше напоминает прогрессирование рака.

По сути, вы можете продолжать заставлять клетки размножаться, если действительно этого хотите. Но каждое вмешательство делает клетки все менее и менее нормальными и все менее и менее полезными для моделирования нормальных тканей человека, что часто является нашей целью.И, конечно же, рак — это крайняя аномалия роста! Хотя не каждый рак может создать клеточную линию, клетки HeLa от рака шейки матки растут фантастически! Но они далеки от почти всего, что имеет отношение к человеческому телу.

* Другой белок, который может блокировать деление клеток, — это p53, который реагирует на повреждение ДНК. Но во время стазиса эпителиальные клетки молочной железы человека обычно испытывают больший экологический стресс, чем повреждение ДНК, если вы не используете радиацию. Итак, большинство эпителиальных клеток человека перестают делиться из-за стресса окружающей среды и p16.В организме тот же белок контрольной точки, p16, также связан со старением.

Клетки молочной железы, которые мы используем, не обнаруживают признаков генетического повреждения (p21-зависимый p53) в стазисе. Однако многие другие типы эпителиальных клеток человека, такие как кератиноциты и фибробласты, действительно обнаруживают p21 в стазисе и могут иметь некоторые повреждения ДНК. Типы клеток ведут себя по-разному даже в одном организме!

Сноски

[1] http: //www.nature.com/nature/jou …

[2] Краткая история жизни, старения, смерти и бессмертия HMEC в наших культурных системах

[3] http: // www.nature.com/nature/jou …

[4] http: //www.nature.com/nrm/journa …

[5] Иммортализация клеток hTERT (675,00 $)

Этот вопрос изначально появился на Quora. Задайте вопрос, получите отличный ответ. Учитесь у экспертов и получайте доступ к инсайдерским знаниям. Вы можете подписаться на Quora в Twitter, Facebook и Google+. Дополнительные вопросы:

Действительно ли ваше тело обновляется каждые семь лет?

Тело обновляется разными темпами. То, как долго живут клетки в определенных областях, зависит от того, сколько работы от них требуется.Например, красные кровяные тельца живут быстро, всего около четырех месяцев, в результате их трудного путешествия по кровеносной системе, доставляя кислород к тканям по всему телу [источник: Уэйд].

Вот продолжительность жизни других клеток [источники: Уэйд, Эпштейн]:

Кожа: Эпидермис подвергается значительному износу благодаря своей роли внешнего слоя защиты организма. Эти клетки кожи обновляются каждые две-четыре недели.

Волосы : Естественный пух на теле имеет продолжительность жизни около шести лет для женщин и трех лет для мужчин.

Печень : Печень является детоксикантом человеческого организма, очищая наши системы от самых разных загрязняющих веществ. В этом процессе ему помогает постоянное кровоснабжение, и он остается в значительной степени невосприимчивым к повреждениям от этих токсинов, обновляясь новыми клетками каждые 150-500 дней.

Желудок и кишечник : клетки, выстилающие поверхность желудка и кишечника, имеют непростую и короткую жизнь. Постоянно подвергаясь воздействию разъедающих веществ, таких как желудочная кислота, они обычно служат всего до пяти дней.

Кости : Клетки в скелетной системе регенерируются почти постоянно, но весь процесс занимает целых 10 лет. С возрастом процесс обновления замедляется, поэтому наши кости становятся тоньше.

Несмотря на все это постоянное возрождение, люди, которые хотят жить вечно, не должны отказываться от этого поиска источника молодости. Правда в том, что мы все еще стареем и все еще умираем. Фризен и другие считают, что это может быть из-за мутаций ДНК, которые со временем ухудшаются по мере того, как они передаются новым клеткам [источники: Уэйд, Эпштейн].

Есть также некоторые клетки, которые никогда не покидают нас и могут способствовать процессу старения или, по крайней мере, разрушению организма с течением времени. Хотя роговица глаза может регенерировать всего за один день, хрусталик и другие области не меняются. Точно так же нейроны в коре головного мозга — внешнем слое мозга, который управляет памятью, мышлением, языком, вниманием и сознанием — остаются с нами от рождения до смерти. Поскольку они не заменяются, потеря этих клеток со временем может вызвать такие болезни, как слабоумие.Хорошая новость заключается в том, что другие области мозга, такие как обонятельная луковица, которая помогает нам обонять, и гиппокамп, который помогает нам учиться, могут и действительно омолаживаются [источники: Уэйд, Эпштейн].

Так что иди и покажи свой старый мозг, как умную версию спасателя из «Спасателей Малибу». Это актив, который не вечен.

Первоначально опубликовано: 6 июня 2014 г.

Жизненный цикл клеток — молекулярная биология клетки

Клетку во взрослом организме можно рассматривать как стационарную систему.В ДНК постоянно считывается в определенный набор мРНК, которые определяют определенный набор белков. Поскольку эти белки функционируют, они также разрушаются. и заменены новыми, и система настолько сбалансирована, что клетка не растет, сжимается и не меняет своей функции. Этот статический вид клетки, однако, упускает из виду важнейшие динамические аспекты клеточной жизни.

Динамику клетки можно лучше всего понять, исследуя течение ее жизни. А новая клетка возникает, когда одна клетка делится или когда две клетки, такие как сперматозоид и яйцеклетка ячейка, предохранитель.Любое событие запускает программу репликации клеток, которая закодирована в ДНК и исполняется белками. Эта программа обычно включает период роста клеток, во время которого производятся белки и реплицируется ДНК с последующим делением клетки, когда клетка делится на две дочерние клетки. Будет ли данная клетка расти и делиться — это строго регулируемый решение организма, гарантирующее, что взрослый организм заменяет изношенные клетки или делает больше ячеек в ответ на новую потребность. Примеры последнего — рост мышца в ответ на упражнение или повреждение, а также разрастание эритроцитов когда человек поднимается на большую высоту и ему требуется больше возможностей для захвата кислород.Однако в одном крупном и разрушительном болезнь — рак — клетки размножаются, даже если они не нужны организму. Чтобы понять, как клетки становятся раковые, биологи тщательно изучили механизмы, контролирующие рост и деление клеток.

Клеточный цикл следует регулярному механизму времени

Большинство эукариотических клеток живут согласно внутренним часам; то есть они продолжаются через последовательность фаз, называемых клеточным циклом, во время которых ДНК дублируется во время синтеза (S) фазы, и копии распределяются по противоположным концам клетки во время митотического (M) фаза ().Прогрессировать цикл контролируется на ключевых контрольных точках, которые отслеживают состояние ячейки, например, внутреннее количество ДНК или наличие внеклеточных питательных веществ. Когда определенные условия выполнены, ячейка переходит к следующей контрольной точке. Цикл начинается после того, как клетка делится на две дочерние клетки, каждая из которых содержит идентичный копия генетического материала родительской клетки.

Рисунок 1-9

Цикл эукариотических клеток. В большинстве растущих клеток четыре фазы протекают последовательно, от 10 до 20 часов в зависимости от типа клеток и состояния развития.Межфазный состоит из фаз G ₁ , S и G ₂ . ДНК синтезировано (подробнее …)

Клеточный цикл прокариот прост и быстр. Тиражирование сингла хромосома начинается с определенной последовательности ДНК, точки начала репликации, которая прикреплен к клеточной мембране. После завершения репликации ДНК сборка нового мембрана и клеточная стенка образуют перегородку, которая в конечном итоге делит клетку на две части. (видеть ). Потому что истоки две новообразованные хромосомы прикреплены к разным участкам мембраны, каждая дочерняя клетка получает одну хромосому.В идеальных условиях роста бактерии клеточный цикл повторяется каждые 30 минут.

Лишь некоторые типы эукариотических клеток могут расти и делиться так же быстро, как бактерии. Большинству растущих клеток растений и животных требуется 10-20 часов удвоится, а некоторые — гораздо медленнее. Многие клетки у взрослых животных, такие как нервные клетки и поперечно-полосатые мышечные клетки, не делятся вообще. Они временно вышли из клеточного цикла после митоза и вошел в состояние «пауза или покой», называемое G ₀ .Поскольку эукариотические клетки больше и сложнее прокариотических клеток, специализированный механизм координирует их репликацию геномной ДНК, распределение хромосом и деления клеток. Сложные нормативные события, которыми руководствуются эукариотические клетки от фазы к фазе описаны в главе 13.

Митоз распределяет дублированные хромосомы наравне с дочерью Клетки

Митоз — это механизм в эукариот для равномерного разделения генома при делении клетки. Для достижения Для решения этой сложной задачи клетки растений и животных создают специализированную машину, называемую митотический аппарат, который захватывает хромосомы, а затем толкает и тянет их к противоположным сторонам делящаяся клетка (Глава 19).Примечательно, что митотический аппарат — это временная структура, существующая только во время митоза для распространения генетического материала. Хотя события митозы протекают непрерывно, условно их разделяют на четыре подэтапа представляющие фазы движения хромосом. На первом подэтапе, профазе, реплицированные хромосомы, каждая состоит из двух идентичных хроматид, конденсируется в компактные пакеты, а затем выпускается в цитоплазма при разрушении ядерной мембраны. Во время метафазы и анафазы хромосомы сортируются, и каждая хроматида пары движется к противоположным сторонам клетки (рис. 1-10).Отмечено окончание митоза. путем повторного образования мембраны вокруг каждого набора хромосом (телофаза). Отдел цитоплазма, называемая цитокинезом, затем дает две дочерние клетки, каждая с 2 n комплементом генетических материал.

Рисунок 1-10

Деление клеток. Родительская ячейка в G ₁ имеет по две копии каждого хромосома (2 n ), одна материнская (красная) и одна отцовский (синий). Хромосомы реплицируются во время фазы S, что дает 4 n хромосомного дополнения.На середина митоза (метафаза), реплицируемая (подробнее …)

Деление клеток в растительных и животных клетках различается в основном при цитокинезе. Животное клетки делятся на две части путем защемления цитоплазмы. Однако, поскольку растительная клетка окружен жесткой клеточной стенкой, дочерние клетки образуются путем строительства нового клеточная мембрана и клеточная стенка между двумя дочерними ядрами, тем самым разрезая цитоплазма на две части.

Дифференциация клеток создает новые типы клеток

Самый сложный пример клеточной динамики происходит, когда клетка изменяется или отличает, выполняет специализированную функцию.Этот процесс часто отмечается изменением микроскопического вида или морфология, клетки. Например, разные структуры нервной клетки и мышечной клетки отражают их соответствующие функции в междугороднем общении и сокращении, выделяя биологические принцип, согласно которому «форма следует за функцией».

Дифференцировка клеток создает разнообразие типов клеток, которые возникают во время развитие организма из оплодотворенной яйцеклетки. Это процесс обширного размножение и дифференциация клеток.Млекопитающее, которое начинается с одной клетки становится организмом с сотнями различных типов клеток, таких как мышцы, нервы, и кожа. Здесь мы видим наиболее впечатляющую силу ДНК контролировать клеточную поведение: развитие — это управляемый ДНК набор клеточных изменений (легко десятки тысяч из них), которые происходят практически в обязательном порядке. Почти идеальный сходство «однояйцевых» близнецов — свидетельство программа, кодируемая ДНК, чтобы воспроизводимо управлять развитием человека существование.

Нигде лучше не проиллюстрировано разнообразие клеточной активности и реакции чем в иммунной системе организма.Именно там многие типы клеток собираются вместе в организованные ткани, специально разработанные, чтобы позволить телу отличать свои ячейки от ячеек иноземных захватчиков. Внутри иммунной системе, мы видим развитие специализированных клеток, которые могут распознавать вторжение клетки и формирование тканей из клеток, которые происходят в различных частях тело. Клетки иммунной системы не только активно исследуют свое окружение с помощью поверхностные рецепторные белки подобны антителам, но также меняют свои свойства, когда они сталкиваются с инородным веществом, позволяя телу избавиться от захватчики.

Клетки умирают от самоубийства

Неконтролируемый рост и размножение клеток производит массу клеток, опухоль. Запрограммированная гибель клеток играет очень важную роль контроль популяции путем уравновешивания роста и размножения клеток. Кроме того, гибель клеток также удаляет ненужные клетки. Например, во время эмбриогенеза пальцы наших рук и ног сформированы смертью клеток в промежуточные пространства. Если бы эти клетки остались живыми, наши руки и ноги были бы стать перепончатым.Таким образом, время и место гибели клеток, а также рост и деление должны строго контролироваться.

Смерть клетки следует внутренней программе событий, называемой апоптозом, при которой все следы клетки исчезают. В первым видимым признаком апоптоза является конденсация ядра и фрагментация ДНК. Вскоре клетка сморщивается и поглощается макрофагами. Ячейка направлено на самоубийство, когда существенный фактор устранен из внеклеточной среде или при активации внутреннего сигнала.