Tkanki budujące organizm człowieka
Organizm człowieka zbudowany jest z pierwiastków, które tworzą różnorodne związki chemiczne będące składnikami komórek. Ani związki chemiczne, ani komórki nie są bezładnie wymieszane, lecz pogrupowane w większe struktury. Dzięki temu, spełniając różne, czasem przeciwstawne funkcje, umożliwiają harmonijną pracę skomplikowanej maszynerii, jaką jest organizm.
podstawową jednostką strukturalną i funkcjonalną organizmu jest komórka;
komórkę zwierzęcą otacza błona komórkowa, a w jej cytoplazmie znajdują się m.in.: jądro komórkowe, mitochondria, siateczka śródplazmatyczna, aparat Golgiego;
zespół komórek o podobnej budowie, funkcji i pochodzeniu tworzy tkankę.
wyjaśniać, co to znaczy, że organizm człowieka ma budowę hierarchiczną;
prowadzić obserwacje mikroskopowe tkanek zwierzęcych i dokumentować je za pomocą rysunków;
wykazywać związek ich budowy z pełnioną funkcją (na przykładzie wybranych tkanek);
rozróżniać tkanki na podstawie obserwacji obrazów mikroskopowych i schematów;
wskazywać cechy krwi, tkanki kostnej i chrzęstnej świadczące o ich przynależności do tkanek łącznych.
1. Struktura organizmu
Organizm człowieka to struktura złożona i bardzo uporządkowana. Można w niej wyróżnić kolejne poziomy organizacji. Najniższe z nich to stopnie chemiczne: atomowy i cząsteczkowy. Atomy nie są przypadkowo porozrzucane po organizmie, lecz oddziałują wzajemnie na siebie, tworząc różnorodne związki chemiczne. Struktura i właściwości tych związków decyduje o budowie elementów komórek, w których skład wchodzą. Komórki należą do 3 szczebla organizacji. Zespoły komórek o podobnej budowie i funkcji łączą się w tkankitkanki, te zaś w narządynarządy. W każdym organie znajdują się różne tkanki, które współpracują ze sobą, umożliwiając pełnienie określonych funkcji. Także narządy są odpowiednio pogrupowane i współdziałają ze sobą. W ten sposób powstają nadrzędne w stosunku do nich zespoły zwane układami narządówukładami narządów, które wspólnie tworzą najwyższy poziom organizacji: organizm. Należy go traktować jako system, czyli zespół sprzężonych ze sobą elementów, zdolny do pełnienia funkcji nieosiągalnych dla pojedynczych składników.
Wskaż, w jakich układach narządów znajdują się mózg, serce, czaszka. Rozważ, czy mogą być zbudowane z takiej samej tkanki.
Wymień podstawowe funkcje tych narządów i zastanów się, jakie właściwości powinna mieć budująca je tkanka.
2. Tkanki nabłonkowe
Organizm człowieka zbudowany jest z ok. 2 bilionów komórek, wśród których wyróżnia się 4 grupy tkanek: nabłonkowe, mięśniowe, nerwowe i łączne. Każdy rodzaj tkanki tworzą zespoły komórek o podobnych cechach, różniące się jednak nieco funkcją, budową i położeniem.
Najmniej zróżnicowana tkanka naszego organizmu to tkanka nabłonkowa. Jej jednojądrowe komórki ściśle do siebie przylegają. Ze względu na kształt komórek tkankę nabłonkową możemy podzielić na: płaską (komórki płaskie jak płyty chodnikowe), sześcienną (komórki jak kostka brukowa), walcowatą (komórki cylindryczne, wydłużone). Tkanki nabłonkowe klasyfikuje się też na podstawie liczby warstw komórek (nabłonki jednowarstwowe i wielowarstwowe) oraz funkcji pełnionych w organizmie, np. gruczołowa, zmysłowa, rozrodcza.
Rodzaj nabłonka (wg różnych klasyfikacji) | Przykłady występowania | Budowa i właściwości | Funkcja tkanki |
wielowarstwowy płaski | naskórek, jama ustna | wielowarstwowa, o komórkach ściśle przylegających, których zewnętrzne warstwy mogą się złuszczać | ta elastyczna, stosunkowo gruba, zwarta powłoka ochrania wnętrze ciała (narządu) |
jednowarstwowy płaski | ściany naczyń krwionośnych, pęcherzyków płucnych | komórki spłaszczone, wielościenne, ściśle przylegające | tworzy cienką warstwę, która umożliwia dyfuzję gazów oddechowych i wody, przemieszczanie się substancji pokarmowych, metabolitów; w przypadku rogówki – przenikanie światła |
gruczołowy | gruczoły, przewód pokarmowy | zwykle walcowate komórki o dużej liczbie aparatów Golgiego | wytwarza enzymy trawienne, łzy, śluz, łój, pot |
rzęskowy | narządy rozrodcze, tchawica i oskrzela, jelito | komórki walcowate, na powierzchni zwróconej do wnętrza narządu mają rzęski | rzęski przesuwają komórki rozrodcze w żeńskich drogach płciowych, transportują zanieczyszczenia i śluz w drogach oddechowych, zwiększają powierzchnię chłonną jelita |
Komórki tkanki nabłonkowej mają zdolność do intensywnych podziałów, dzięki czemu łatwo się regenerują. Na przykład naskórek ulega odbudowie po 4 tygodniach, a nabłonek jelita cienkiego już po 6 dniach.
Wykonaj z plasteliny (modeliny) modele 2 wybranych tkanek nabłonkowych. Uwzględnij kształt i ułożenie komórek.
Wskazanie przystosowań budowy nabłonka skóry żaby do pełnienia właściwej sobie funkcji.
preparat trwały tkanki nabłonkowej,
sprzęt do mikroskopowania.
Obserwuj tkankę nabłonkową żaby przez mikroskop.
Rozpoznaj struktury komórek widoczne w mikroskopie, opisz kształt komórek, rozpoznaj i wskaż komórki produkujące śluz.
Przypomnij sobie i wymień funkcje skóry żaby.
Wskaż cechy budowy tkanki będące przystosowaniem do pełnionych funkcji.
Narysuj 2‑3 sąsiadujące komórki i opisz je. Pamiętaj, że rysunek powinien być wykonany ołówkiem na podstawie obserwowanego w mikroskopie obrazu oraz odzwierciedlać kształt i proporcje komórek.
Nabłonek skóry żaby jest jednowarstwowy, co ułatwia wymianę gazową (oddychanie skórne); produkuje śluz, który zwilża powierzchnię skóry, ułatwiając dyfuzję gazów; jego komórki są zwarte i chronią przed wnikaniem drobnoustrojów.
3. Tkanki mięśniowe
Ze względu na budowę i umiejscowienie w organizmie wyróżniamy 3 rodzaje tkanki mięśniowej: poprzecznie prążkowaną szkieletową, poprzecznie prążkowaną serca oraz gładką. Tkanka mięśniowa jest zdolna do wykonywania skurczów. Jedynie praca mięśni szkieletowych jest zależna od naszej woli, dzięki czemu można wykonywać celowe i świadome ruchy, a same mięśnie trenować, dbając o ich sprawność. Pozostałe mięśnie pracują stale, poza naszą kontrolą, w tempie odpowiednim do poziomu metabolizmu. Mięśnie gładkie odpowiadają m.in. za skurcze ścian przewodu pokarmowego podczas przesuwania treści pokarmowej oraz skurcze ścian naczyń krwionośnych powodujące zmiany ciśnienia krwi. Mięśnie budujące serce kurczą się rytmicznie, pompując krew do tętnic.
Komórki tkanki mięśniowej są wydłużone. Ich skurcze są możliwe dzięki włókienkom kurczliwym, zbudowanym z białek aktynyaktyny i miozynymiozyny. Współpracujące ze sobą włókna aktynowe i miozynowe przesuwają się w stosunku do siebie, co powoduje skracanie komórek, a w efekcie skurcz mięśni.
Cechy | Tkanka mięśniowa gładka | Tkanka mięśniowa poprzecznie prążkowana szkieletowa | Tkanka mięśniowa poprzecznie prążkowana serca |
Położenie | ściany przewodu pokarmowego, naczyń krwionośnych, narządów płciowych, przewodów wydalniczych | mięśnie układu ruchu, mięśnie mimiczne twarzy, język, przepona | ściana serca |
Kształt komórek | wrzecionowate, ostro zakończone | cylindryczne, wydłużone | cylindryczne, wydłużone, rozgałęzione |
Liczba jąder w komórce | 1 | wiele | 1 |
Położenie jąder | centralnie | obwodowo | centralnie |
Regulacja skurczu | niezależna od woli | zależna od woli | niezależna od woli |
Szybkość skurczu | mała | bardzo duża | średnia |
Funkcja | ruchy ścian narządów wewnętrznych, z wyjątkiem serca | utrzymanie postawy ciała, ruch organizmu | praca serca |
W młodym organizmie uszkodzona tkanka mięśniowa ulega odbudowie dzięki działalności komórek macierzystych tkanki mięśniowej, zwanych komórkami satelitarnymi. U ludzi starszych mięśnie tracą zdolność do regeneracji.
W porównaniu z innymi rodzajami tkanek mięśniowych tkanka poprzecznie prążkowana serca ma najwięcej mitochondriów. Jest też silnie ukrwiona. Biorąc pod uwagę podane cechy budowy, wyjaśnij, na czym polega przystosowanie tej tkanki do rytmicznego wykonywania skurczów – od 6 tygodnia życia zarodkowego do końca życia.
4. Tkanka nerwowa
Tkanka nerwowa odpowiada za odbiór, przetwarzanie i przekazywanie informacji. Zbudowana jest z komórek nerwowych, czyli neuronów, mających specyficzny kształt i tworzących gęste sieci lub długie włókna. Neuron posiada często ciało gwiaździstego kształtu, w którym znajdują się organelle komórkowe, oraz 2 rodzaje wypustek nerwowych– dendryty i neuryt. Dendryty to krótkie, rozgałęzione struktury, które przyjmują impulsy nerwowe i przewodzą je do ciała neuronu. Neuryt (akson) to pojedyncza długa, najczęściej nierozgałęziona wypustka przekazująca impulsy nerwowe od ciała komórki do innych komórek nerwowych lub tzw. efektorów. Efektory to komórki lub narządy realizujące odpowiedź na odebrany bodziec, np. mięśnie szkieletowe (bodziec – gorące żelazko, efektor – mięsień cofający oparzony nim palec).
Pomiędzy neuronami występują komórki glejowe. Stanowią one 90% komórek mózgu. Tworzą osłonę neuronów i dostarczają im składników odżywczych. Ostatnie badania pokazały, że poza tymi funkcjami, przynajmniej część komórek glejowych zdolna jest do modyfikowania pracy neuronów. Zaobserwowano też pozytywny związek pomiędzy liczbą komórek glejowych (zwanych astrocytami), a plastycznością zachowań ssaków, a w przypadku człowieka – z wyobraźnią i kreatywnością.
Komórki nerwowe budują mózg i nerwy, występują w narządach zmysłów i skórze, a ich wypustki docierają niemal do wszystkich komórek ciała.
Tkanka nerwowa ma ograniczone zdolności do regeneracji. Naukowcy odkryli, że rozwój komórek nerwowych i ich odbudowę wspomagają kwasy tłuszczowe omega‑3. Ich najlepszym źródłem są tłuste ryby morskie, dlatego dietetycy zalecają ich spożywanie.
Komórki nerwowe odbierają informacje z otoczenia. Zaobserwuj, jakiego rodzaju informacje są rejestrowane przez komórki rozmieszczone w skórze policzka.
5. Tkanki łączne
Tkanki łączne to grupa tkanek o największym zróżnicowaniu. W zależności od budowy wypełniają one wolne przestrzenie między innymi tkankami i narządami, tworzą zrąb narządów wewnętrznych i rusztowanie ciała, uczestniczą w procesach termoregulacji, pełnią funkcję zapasową, transportują tlen i substancje odżywcze. Zależnie od pełnionych funkcji komórki tkanki łącznej mają różne kształty i budowę. Charakteryzuje je zdolność do wytwarzania dużych ilości substancji międzykomórkowej, w której są luźno rozmieszczone. Substancja międzykomórkowa może być twarda (zmineralizowana), galaretowata lub płynna. Składa się z bezpostaciowej istoty podstawowej oraz włókien białkowych. Ze względu na budowę i funkcję, jaką tkanki łączne pełnią w organizmie, wyróżniamy m.in. tkankę tłuszczową, oporową (kostną i chrzęstną) oraz tkanki płynne – krew i limfę.
Tkanka tłuszczowa jest zbudowana z kulistych komórek, wypełnionych tłuszczem, który spycha na brzeg komórki cytoplazmę i jądro komórkowe. Oprócz tego, że jest magazynem związków energetycznych w postaci tłuszczu, tkanka ta chroni ciało i narządy wewnętrzne przed urazami oraz stanowi izolację termiczną.
Tkanka kostna wchodzi w skład kości, które tworzą rusztowanie ciała, podporę dla mięśni i ochraniają narządy wewnętrzne. Zbudowana jest z twardej, zmineralizowanej substancji międzykomórkowej, w której odkładają się głównie związki nieorganiczne, jak sole wapnia, fosforu, magnezu. Wraz z włóknami białkowymi formują one blaszki kostne, które mogą układać się wokół naczynia krwionośnego i nerwów biegnących w kanałach we wnętrzu kości. Pomiędzy blaszkami znajdują się komórki kostne.
Tkanka chrzęstna zbudowana jest z galaretowatej, elastycznej substancji międzykomórkowej. Są w niej rozproszone zagłębienia – jamki chrzęstne, w których znajdują się 1, 2 lub 3 komórki chrzęstne. W substancji międzykomórkowej występują również włókna białkowe, dzięki którym chrząstki są sprężyste (np. chrząstka małżowiny usznej) i wytrzymałe na rozciąganie (chrząstki więzadeł i ścięgien). Tkanka chrzestna często towarzyszy kościom, formując powierzchnie stawowe, co ułatwia ruch kości w stawach. Stanowi duży procent szkieletu osobników młodych, a także rusztowanie narządów, które muszą zachować sprężystość i elastyczność, jak drogi oddechowe, nos, nasady żeber.
Wyjaśnij, dlaczego szkielet noworodka (zarówno kości długie, jak i na przykład czaszka) zbudowany jest głównie z tkanki chrzęstnej, a nie kostnej.
Tkanki łączne będące w ruchu to krew i limfa. Substancja międzykomórkowa jest tu płynna i składa się głównie z wody oraz zawartych w niej związków organicznych i nieorganicznych. W przypadku krwi nosi nazwę osocza. Znajdują się w nim takie komórki, jak erytrocyty – krwinki czerwone transportujące tlen z płuc do komórek oraz leukocyty – krwinki białe zwalczające ciała obce (m.in. bakterie i wirusy). Oprócz nich w osoczu znajdują się fragmenty komórek, zwane trombocytami albo płytkami krwi, uczestniczące w procesach krzepnięcia krwi.
Kiedyś uważano, że komórki tłuszczowe tworzą się tylko w dzieciństwie. Badania pokazują jednak, że na skutek zbyt obfitej diety lub zaburzeń metabolicznych, może się zwiększać nie tylko ich rozmiar, ale również liczba. Na szczęście możliwy jest też proces odwrotny.
Analizując budowę, funkcje i lokalizacje tkanek łącznych, znajdź jak najwięcej uzasadnień dla nadanych im nazw.
Podsumowanie
Organizm człowieka ma budowę hierarchiczną, którą można zilustrować zapisem: komórka – tkanka – narząd – układ narządów – organizm.
Poszczególne struktury organizmu współpracują ze sobą, realizując funkcje życiowe.
W organizmie człowieka występują 4 rodzaje tkanek: nabłonkowa, mięśniowa, nerwowa, łączna.
Budowa tkanki wykazuje przystosowania do pełnionej funkcji.
Tkanka nabłonkowa pełni wiele funkcji: ochronną, wydzielniczą, zmysłową, rozrodczą.
Tkanka mięśniowa może się kurczyć, dlatego odpowiada za funkcję ruchu.
Tkanki kostne i chrzęstne stanowią rusztowanie ciała.
Tkanka nerwowa odbiera i przewodzi bodźce nerwowe.
Tkanka łączna wypełnia przestrzenie pomiędzy innymi tkankami, ma bardzo zróżnicowaną budowę i funkcję.
Czasem układ kostny oraz mięśniowy opisuje się wspólnie i nazywa układem ruchu. Znajdź argument przemawiający za omawianiem ich wspólnie (jako jednego układu) oraz argument przeciwny.
Wymień cechy krwi świadczące o jej przynależności do tkanek łącznych.
Słowniczek
białko występujące w cytoplazmie komórek; umożliwia ruch i zmianę kształtu komórki; w mięśniach wspólnie z miozyną odpowiada za ich skurcz
białko występujące w cytoplazmie komórek eukariotycznych; w mięśniach wspólnie z aktyną odpowiada za ich skurcz
część organizmu zbudowana z tkanek, przystosowana do pełnienia określonej funkcji
zespół komórek o podobnej budowie, funkcji i pochodzeniu
zespół narządów współpracujących ze sobą w wykonywaniu określonych funkcji w organizmie
Zadania
Przyporządkuj poziomom organizacji człowieka właściwe im elementy.
erytrocyt, szkielet, oko, neuron, nabłonek, krew, mięsień, skóra
| komórka | |
|---|---|
| tkanka | |
| narząd | |
| układ narządów |
Przeanalizuj budowę tkanki przedstawionej na ilustracji. Zaznacz odpowiedź zawierającą jej nazwę i poprawny opis.
- Nabłonek – komórki tworzą warstwy.
- Tkanka tłuszczowa – komórki są kuliste, a cytoplazma ułożona peryferycznie.
- Tkanka chrzęstna – komórki występują w grupach.
- Tkanka kostna – komórki są wypełnione substancjami nadającymi im twardość.
Przeanalizuj budowę tkanki przedstawionej na ilustracji. Zaznacz odpowiedź zawierającą jej nazwę i poprawny opis.
- Nabłonek – komórki tworzą warstwy.
- Tkanka tłuszczowa – komórki są kuliste, a cytoplazma ułożona peryferycznie.
- Tkanka chrzęstna – komórki występują w grupach.
- Tkanka kostna – komórki są wypełnione substancjami nadającymi im twardość.
Wskaż cechy charakteryzujące tkankę łączną kostną.
- płynna substancja międzykomórkowa
- substancja międzykomórkowa wysycona solami wapnia i fosforu
- jest twarda, zmineralizowana, a przez to martwa
- komórki mogą występować w grupach
- blaszki kostne układają się wokół naczynia krwionośnego
- jądro komórkowe wraz z cytoplazmą zepchnięte jest na brzeg komórki
Uzupełnij luki, wybierając sformułowania z listy.
jamkach kostnych, tkanki łącznej płynnej, mięśniom poprzecznie prążkowanym, tkanki nerwowej, nabłonek wielowarstwowy, komórkach kostnych, substancji międzykomórkowej kości, nabłonek gruczołowy, mięśniom gładkim, nabłonek jednowarstwowy płaski
Mleko i jego przetwory dostarczają wapnia, który odkłada się w ......................................................................... Dyfuzję gazów oddechowych z pęcherzyków płucnych do krwi umożliwia ......................................................................... Przesuwanie treści pokarmowej w jelicie zachodzi dzięki ......................................................................... Za pośrednictwem ........................................................................ składniki odżywcze docierają do komórek ciała.
Zaznacz prawidłowe dokończenie zdania.
Tkanki nabłonkowe charakteryzuje
- obfita ilość substancji międzykomórkowej.
- obecność włókienek kurczliwych.
- zwarty układ komórek.
- ograniczona zdolność do regeneracji.
Oceń prawdziwość zdań i zaznacz odpowiedź Prawda lub Fałsz.
| Prawda | Fałsz | |
| Komórki nabłonków wyścielających ściany tętnic i żył mają wspólne pochodzenie i podobną budowę. | □ | □ |
| Małżowina uszna jest sprężysta dzięki budującej ją tkance mięśniowej poprzecznie prążkowanej. | □ | □ |
| Nabłonek należy do tkanek łącznych, ponieważ pokrywa organizm od zewnątrz i od środka oraz łączy go w całość. | □ | □ |
| Substancja międzykomórkowa wysycona krwią otacza komórki mięśniowe i nadaje im czerwoną barwę. | □ | □ |