Ткани животных | Дистанционные уроки
20-Фев-2013 | Нет комментариев | Лолита Окольнова
Клетки, которые имеют общее происхождение, строение и выполняют одинаковые функции, объединяются в ткани.
Ткани животных схожи по функциям с тканями растений, но существенно отличаются по строению.
Строение, происхождение и функции каждой ткани животных мы рассмотрим отдельно в курсе анатомии.
Здесь будут описаны отличительные, характерные черты каждого вида ткани.
1. Эпителиальная ткань
У животных эпителиальная (покровная) ткань защищает организм как снаружи, так и каждый орган внутри организма.
Если рассматривать каждый орган тела (почки, печень, легкие и т.д.), то каждый из них «упакован» — покрыт тонкой пленочкой. Слизистые поверхности внутренней среды организма и железы внутренней секреции образованы эпителиальной тканью.
- Главная функция эпителия — защита.
- Особенность клеток — очень мало межклеточного пространства.
- Клетки эпителиальной ткани быстро и часто делятся, очень высокая способность регенерировать.
2. Мышечная ткань
Главная функция — движение в ответ на раздражение от нервной ткани. Это может быть движение — перемещение в пространстве организма животного, могут быть движения (сокращения) органов внутри организма.
- Клетки вытянутые, способны менять форму.
- Имеют специальные органеллы — миофибриллы — именно они дают способность сокращаться.
Возбудимость, сократимость, проводимость — основные свойства мышечной ткани.
3. Нервная ткань
Эта ткань животных обеспечивает взаимодействие организма животных с внешней средой и внутреннюю регуляцию всех процессов.
- Уникальные клетки — нейроны.
- Основные свойства — возбудимость и проводимость.
4. Соединительная ткань
Эта ткань животных не образует специализированные органы, но без нее нет внутренней среды организма — она связывает органы между собой..
Основные функции — питание органов, защита и опорная функция.
К соединительная тканям относятся:
Почему такие разные виды ткани относят к соединительному типу?
Есть общие признаки:
1) много межклеточного вещества;
2) содержит много как органических, так и минеральных (неорганических) веществ.
Еще на эту тему:
Обсуждение: «Ткани животных»
(Правила комментирования)Онлайн урок: Ткани животных по предмету Биология 7 класс
Выделяют четыре вида тканей животных:
• эпителиальная (покровная)
• мышечная
• соединительная
• нервная
Каждый тип ткани имеет множество разновидностей. Например, эпителий, выстилающий кишечник, и кожный эпителий выполняют разные функции.
Каемчатый эпителий кишечника позвоночных животных:
Но не у каждого животного встречаются все типы тканей.
Кратко рассмотрим эволюционное развитие типов тканей животных.
Эпителиальная ткань
Эпителиальная ткань беспозвоночных животных не достигла значительного развития. У них наиболее развит мерцательный эпителий (с ресничками), который служит примитивным органом передвижения у круглых, кольчатых, плоских червей.
У более сложно устроенных организмов мерцательный эпителий начинает преобразовываться в плоский.
У членистоногих животных поверхностный слой эпителия содержит вещество хитин, который входит в состав панциря у ракообразных, раковины у моллюсков, также эпителий формирует железы (паутинные, слюнные, ядовитые).
У хордовых животных эволюция эпителия шла в направлении замены однослойного на многослойный.
Эпителий рыб и земноводных образует слизистые железы.
В связи с выходом животных на сушу, эпителий со слизистыми железами заменяется сухим, имеющим роговой слой.
Для лучшей адаптации и освоения суши из эпителия начинают образовываться множество производных: рога, копыта, клюв, волосы и др.
Соединительная ткань включает кровь, кости, хрящи.
Соединительная ткань развивается у кольчатых червей и формирует кровеносную систему.
Хрящевая ткань впервые встречается у хрящевых рыб, а костная ткань — у костных рыб.
Мышечная ткань
Уже у кишечнополостных можно выделить эпителиально-мышечные клетки, способные к сокращению, но тканью еще их назвать нельзя.
Например, у медуз эпителиально- мышечные клетки имеют поперечнополосатую исчерченность, но отдельных мышечных клеток у них нет.
Отдельные мышечные клетки появляются у плоских червей, хотя они еще сохраняют тесную связь с кожей.
У червей и у низших моллюсков большая часть мускулатуры гладкая, только сердечная мышца и некоторая мускулатура тела имеют поперечную исчерченность.
Поперечнополосатые мышечные волокна впервые появляются у головоногих моллюсков.
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
ЗакрытьГладкая мышечная ткань наиболее древняя по происхождению.
У двустворчатых и брюхоногих моллюсков- улиток, имеется только гладкая мускулатура, которая сокращается очень медленно, но зато «устают» эти мышцы не так быстро.
Например, мышца, сжимающая створки раковины моллюска, может оставаться в состоянии сокращения много дней подряд.
Так выглядит раковина моллюска тридакны:
Нервная ткань
Появление нервных клеток означало качественно новый этап эволюции, позволивший высшим животным и человеку лучше адаптироваться к условиям среды, что увеличивало их выживаемость.
Нервная ткань стала образовываться путем видоизменения эпителиальных клеток.
Начало нервной ткани простейшего типа отмечается у кишечнополостных.
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
ЗакрытьВ процессе эволюции нервная ткань формировала нервную систему у многоклеточных животных.
Наиболее примитивная нервная система у кишечнополостных, где нервные клетки разбросаны по всему телу животного и соединены между собой, а также с мышечными и эпителиальными клетками одновременно.
У кольчатых червей и членистоногих нервные клетки объединяются в нервные узлы, которые связаны между собой нервными волокнами.
Нервные клетки стремились к централизации. Таким образом постепенно произошло образование спинного и головного мозга у позвоночных животных
У высших позвоночных встречаются все четыре типа ткани: эпителиальная, соединительная, мышечная и нервная.
От урока к уроку мы будем переходить к рассмотрению каждого типа тканей.
Тест по теме Ткани животных (биология)
Сложность: знаток.Последний раз тест пройден 9 часов назад.
Вопрос 1 из 10
Транспортную функцию выполняет:
- Правильный ответ
- Неправильный ответ
- Вы и еще 60% ответили правильно
- 60% ответили правильно на этот вопрос
В вопросе ошибка?
Следующий вопросПодсказка 50/50ОтветитьВопрос 2 из 10
Быстрее других регенерирует:
- Правильный ответ
- Неправильный ответ
- Вы и еще 70% ответили правильно
- 70% ответили правильно на этот вопрос
В вопросе ошибка?
Подсказка 50/50ОтветитьВопрос 3 из 10
Сосуды и внутренние органы образованы:
- Правильный ответ
- Неправильный ответ
- Вы и еще 57% ответили правильно
- 57% ответили правильно на этот вопрос
В вопросе ошибка?
Подсказка 50/50ОтветитьВопрос 4 из 10
От тела на рабочий орган возбуждение передается по:
- Правильный ответ
- Неправильный ответ
- Вы ответили лучше 65% участников
- 35% ответили правильно на этот вопрос
В вопросе ошибка?
Подсказка 50/50ОтветитьВопрос 5 из 10
Основная единица костной ткани:
- Правильный ответ
- Неправильный ответ
- Вы и еще 57% ответили правильно
- 57% ответили правильно на этот вопрос
В вопросе ошибка?
Подсказка 50/50ОтветитьВопрос 6 из 10
Межклеточная жидкость крови:
- Правильный ответ
- Неправильный ответ
- Вы ответили лучше 54% участников
- 46% ответили правильно на этот вопрос
В вопросе ошибка?
Подсказка 50/50ОтветитьВопрос 7 из 10
Дыхательные пути выстланы изнутри:
- Правильный ответ
- Неправильный ответ
- Вы и еще 60% ответили правильно
- 60% ответили правильно на этот вопрос
В вопросе ошибка?
Подсказка 50/50ОтветитьВопрос 8 из 10
Ткань, для которой характерны проводимость и возбудимость, на рисунке обозначена под цифрой:
- Правильный ответ
- Неправильный ответ
- Вы и еще 79% ответили правильно
- 79% ответили правильно на этот вопрос
В вопросе ошибка?
Подсказка 50/50ОтветитьВопрос 9 из 10
Ткань внутренних органов:
- Правильный ответ
- Неправильный ответ
- Вы и еще 57% ответили правильно
- 57% ответили правильно на этот вопрос
В вопросе ошибка?
Подсказка 50/50ОтветитьВопрос 10 из 10
Не является соединительной:
- Неправильный ответ
- Вы и еще 57% ответили правильно
- 57% ответили правильно на этот вопрос
В вопросе ошибка?
Подсказка 50/50Ответить
Доска почёта
Чтобы попасть сюда — пройдите тест.
-
Малик Юнусов
10/10
Дональд Трамп
6/10
Светлана Осадчева
10/10
Денис Христофоров
8/10
Рейтинг теста
Средняя оценка: 3.4. Всего получено оценок: 1069.
А какую оценку получите вы? Чтобы узнать — пройдите тест.
ТКАНИ ЖИВОТНЫХ — это… Что такое ТКАНИ ЖИВОТНЫХ?
- ТКАНИ ЖИВОТНЫХ
- , система клеток в организме ж-ных, имеющих общее происхождение и характеризующихся общими морфофизиол. свойствами. В зависимости от осн. функций, особенностей строения и развития различают Т. ж.: эпителиальную, соединительную, мышечную и нервную. В состав органов входят разл. Т. ж. Эпителиальная Т. ж. (эпителий) характеризуется клеточным строением; выполняет защитную, всасыват., секреторную, экскреторную функции; выстилает наруж. поверхность тела, полость пищеварит., дыхат. и половых органов, мочевыводящих путей, образует железы. Соединительная Т. ж. характеризуется как наличием клеток, так и межклеточных структур. Их осн. функции — трофич., защитная и опорная. К этой Т. ж. относят кровь, лимфу, собственно соединит. Т. ж., ретикулярную, жировую, хрящевую и костную. Мышечная Т. ж. подразделяется на гладкую и поперечнополосатую (последняя — на скелетную и сердечную). Гладкая мышечная Т. ж. формирует мышечные оболочки внутр. органов, протоков желез и стенки кровеносных сосудов, поперечнополосатая представлена скелетной мускулатурой. Сокращение этой Т. ж. вызывает движение всего организма или отд. органов. Нервная Т. ж. состоит из клеток (нейронов), выполняющих функцию восприятия и проведения возбуждений, и нейроглии, выполняющей трофич., механич. и защитную функции. Согласованная деятельность разл. Т. ж. и органов обусловливается нервной и эндокринной системами.
Сельско-хозяйственный энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор: В. К. Месяц. 1989.
- ТИХОРЕЦКИЕ ЧЁРНЫЕ ИНДЕЙКИ
- ТКАНИ РАСТЕНИЙ
Смотреть что такое «ТКАНИ ЖИВОТНЫХ» в других словарях:
ткани животных — ткани животных, система клеток в организме животных, имеющих общее происхождение и характеризующихся общими морфофизиологическими свойствами. В зависимости от основных функций, особенностей строения и развития различают Т. ж.: эпителиальную,… … Сельское хозяйство. Большой энциклопедический словарь
ТКАНИ — в биологии системы клеток, сходных по происхождению, строению и функциям. В состав тканей входят также тканевая жидкость и продукты жизнедеятельности клеток. Ткани животных эпителиальная, все виды соединительной, мышечная и нервная; ткани… … Большой Энциклопедический словарь
ткани — (биол.), системы клеток, сходных по происхождению, строению и функциям. В состав тканей входят также тканевая жидкость и продукты жизнедеятельности клеток. Ткани животных эпителиальная, все виды соединительной, мышечная и нервная; ткани… … Энциклопедический словарь
Ткани — ткацкие изделия (выполненные на ручном или механических станках), отличающиеся художественностью орнамен тации, красотой расцветки, высоким мастерством выработки, являющиеся произведениями декоративно прикладного искусства. Орнаментация… … Художественная энциклопедия
ТКАНИ — (биологическое), системы клеток, сходных по происхождению, строению и функциям. В состав ткани входят также межклеточные структуры и продукты жизнедеятельности клеток. Ткани человека и животных эпителиальная, все виды соединительной, мышечная и… … Современная энциклопедия
Ткани — (биологическое), системы клеток, сходных по происхождению, строению и функциям. В состав ткани входят также межклеточные структуры и продукты жизнедеятельности клеток. Ткани человека и животных эпителиальная, все виды соединительной, мышечная и… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
ТКАНИ — ТКАНИ. Клетки, сходные функционально, ди ференцированные в одинаковом направлении и связанные друг с другом (и с промежуточным веществом, если оно есть) определенным образом, складываются в системы, получившие в гистологии название Т. Входя в… … Большая медицинская энциклопедия
Ткани животные — I. Эпителиальная Т. Плоский и призматический эпителий. Питание эпителиальной Т. Развитие эпителия. Железистый эпителий. II. Соединительная Т. 1) собственно соединительная Т.: а) эмбриональная, b) ретикулярная, с) волокнистая, d) эластическая, е)… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Ткани животные* — I. Эпителиальная Т. Плоский и призматический эпителий. Питание эпителиальной Т. Развитие эпителия. Железистый эпителий. II. Соединительная Т. 1) собственно соединительная Т.: а) эмбриональная, b) ретикулярная, с) волокнистая, d) эластическая, е)… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Ткани художественные — ткацкие изделия (ручные или машинные), отличающиеся художественностью орнаментации, красотой расцветки, высоким искусством выработки, являющиеся произведениями декоративно прикладного искусства (См. Декоративно прикладное искусство).… … Большая советская энциклопедия
Книги
- Провизорные органы и жизнеспособность новорожденных животных. Монография, Криштофорова Бесса Владиславовна, Саенко Наталья Васильевна. В монографии определены общебиологические закономерности передачи генофонда во времени и пространстве. Максимально использованы собственные научные изыскания, проведенные авторами, а также… Подробнее Купить за 2982 руб
- Провизорные органы и жизнеспособность новорожденных животных. Монография, Криштофорова Бесса Владиславовна, Саенко Наталья Васильевна. В монографии определены общебиологические закономерности передачи генофонда во времени и пространстве. Максимально использованы собственные научные изыскания, проведенные авторами, а также… Подробнее Купить за 1987 грн (только Украина)
- Провизорные органы и жизнеспособность новорожденных животных. Монография, Криштофорова Б.В.. В монографии определены общебиологические закономерности передачи генофонда во времени и пространстве. Максимально использованы собственные научные изыскания, проведенные авторами, а также… Подробнее Купить за 1536 руб
Соединительные ткани животных | Биология
Основную массу тела животных образуют соединительные ткани. Из них состоят хрящи, кости, сухожилия, связки.
Особенности соединительных тканей
Строение соединительных тканей у разных животных и в разных частях одного организма различно. При этом общая особенность их строения в том, что клетки словно разбросаны в массе межклеточного вещества. Выделяют несколько типов соединительных тканей, выполняющих разные функции.
Волокнистая соединительная ткань
Волокнистая соединительная ткань встречается в организме животных повсюду. Она связывает кожу с мышцами, удерживая ее в нужном положении, и соединяет между собой органы. Клетки данного типа ткани окружены густой сетью волокон, которые образуют межклеточное вещество.
Костная ткань
Костная ткань формирует кости скелета — внутренней опоры позвоночных животных. Костная ткань состоит из минеральных веществ, придающих ей прочность, и органических, обеспечивающих эластичность. Такое сочетание помогает костной ткани выполнять опорную функцию.
Клетки костной ткани остаются живыми и выделяют межклеточное вещество в течение всей жизни животного. Между собой клетки связаны многочисленными отростками, лежащими в межкостном веществе.
Костная ткань формирует кости. Рост и питание костей, сформированных костной тканью, обеспечивает покрывающая их надкостница.
Хрящевая ткань
Хрящевая ткань покрывает головки костей и находится в местах их соединений, что придает скелету гибкость.
Клетки хрящевой ткани поодиночке или группами погружены в упругое межклеточное вещество. Скелеты акул и скатов не имеют костной ткани, они целиком построены из хрящей. У человека хрящ можно прощупать в ушной раковине и в кончике носа.
Кровь
Особой соединительной тканью является кровь. В ней содержится жидкое межклеточное вещество — плазма. В плазме находятся клетки крови: эритроциты (красные кровяные тельца), лейкоциты (белые кровяные тельца) и тромбоциты (округлые, овальные клетки или пластинки).
При движении крови по самым мелким сосудам — капиллярам питательные вещества в растворенном состоянии проникают в межклеточное пространство. В результате образуется тканевая жидкость. Из нее возникает лимфа (гр. limpha — влага, чистая вода), которая собирается в лимфатические сосуды и из них снова попадает в кровь.
Кровь, лимфа и тканевая жидкость создают внутреннюю среду организма.
Жировая ткань
Жировая ткань также относится к соединительным тканям. Она состоит из большого количества жировых клеток. В основном эта ткань располагается в подкожном жировом слое. В ней откладываются в запас жиры, которые могут использоваться организмом в случае недостаточного питания. Кроме того, жировая ткань помогает животным сохранять тепло и защищает от внешних ударов.
Ткани животных: эпителиальная и соединительная | План-конспект урока по биологии (6 класс) по теме:
«Ткани животных: эпителиальная и соединительная»
Цель: изучить особенности строения тканей животного организма
Задачи:
Образовательные:
— сформировать представление о строении тканей животного организма: эпителиальной и соединительной;
— сформировать умение доказывать соответствие строения животных тканей выполняемым функциям;
Развивающие:
-развивать умение сравнивать, анализировать, обобщать, работать с микроскопом и микропрепаратами;
— развитие самоконтроля;
— развивать осознанное отношение к результату своего учебного труда;
Воспитательные:
— воспитывать чувство сотрудничества и взаимопомощи по отношению друг к другу.
Тип урока: комбинированный, лабораторная работа
Методы обучения: частично-поисковый, объяснительно-иллюстративный
Оборудование: учебник, микроскоп, микропрепараты «Эпителиальная ткань», «Костная ткань», «Хрящ», «Кровь», «Жировая ткань», рабочая тетрадь к учебнику, компьютер, мультимедийный проектор, мультимедийная презентация «Ткани животных».
ХОД УРОКА.
- Организационный момент.
- Актуализация знаний и умений.
На прошедшем уроке, мы, рассмотрели основные типы тканей растительного организма.
Фронтальный опрос.
- Дайте определение понятию «ткань»?
- Какие ткани относят к тканям растительного организма?
- Какие функции они выполняют в организме?
Тестовая работа по теме «Ткани растений».
1 вариант.
1. Образовательная ткань обеспечивает:
А) форму растения
Б) рост растения
В) передвижение веществ
Г) придает прочность и упругость
2. Мякоть листа образована:
А) покровной тканью
Б) механической тканью
В) основной тканью
Г) проводящей тканью
3. Функция покровной ткани:
А) защита растения от повреждений и неблагоприятных воздействий
Б) придает опору растениям
В) накапливает питательные вещества
Г) придает прочность и упругость
4. Проводящие ткани находятся в
А) только в листьях
Б) в зародыше растения, кончике корня
В) в листьях, стебле и корне
Г) скорлупе грецкого ореха
5. Механическая ткань состоит из:
А) живых клеток
Б) утолщенных и одревесневших клеток
В) мертвых клеток
Г) живых и мертвых клеток
2 вариант.
1. Образовательная ткань состоит из:
А) мертвых клеток
Б) мелких, постоянно делящихся клеток
В) живых и мертвых клеток
Г) утолщенных и одревесневших клеток
2. Прочность и упругость придает:
А) покровная ткань
Б) механическая ткань
В) образовательная ткань
Г) проводящая ткань
3. Функция проводящей ткани
А) защита
Б) запас питательных веществ
В) передвижение воды, минеральных и органических веществ.
Г) рост растения
4. Месторасположение основной ткани
А) кончик корня, зародыш растения
Б) мякоть листа и плодов, мягкие части цветка
В) кожица листа, пробковые слои стволов деревьев
Г) корень, стебель и лист
5. Какова функция кожицы листа
А) защита растения от повреждений и неблагоприятных воздействий
Б) придает опору растениям
В) накапливает питательные вещества
Г) придает прочность и упругость
- Изучение нового материала.
Продолжаем изучение темы «Ткани». Рассмотрим основные ткани животного организма. Тема урока: «Ткани животных: эпителиальная и соединительная»
Рассказ учителя.
Ткань — системы клеток, сходных по происхождению, строению и функциям. В состав ткани входят также межклеточные вещества и структуры — продукты клеточной жизнедеятельности. Выделяют 4 типа тканей животных – эпителиальная, соединительная, мышечная и нервная.
Эпителиальная ткань (эпителий) покрывает поверхность тела, выстилает стенки полых внутренних органов, образуя слизистую оболочку, железистую (рабочую) ткань желез внешней и внутренней секреции. Эпителий отделяет организм от внешней среды, выполняет покровную, защитную и выделительную функции. Эпителий представляет собой слой клеток, лежащих на базальной мембране, межклеточное вещество почти отсутствует.(слайд 2)
Соединительная ткань состоит из основного вещества — клеток и межклеточного вещества — коллагеновых, эластических и ретикулярных волокон. Различают собственно соединительную ткань (рыхлую и плотную волокнистую) и ее производные (хрящевую, костную, жировую, кровь и лимфу). Соединительная ткань и ее производные развиваются из мезенхимы. Она выполняет опорную, защитную и питательную (трофическую) функции. Обладая регенераторной (восстановительной) способностью, соединительная ткань принимает активное участие в заживлении ран, образуя соединительнотканный рубец.
Костная ткань — разновидность соединительной ткани, из которой построены кости — органы, составляющие костный скелет. Костная ткань состоит из взаимодействующих структур: клеток кости, межклеточного органического матрикса кости(органического скелета кости) и основного минерализованного межклеточного вещества. (слайд 3)
Хрящ — один из видов соединительной ткани, отличается плотным упругим межклеточным веществом, образующим вокруг клеток-хондроцитов и групп их особые оболочки, капсулы.(слайд 4)
Кровь — соединительная ткань, наполняющая сердечно-сосудистую систему позвоночных животных, в том числе человека, некоторых беспозвоночных. Состоит из плазмы (межтканевой жидкости), клеток: эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов. (слайд 5)
Жировая ткань — разновидность соединительной ткани животных организмов, образующаяся из мезенхимы и состоящая из жировых клеток —адипоцитов. Почти всю жировую клетку, специфическая функция которой — накопление и обмен жира, заполняет жировая капля, окруженная ободком цитоплазмы с оттеснённым на периферию клеточным ядром. У позвоночных жировая ткань располагается главным образом под кожей (подкожная клетчатка) и в сальнике, между органами, образуя мягкие упругие прокладки. (слайд 6)
- Лабораторная работа «Изучение микроскопического строения тканей»
Просмотр готовых микропрепаратов. Особенности каждого вида ткани. Сравнение изображения под микроскопом с рисунками 7-10 учебника, таблицей «Ткани животных», иллюстрациями в мультимедийной презентации.
Режим просмотра.
Привести микроскоп в рабочее состояние: осветить объект, настроить резкость. Наиболее удобный режим просмотра: окуляр 15, объектив 8.
По мере просмотра, формулируя выводы, заполняем таблицу.(слайд 8)
Название ткани | Место расположения | Особенности строения | Выполняемые функции |
Эпителиальная | наружная поверхность тела животных; полости внутренних органов; железы | Клетки очень плотно прилегают друг к другу. Межклеточное вещество почти отсутствует. | 1. Защита от: высыхания микробов, механических повреждений. 2. Образование желез |
Соединительная А) костная Б) хрящевая | Кости Хрящи | Плотное межклеточное вещество рыхлое межклеточное вещество | 1. Опорная 2. Опорная и защитная |
В) жировая | Жировые прослойки | 3. Защитная | |
Г) кровь | Кровеносные сосуды | жидкое межклеточное вещество. Общее: Клетки удалены друг от друга; межклеточного вещества много. | 4. Транспортная |
- Закрепление изученного материала.
Вопросы.
1.Все живые организмы образованы тканями?
2. Чем соединены клетки в тканях?
3. Как устроена эпителиальная ткань?
4. Какие функции выполняет эпителиальная ткань?
5. Какие функции выполняет соединительная ткань?
6. Какие ткани относятся к соединительной?
7. Что общего в соединительных тканях?
Работа с утверждениями учебника «Какие утверждения верны?»
- Итог урока. Рефлексия.
Какие открытия вы для себя сделали на сегодняшнем уроке? Как вы думаете, знания которые вы получили на уроке, пригодятся в будущем?
- Домашнее задание.
Урок биологии «Ткани животных»
Урок «Ткани животных».
Цель: Сформировать знания учащихся об особенностях строения тканей животных, их функциональных особенностях.
Задачи урока:
задачи, направленные на достижение личностных результатов обучения:
— развитие мотивов учебной деятельности и формирование личностного смысла учения;
— развитие умения работать в группах.
задачи, направленные на достижение метапредметных результатов обучения:
— формирование умения принимать и сохранять цель и учебные задачи;
— развитие умения работать с информацией;
— развитие операций мышления: сопоставления, анализа, обобщения, классификации;
— формировать умения оценивать свою деятельность;
— формирование умения грамотно строить речевые высказывания;
— формирование умения слушать и слышать собеседника, вести диалог, излагать свою точку зрения;
— формирование умения грамотно строить речевые высказывания в соответствии с задачами коммуникации и составлять тексты в устной и письменной формах
задачи, направленные на достижение предметных результатов обучения:
— объяснять сущность понятия «ткань»
— сформировать представление о видах тканей животных, характеризовать особенности их строения в связи с выполняемыми функциями
— применяя сравнение, анализ различных видов тканей развивать логическое мышление, интеллектуальные и творческие способности;
— совершенствовать навыки работы с учебником, взаимопомощь, аккуратность.
Оборудование: таблица «Ткани (эпителиальная, соединительная, мышечная, нервная)»
Методы: фронтальная беседа, частично − поисковый демонстрационный метод, метод самостоятельной работы с учебником.
Ход урока
Организационный момент
Повторение знаний о тканях растений
Вы видите на слайде объяснение термина, с которым мы познакомились несколько уроков назад. О чем идет речь? (СЛАЙД 1)
В настоящее время вы знаете, что из тканей состоят растения. У них имеется несколько видов тканей. Каких? (СЛАЙД 2)
Проверим, хорошо ли вы их запомнили. Ответы необходимо вносить в таблицу в рабочем листе.
Покровная ткань
Механическая ткань
Образовательная ткань
Проводящая ткань
Основная ткань
Под какой буквой изображена проводящая ткань растения? (М)
Под какой буквой изображена покровнаяткань растения? (О)
Под какой буквой изображена механическая ткань растения? (Л)
Под какой буквой описана функция образовательной ткани растения? (О)
Под какой буквой описана функция основной ткани растения? (Д)
Под какой буквой часть растения, состоящая из клеток запасающей ткани? (Е)
Под какой буквой часть растения, состоящая из клеток проводящей ткани? (Ц)
Изучение нового материала
Посмотрите на экран:(СЛАЙД 3)
Выберите лишнее слово и объясните свое решение.
1: покровная, механическая, нервная
2: проводящая, мышечная, фотосинтезирующая
3: эпителиальная, запасающая, образовательная
4: механическая, соединительная, проводящая
А оставшиеся – это тоже названия тканей. Как вы думаете, чьи они? (животных)
Итак, тема нашего урока: Ткани животных (СЛАЙД 4). Запишите в рабочий лист.
Чему необходимо научиться на сегодняшнем уроке? (ответы детей)
Как вы думаете, есть ли у животных какие-либо ткани, похожие на ткани растений? (покровные). У животных эта ткань называется эпителиальной.
Вспомним особенность строения покровной ткани.
«Живая скульптура».Я приглашаю выйти 5 человек. Вы должны расположиться так, как клетки эпителиальной ткани (плотно друг к другу). Ещё один ученик изображает чужеродный объект, пытающийся проникнуть через клетки эпителия. В каком случае ему это удастся?
Вывод: клетки микроорганизмов не проникнут через неповреждённые покровы. Эпителиальные ткани выполняют защитную функцию в организме животных.
А теперь посмотрите на экран и сравните это изображение с «живой скульптурой». Обратите внимание на компактность прилегания клеток в эпителиальных тканях и развитие межклеточного вещества.
— Какое количество межклеточного вещества находится между клетками? Ответ (незначительное)
— С чем это связано? (с защитным функциями)
— Где в организме встречается эта ткань? (покровы тела, на внутренней поверхности слизистых оболочек, выстилают внутреннюю поверхность кровеносных сосудов, дыхательных путей, мочеточников).
Откройте учебник на с.____ .
Самостоятельная работа. (заполнение таблицы)
Эпителиальная ткань
Разновидности ткани | Особенности строения | Функции | Расположение в организме |
Плоский Кубический Железистый | Клетки плотно прилегают друг к другу Имеет мало межклеточного вещества. | защита всасывание избирательный транспорт | кожа кишечник почки, сосуды |
Проверка
Посмотрите на экран.
? – какое общее действие совершают изображенные животные? (движение) (На экране разные виды движений животных)
— А за счет чего животные совершают движения? (за счет мышц)
Мышцы, с помощью которых передвигаются животные, прикрепляются к костям скелета. Поэтому их называют скелетные.
Но за счет мышц может двигаться не только целое животное, но и отдельные его органы. Какие? (сердце). Эта мышца называется сердечной.
Скелетные и сердечные мышцы похожи строением. Они образованы волокнами, имеющими поперечно-полосатую исчерченность.(слайд)
Но в организме животных есть еще одна группа мышц, которыми они управлять не могут. Ими образованы стенки внутренних органов – желудка, кишечника, кровеносных сосудов. Это гладкие мышцы. (слайд)
Клетки гладкой и поперечнополосатой тканей отличаются по строению. Клетки гладкой мышечной ткани одноядерные; они сокращаются очень медленно и могут долго оставаться в рабочем состоянии, именно они обеспечивают сужение и расширение кровеносных сосудов у человека. Поперечнополосатая состоит из многоядерных клеток, именно с их работой связаны быстрые движения членистоногих и позвоночных.
И сейчас ваша задача с помощью учебника (с.___) вставить в текст пропущенные слова и ответить на вопрос: каким свойством обладают мышцы, чтобы обеспечить движение тела или его частей? (сократимость)
Обозначь и вставь в текст пропущенные термины, записав обозначающие их буквыв таблицу.
Поперечно-полосатая мышечная ткань состоит из вытянутых клеток — __(1). Каждое волокно имеет __(2)__ ядер и поперечную исчерченность. Волокна соединяются в пучки, образуя скелетные мышцы. Животное может управлять их работой, поэтому скелетную мускулатуру называют __(3)__. Совокупность клеток, образующих ткань мышц внутренних органов и кровеносных сосудов, называют __(4)__ мышечной тканью. Гладкая мускулатура работает независимо от воли животного, поэтому её называют __(5)__. Для всех типов мышечных тканей характерные свойства — возбудимость и
1 | 2 | К | Р | 4 | 3 | И | 5 | 2 | 1 | 3 | Ь |
Перечень терминов:
Б – сосуды С – волокна О – много
В – мало Т – произвольная М – непроизвольная
А – гладкая Е – поперечнополосатая
ПРОВЕРКА
Вывод: гладкая мускулатура сокращается медленно и непроизвольно, а поперечно-полосатая – быстро и произвольно (сердечная автономно).
Следующая ткань, с которой мы познакомимся, очень разнообразна. Она может быть жидкой, твердой, рыхлой… но все это связано с общей их функцией – соединить все части тела. Поэтому называется она – соединительная.
1. Используя материал учебника на странице 64-65, запишите виды соединительных тканей в рабочий лист.
2. Практикум: рассмотрите клетки соединительной ткани, зарисуйте, отразив особенности строения и расположения, подпишите рисунок.
1 парта – костная ткань
2 парта – хрящевая ткань
3 парта – кровь
4 парта – жировая ткань
5 парта – волокнистая ткань
3. Ролевая игра «Живая скульптура». Распределите между собой роли клеток и межклеточного вещества и покажите, как должны расположиться клетки соединительной ткани: несколько учащихся должны расположиться так, как клетки соединительной ткани (на расстоянии друг от друга и много межклеточного вещества).
(Сфотографировать все группы. Фотографии вывести на экран и сделать вывод об особенностях расположения клеток соединительной ткани).
4. Приведите примеры органов, в которых наиболее явно представлены эти виды тканей.
Вывод: Что объединяет разновидности соединительной ткани, хоть их функции и строение различны?
Ответ (наличие большого количества межклеточного вещества).
А о функциях этих видов соединительной ткани мы подробнее узнаем на следующем уроке.
(СЛАЙД) Почему животное реагирует на свет, изменение температуры, на голос и на другие воздействия? Они могут спрятаться, убежать, напасть…. Что или кто дает им такие приказания?
Ответить на этот вопрос вам поможет головоломка «Слово в слове». Назовите спрятавшееся слово. ПРОМОЗГЛЫЙ
А образован этот орган очень необычными по форме клетками – нейронами. (слайд)
Самостоятельная работа в парах. Чтение текста на стр. 67. Выделение новых понятий.
1. Главная клетка нервной ткани — ____________.
Главные свойства нервной ткани — _________________ и _____________________.
Возбуждение, передающееся по нервным клеткам, — _______________________.
4. Назвать органы нервной системы.
Форма этой клетки очень необычна. Чем? (есть тело и отростки)
И сейчас из пластилина вы попытаетесь смоделировать эту клетку.
А теперь соединим эти клетки (сначала в парах, а потом все).
Получилось скопление нервных клеток, то есть нервная ткань.
А что же делает она в организме животного? Какую функцию она выполняет? (Головной мозг – воспринимает, узнает, осознает, запоминает, вспоминает, управляет мышцами конечностей и языка. Спинной мозг – управляет работой мышц и внутренних органов, обеспечивает связь всех органов с головным мозгом. Нервы – передают электрические сигналы от органов к мозгу и команды от мозга к органам.)
Вывод: Что нейроны передают друг другу? (нервные импульсы). С какой скоростью передаются эти импульсы? (Нервные импульсы распространяются с большой скоростью и являются электрохимической реакцией). Поэтому животные быстро реагируют на любые изменения в окружающей их среде
Закрепление
Итак, мы познакомились сегодня с тканями животных.
Какие виды тканей образуют тело животных?
Посмотрим, где же реально мы можем увидеть эти ткани в организме животного? Узнаете, если отгадаете, что лежит в черном ящике.
В воде купался, а сух остался. (перо, эпителиальная ткань)
Это детишкам уже не секрет: Кости все вместе зовутся… (Скелет, соединительная ткань)
День и ночь стучит оно,
Словно бы заведено.
Будет плохо, если вдруг
Прекратится этот стук. (сердце, мышечная ткань)Не беги с задачкой к маме —
Шевели ты сам… (мозгами, нервная ткань)
Домашнее задание.
Закончить сказку.
В тридевятом царстве, в тридесятом государстве не далеко не близко, не высоко не низко. Жило-было королевство. На картах оно имело название – Тело. Жил-был в том королевстве царь. Имя царя было необычное – Мозг. И были у царя верные подданные, которые служили ему верой и правдой. Среди всех органов, король больше всех доверял своим слугам – нервным импульсам. Маленькие быстрые неутомимые, они всегда всё знали и докладывали королю о происходящем в королевстве.
Жили все органы и части тела дружно, заботясь друг о друге.
Но однажды взбунтовались органы и решили сменить царя….(дома вы закончите эту сказку, и ваша задача доказать, что мозг по праву занимает свое место).
первичных тканей животных | Биология для майоров II
Обсудить тканевые структуры, обнаруженные у животных
Ткани многоклеточных сложных животных делятся на четыре основных типа: эпителиальные, соединительные, мышечные и нервные. Напомним, что ткани — это группы схожих клеток, группа схожих клеток, выполняющих связанные функции. Эти ткани объединяются, образуя органы, такие как кожа или почки, которые выполняют определенные, специализированные функции в организме. Органы организованы в системы органов для выполнения функций; примеры включают систему кровообращения, которая состоит из сердца и кровеносных сосудов, и пищеварительную систему, состоящую из нескольких органов, включая желудок, кишечник, печень и поджелудочную железу.Системы органов объединяются, чтобы создать единый организм.
Цели обучения
- Обсудите сложную структуру тканей, обнаруженную у животных
- Описать эпителиальные ткани
- Обсудите различные типы соединительной ткани у животных
- Опишите три типа мышечных тканей
- Описать нервную ткань
Сложная тканевая структура
Как многоклеточные организмы, животные отличаются от растений и грибов тем, что их клетки не имеют клеточных стенок, их клетки могут быть встроены во внеклеточный матрикс (например, кость, кожу или соединительную ткань), а их клетки имеют уникальные структуры для межклеточного взаимодействия. связь (например, щелевые соединения).Кроме того, животные обладают уникальными тканями, отсутствующими у грибов и растений, которые обеспечивают координацию (нервная ткань) подвижности (мышечная ткань). Животные также характеризуются специализированными соединительными тканями, которые обеспечивают структурную поддержку клеток и органов. Эта соединительная ткань составляет внеклеточное окружение клеток и состоит из органических и неорганических материалов. У позвоночных костная ткань — это тип соединительной ткани, поддерживающей всю структуру тела. Сложные тела и деятельность позвоночных требуют таких поддерживающих тканей.Эпителиальные ткани покрывают, выстилают, защищают и секретируют. Эпителиальные ткани включают эпидермис покровов, слизистую оболочку пищеварительного тракта и трахею, а также протоки печени и желез передовых животных.
Животный мир делится на Parazoa (губки) и Eumetazoa (все остальные животные). Как очень простые животные, организмы в группе Parazoa («помимо животных») не содержат настоящих специализированных тканей; Хотя они обладают специализированными клетками, которые выполняют разные функции, эти клетки не организованы в ткани.Эти организмы считаются животными, поскольку они не могут самостоятельно готовить себе пищу. Животные с истинными тканями относятся к группе Eumetazoa («настоящие животные»). Когда мы думаем о животных, мы обычно думаем о Eumetazoans, поскольку большинство животных попадают в эту категорию.
Различные типы тканей настоящих животных несут ответственность за выполнение определенных функций организма. Эта дифференциация и специализация тканей — часть того, что обеспечивает такое невероятное разнообразие животных.Например, эволюция нервных и мышечных тканей привела к уникальной способности животных быстро ощущать и реагировать на изменения в окружающей их среде. Это позволяет животным выживать в среде, где им приходится соревноваться с другими видами, чтобы удовлетворить свои потребности в питании.
Посмотреть презентацию биолога Э.О. Уилсон о важности разнообразия.
Эпителиальные ткани
Эпителиальные ткани покрывают внешние части органов и структур тела и выстилают просветы органов одним или несколькими слоями клеток.Типы эпителия классифицируются по форме присутствующих клеток и количеству слоев клеток. Эпителий, состоящий из одного слоя клеток, называется простым эпителием ; Эпителиальная ткань, состоящая из нескольких слоев, называется слоистым эпителием . В таблице 1 приведены различные типы эпителиальных тканей.
Таблица 1. Различные типы эпителиальных тканей | ||
---|---|---|
Форма ячейки | Описание | Расположение |
плоский | плоский, неправильной круглой формы | простой: альвеолы легких, многослойные капилляры: кожа, рот, влагалище |
кубовидная | кубическая форма, центральное ядро | железы, почечные канальцы |
столбчатый | высокий, узкий, ядро к основанию высокое, узкое, ядро вдоль клетки | простой: пищеварительный тракт псевдостратифицирован: дыхательные пути |
переходной | круглый, простой, но многослойный | мочевой пузырь |
Плоский эпителий
Клетки плоского эпителия обычно круглые, плоские и имеют небольшое центрально расположенное ядро.Контур ячеек немного неправильный, и ячейки соединяются друг с другом, образуя покрытие или подкладку. Когда клетки расположены в один слой (простой эпителий), они способствуют диффузии в тканях, таких как области газообмена в легких и обмен питательными веществами и отходами в кровеносных капиллярах.
Рис. 1. Клетки плоского эпителия (а) имеют слегка неправильную форму и небольшое центрально расположенное ядро. Эти клетки могут быть расслоены по слоям, как в (b) этот образец шейки матки человека.(кредит b: модификация работы Эда Усмана; данные шкалы от Мэтта Рассела)
На рис. 1а показан слой плоских клеток, мембраны которых соединены вместе, образуя эпителий. Изображение На рисунке 1b показаны плоские эпителиальные клетки, расположенные в многослойных слоях, где требуется защита тела от внешнего истирания и повреждения. Это называется многослойным плоским эпителием и встречается на коже и в тканях, выстилающих ротовую полость и влагалище.
Кубовидный эпителий
Кубовидные эпителиальные клетки , показанные на рисунке 2, имеют форму куба с одним центральным ядром.Чаще всего они находятся в единственном слое, представляющем собой простой эпителий в железистых тканях по всему телу, где они подготавливают и секретируют железистый материал. Они также находятся в стенках канальцев и в протоках почек и печени.
Рис. 2. Простые кубические эпителиальные клетки выстилают канальцы в почках млекопитающих, где они участвуют в фильтрации крови.
Эпителия столбчатая
Рисунок 3. Простые столбчатые эпителиальные клетки поглощают материал из пищеварительного тракта.Бокаловидные клетки секретируют слизь в просвет пищеварительного тракта.
Столбчатые эпителиальные клетки больше по высоте, чем по ширине: они напоминают стопку столбцов в эпителиальном слое и чаще всего находятся в однослойном расположении. Ядра столбчатых эпителиальных клеток пищеварительного тракта выстроены в линию у основания клеток, как показано на рисунке 3. Эти клетки поглощают материал из просвета пищеварительного тракта и подготавливают его для поступления в организм через кровеносные сосуды. и лимфатическая система.
Столбчатые эпителиальные клетки, выстилающие дыхательные пути, по-видимому, расслоены. Однако каждая клетка прикреплена к основной мембране ткани, и поэтому они являются простыми тканями. Ядра расположены на разных уровнях в слое клеток, что создает впечатление, что существует более одного слоя, как показано на рисунке 4. Это называется псевдостратифицированным , столбчатым эпителием. Это клеточное покрытие имеет реснички на апикальной или свободной поверхности клеток. Реснички усиливают перемещение слизистых и захваченных частиц из дыхательных путей, помогая защитить систему от инвазивных микроорганизмов и вредных веществ, которые попали в организм.Бокаловидные клетки вкраплены в некоторых тканях (например, в слизистой оболочке трахеи). Бокаловидные клетки содержат слизь, которая улавливает раздражители, которые в случае трахеи не позволяют этим раздражителям попасть в легкие.
Рисунок 4. Псевдостратифицированный столбчатый эпителий выстилает дыхательные пути. Они существуют в одном слое, но расположение ядер на разных уровнях создает впечатление, что существует более одного слоя. Бокаловидные клетки, вкрапленные между столбчатыми эпителиальными клетками, секретируют слизь в дыхательные пути.
Переходный эпителий
Переходные клетки или уроэпителиальные клетки появляются только в мочевыделительной системе, прежде всего в мочевом пузыре и мочеточнике. Эти клетки расположены в слоистом слое, но они могут складываться друг на друга в расслабленном пустом мочевом пузыре, как показано на рисунке 5. По мере наполнения мочевого пузыря эпителиальный слой разворачивается и расширяется до удерживать введенный в него объем мочи. По мере наполнения мочевого пузыря он расширяется, а слизистая оболочка становится тоньше.Другими словами, ткань превращается из толстой в тонкую.
Рис. 5. Переходный эпителий мочевого пузыря претерпевает изменения толщины в зависимости от его наполнения.
Практический вопрос
Какое из следующих утверждений о типах эпителиальных клеток неверно?
- Простые столбчатые эпителиальные клетки выстилают ткань легкого.
- Простые кубовидные эпителиальные клетки участвуют в фильтрации крови в почках.
- Псевдоструктурированные столбчатые эпитилии встречаются в одном слое, но расположение ядер заставляет думать, что присутствует более одного слоя.
- Переходный эпителий изменяется по толщине в зависимости от того, насколько заполнен мочевой пузырь.
Утверждение d неверно.
Щелкните интерактивный обзор, чтобы узнать больше об эпителиальных тканях.Соединительные ткани
Соединительные ткани состоят из матрицы, состоящей из живых клеток и неживого вещества, называемого основным веществом.Основное вещество состоит из органического вещества (обычно белка) и неорганического вещества (обычно минерала или воды). Основная клетка соединительной ткани — фибробласт. Эта клетка производит волокна почти во всех соединительных тканях. Фибробласты подвижны, способны проводить митоз и синтезировать любую соединительную ткань, которая необходима. Макрофаги, лимфоциты и, иногда, лейкоциты могут быть обнаружены в некоторых тканях. В некоторых тканях есть специализированные клетки, которых нет в других.Матрица в соединительной ткани придает ткани ее плотность. Когда соединительная ткань имеет высокую концентрацию клеток или волокон, она имеет пропорционально менее плотный матрикс.
Органическая часть или белковые волокна в соединительных тканях представляют собой коллагеновые, эластичные или ретикулярные волокна. Волокна коллагена придают ткани прочность, предотвращая ее разрыв или отделение от окружающих тканей. Эластичные волокна состоят из протеина эластина; это волокно может растягиваться на половину своей длины и возвращаться к своим первоначальным размеру и форме.Эластичные волокна придают тканям гибкость. Ретикулярные волокна — это третий тип белковых волокон, содержащихся в соединительных тканях. Это волокно состоит из тонких нитей коллагена, которые образуют сеть волокон, поддерживающих ткань и другие органы, с которыми оно связано. Различные типы соединительных тканей, типы клеток и волокон, из которых они состоят, а также расположение образцов тканей приведены в таблице 2.
Таблица 2. Соединительные ткани | |||
---|---|---|---|
Ткань | Ячейки | Волокна | Расположение |
свободный / ареолярный | фибробласты, макрофаги, некоторые лимфоциты, некоторые нейтрофилы | несколько: коллагеновые, эластичные, ретикулярные | вокруг кровеносных сосудов; якоря эпителия |
плотная волокнистая соединительная ткань | фибробласты, макрофаги | в основном коллаген | неровная: кожа нормальная: сухожилия, связки |
хрящ | хондроциты, хондробласты | гиалин: мало коллагена, фиброхрящ: большое количество коллагена | скелет акулы, кости плода, человеческие уши, межпозвоночные диски |
кость | Остеобласты, остеоциты, остеокласты | некоторые: коллаген эластичный | Скелеты позвоночных |
жир | адипоциты | несколько | жир (жир) |
кровь | эритроциты, лейкоциты | нет | кровь |
Свободная / ареолярная соединительная ткань
Рисунок 6.Рыхлая соединительная ткань состоит из рыхлых коллагеновых и эластичных волокон. Волокна и другие компоненты матрикса соединительной ткани секретируются фибробластами.
Рыхлая соединительная ткань , также называемая ареолярной соединительной тканью, содержит образцы всех компонентов соединительной ткани. Как показано на рисунке 6, в рыхлой соединительной ткани есть фибробласты; макрофаги тоже присутствуют. Волокна коллагена относительно широкие и имеют светло-розовый цвет, тогда как эластичные волокна тонкие и окрашиваются в темно-синий или черный цвет.Пространство между формованными элементами ткани заполняется матрицей. Материал соединительной ткани придает ей рыхлую консистенцию, похожую на разорванный ватный диск. Рыхлая соединительная ткань находится вокруг каждого кровеносного сосуда и помогает удерживать сосуд на месте. Ткань также находится вокруг большинства органов тела и между ними. Таким образом, ареолярная ткань жесткая, но гибкая и состоит из мембран.
Волокнистая соединительная ткань
Волокнистые соединительные ткани содержат большое количество коллагеновых волокон и небольшое количество клеток или матриксного материала.Волокна могут быть расположены нерегулярно или регулярно с параллельными прядями. Неправильно расположенные волокнистые соединительные ткани находятся в областях тела, где напряжение возникает со всех сторон, таких как дерма кожи. Обычная волокнистая соединительная ткань, показанная на рисунке 7, находится в сухожилиях (которые соединяют мышцы с костями) и связках (которые соединяют кости с костями).
Рис. 7. Волокнистая соединительная ткань от сухожилия имеет тяжи коллагеновых волокон, выстроенных параллельно.
Хрящ
Хрящ — это соединительная ткань с большим количеством матрикса и различным количеством волокон. Клетки, называемые хондроцитами , составляют матрикс и волокна ткани. Хондроциты находятся в пространствах внутри ткани, называемых лакунами и .
Рис. 8. Гиалиновый хрящ состоит из матрицы, в которую встроены клетки, называемые хондроцитами. Хондроциты существуют в полостях матрикса, называемых лакунами.
Хрящ с небольшим количеством коллагена и эластичных волокон — это гиалиновый хрящ, показанный на рисунке 8.Лакуны беспорядочно разбросаны по ткани, а матрица приобретает молочный или потертый вид с обычными гистологическими окрашиваниями. У акул хрящевой скелет, как и у почти всего человеческого скелета на определенной стадии предродового развития. Остаток этого хряща сохраняется во внешней части человеческого носа. Гиалиновый хрящ также находится на концах длинных костей, уменьшая трение и смягчая суставы этих костей.
Эластичный хрящ имеет большое количество эластичных волокон, придающих ему огромную гибкость.Уши большинства позвоночных животных содержат этот хрящ, как и части гортани или голосовой ящик. Фиброхрящ содержит большое количество коллагеновых волокон, придающих ткани огромную прочность. Фиброхрящи включают межпозвоночные диски у позвоночных животных. Гиалиновый хрящ, обнаруженный в подвижных суставах, таких как колено и плечо, повреждается в результате возраста или травмы. Поврежденный гиалиновый хрящ заменяется волокнистым хрящом, в результате чего суставы становятся «жесткими».
Кость
Кость, или костная ткань, представляет собой соединительную ткань, которая имеет большое количество двух различных типов матричного материала.Органический матрикс похож на матричный материал, содержащийся в других соединительных тканях, включая некоторое количество коллагена и эластичных волокон. Это придает ткани прочность и гибкость. Неорганический матрикс состоит из минеральных солей, в основном солей кальция, которые придают ткани твердость. Без адекватного органического материала в матрице ткань разрывается; без адекватного неорганического материала в матрице ткань изгибается.
В кости есть три типа клеток: остеобласты, остеоциты и остеокласты.Остеобласты активны в создании кости для роста и ремоделирования. Остеобласты откладывают костный материал в матрицу, и после того, как матрица окружает их, они продолжают жить, но в пониженном метаболическом состоянии в виде остеоцитов. Остеоциты находятся в лакунах кости. Остеокласты активны в разрушении костей для их ремоделирования и обеспечивают доступ к кальцию, хранящемуся в тканях. Остеокласты обычно находятся на поверхности ткани.
Кости можно разделить на два типа: плотные и губчатые.Компактная кость находится в стволе (или диафизе) длинной кости и на поверхности плоских костей, а губчатая кость находится в конце (или эпифизе) длинной кости. Компактная кость организована в субъединицы, называемые остеонами , как показано на Рисунке 9. Кровеносный сосуд и нерв находятся в центре структуры внутри гаверсовского канала, с расходящимися кругами лакунов вокруг них, известными как ламеллы. Волнистые линии между лакунами — это микроканалы, называемые canaliculi ; они соединяют лакуны, чтобы способствовать диффузии между клетками.Губчатая кость состоит из крошечных пластинок, называемых «трабекулы », «». Эти пластины служат подпорками, придающими губчатой кости прочность. Со временем эти пластины могут сломаться, из-за чего кость станет менее упругой. Костная ткань образует внутренний скелет позвоночных животных, обеспечивая структуру животного и точки прикрепления сухожилий.
Рис. 9. (a) Компактная кость — это плотный матрикс на внешней поверхности кости. Губчатая кость внутри компактной кости пористая с сетчатыми трабекулами.(б) Компактная кость состоит из колец, называемых остеонами. Кровеносные сосуды, нервы и лимфатические сосуды находятся в центральном гаверсовском канале. Кольца из ламелей окружают Гаверсский канал. Между ламелями расположены полости, называемые лакунами. Каналикулы — это микроканалы, соединяющие лакуны вместе. (c) Остеобласты окружают кость снаружи. Остеокласты проделывают туннели в кости, а остеоциты находятся в лакунах.
Жировая ткань
Рис. 10. Жировая ткань — это соединительная ткань, состоящая из клеток, называемых адипоцитами.Адипоциты имеют небольшие ядра, расположенные по краю клетки.
Жировая ткань или жировая ткань считается соединительной тканью, даже если она не имеет фибробластов или настоящего матрикса и имеет только несколько волокон. Жировая ткань состоит из клеток, называемых адипоцитами, которые собирают и хранят жир в форме триглицеридов для энергетического обмена. Жировая ткань дополнительно служит изоляцией, помогая поддерживать температуру тела, позволяя животным быть эндотермической, и действует как амортизатор от повреждений органов тела.Под микроскопом клетки жировой ткани кажутся пустыми из-за экстракции жира во время обработки материала для просмотра, как показано на рисунке 10. Тонкие линии на изображении — это клеточные мембраны, а ядра — маленькие черные точки. по краям ячеек.
Кровь
Кровь считается соединительной тканью, потому что у нее есть матрица, как показано на рисунке 11. Типы живых клеток — это красные кровяные тельца (RBC), также называемые эритроцитами, и белые кровяные тельца (WBC), также называемые лейкоцитами.Жидкая часть цельной крови, ее матрица, обычно называется плазмой.
Рис. 11. Кровь — это соединительная ткань, которая имеет жидкий матрикс, называемый плазмой, и не имеет волокон. Эритроциты (красные кровяные тельца), преобладающий тип клеток, участвуют в переносе кислорода и углекислого газа. Также присутствуют различные лейкоциты (белые кровяные тельца), участвующие в иммунном ответе.
Клетка, которая содержится в крови в наибольшем количестве, — это эритроцит. В образце крови эритроциты исчисляются миллионами: среднее количество эритроцитов у приматов — 4.От 7 до 5,5 миллионов клеток на микролитр. Эритроциты всегда одного и того же размера у разных видов, но различаются по размеру у разных видов. Например, средний диаметр эритроцитов приматов составляет 7,5 мкл, у собаки — около 7,0 мкл, а диаметр эритроцитов кошки — 5,9 мкл. Эритроциты овцы еще меньше — 4,6 мкл. Эритроциты млекопитающих теряют свои ядра и митохондрии, когда они высвобождаются из костного мозга, в котором они образовались. Эритроциты рыб, земноводных и птиц поддерживают свои ядра и митохондрии на протяжении всей жизни клетки.Основная задача эритроцита — переносить кислород в ткани.
Лейкоциты — это преобладающие белые кровяные тельца, обнаруженные в периферической крови. Лейкоциты в крови подсчитываются тысячами с измерениями, выраженными в виде диапазонов: количество приматов колеблется от 4800 до 10800 клеток на мкл, собаки от 5600 до 19 200 клеток на мкл, кошки от 8000 до 25000 клеток на мкл, крупный рогатый скот от 4000 до 12000 клеток. на мкл, а свиньи от 11000 до 22000 клеток на мкл.
Лимфоциты функционируют в основном в иммунном ответе на чужеродные антигены или материалы.Различные типы лимфоцитов вырабатывают антитела, адаптированные к чужеродным антигенам, и контролируют выработку этих антител. Нейтрофилы — это фагоцитарные клетки, и они участвуют в одной из первых линий защиты от микробных захватчиков, помогая удалять бактерии, попавшие в организм. Другой лейкоцит, обнаруживаемый в периферической крови, — это моноцит. Моноциты дают начало фагоцитарным макрофагам, которые очищают мертвые и поврежденные клетки в организме, независимо от того, являются ли они чужеродными или взятыми из животного-хозяина.Два дополнительных лейкоцита в крови — это эозинофилы и базофилы — оба помогают облегчить воспалительную реакцию.
Слегка зернистый материал среди клеток представляет собой цитоплазматический фрагмент клетки костного мозга. Это называется тромбоцитом или тромбоцитом. Тромбоциты участвуют в стадиях, ведущих к свертыванию крови, чтобы остановить кровотечение через поврежденные кровеносные сосуды. Кровь выполняет ряд функций, но в первую очередь она транспортирует материал по телу, доставляя питательные вещества к клеткам и удаляя из них отходы.
Патолог
Патолог — это врач или ветеринар, специализирующийся на лабораторном обнаружении болезней животных, включая человека. Эти специалисты заканчивают медицинское образование, а затем проходят обучение в аспирантуре в медицинском центре. Патолог может наблюдать за клиническими лабораториями для оценки тканей тела и образцов крови для выявления заболеваний или инфекций. Они исследуют образцы тканей под микроскопом, чтобы выявить рак и другие заболевания.Некоторые патологоанатомы проводят вскрытие, чтобы определить причину смерти и прогрессирование болезни.
Мышечные ткани
В теле животных есть три типа мышц: гладкие, скелетные и сердечные. Они различаются наличием или отсутствием полосок или полос, количеством и расположением ядер, независимо от того, контролируются ли они добровольно или непроизвольно, а также их расположением в теле. Таблица 3 суммирует эти различия.
Таблица 3. Типы мышц | ||||
---|---|---|---|---|
Тип мышц | Штрихи | Ядра | Контроль | Расположение |
гладкая | № | одноместный, в центре | принудительное | Внутренние органы |
каркас | да | много, на периферии | добровольный | скелетные мышцы |
сердечный | да | одноместный, в центре | принудительное | сердце |
Гладкие мышцы
Гладкая мышца не имеет бороздок в клетках.Он имеет одно ядро, расположенное в центре, как показано на рисунке 12. Сокращение гладкой мускулатуры происходит под непроизвольным вегетативным нервным контролем и в ответ на местные условия в тканях. Гладкую мышечную ткань также называют без поперечно-полосатой, поскольку она лишена полосатости скелетных и сердечных мышц. Стенки кровеносных сосудов, трубок пищеварительной системы и трубок репродуктивной системы состоят в основном из гладких мышц.
Скелетные мышцы
Скелетные мышцы имеют бороздки на клетках, обусловленные расположением сократительных белков актина и миозина.Эти мышечные клетки относительно длинные и имеют несколько ядер по краю клетки. Скелетные мышцы находятся под произвольным контролем соматической нервной системы и находятся в мышцах, которые перемещают кости. Рисунок 12 иллюстрирует гистологию скелетных мышц.
Сердечная мышца
Сердечная мышца, показанная на рисунке 12, находится только в сердце. Подобно скелетной мышце, она имеет поперечные бороздки в клетках, но сердечная мышца имеет одно ядро, расположенное в центре. Сердечная мышца не находится под произвольным контролем, но на нее может влиять вегетативная нервная система, ускоряя или замедляя ее.Дополнительной особенностью клеток сердечной мышцы является линия, которая проходит вдоль конца клетки, когда она примыкает к следующей сердечной клетке в ряду. Эта линия называется вставным диском: она помогает эффективно передавать электрический импульс от одной клетки к другой и поддерживает прочную связь между соседними сердечными клетками.
Рис. 12. Гладкомышечные клетки не имеют бороздок, в отличие от клеток скелетных мышц. Клетки сердечной мышцы имеют бороздки, но, в отличие от многоядерных скелетных клеток, имеют только одно ядро.Ткань сердечной мышцы также имеет вставочные диски, специализированные области, проходящие вдоль плазматической мембраны, которые соединяются с соседними клетками сердечной мышцы и помогают передавать электрический импульс от клетки к клетке.
Нервные ткани
Рисунок 13. Схема нейрона
.Нервные ткани состоят из клеток, специализирующихся на приеме и передаче электрических импульсов от определенных участков тела и отправке их в определенные участки тела. Основная клетка нервной системы — нейрон, показанный на рисунке 13.
Большая структура с центральным ядром — это клеточное тело нейрона. Выступы из тела клетки представляют собой либо дендриты, специализирующиеся на получении входных данных, либо отдельный аксон, специализирующийся на передаче импульсов. Также показаны некоторые глиальные клетки. Астроциты регулируют химическую среду нервной клетки, а олигодендроциты изолируют аксон, поэтому электрический нервный импульс передается более эффективно. Другие глиальные клетки, которые не показаны, поддерживают потребности нейрона в питании и отходах.Некоторые глиальные клетки фагоцитируют и удаляют остатки или поврежденные клетки из ткани. Нерв состоит из нейронов и глиальных клеток.
Проверьте свое пониманиеОтветьте на вопросы ниже, чтобы увидеть, насколько хорошо вы понимаете темы, затронутые в предыдущем разделе. В этой короткой викторине , а не засчитываются в вашу оценку в классе, и вы можете пересдавать ее неограниченное количество раз.
Используйте этот тест, чтобы проверить свое понимание и решить, следует ли (1) изучить предыдущий раздел дальше или (2) перейти к следующему разделу.{12} \)). В течение этого периода клетки, продуцируемые митозом, вступают в различные пути дифференцировки; некоторые становятся клетками крови, некоторые мышечными клетками и так далее. У позвоночных животных существует более 100 явно различимых видов дифференцированных клеток. Они организованы в ткани; ткани в органы. Группы органов составляют различные системы — пищеварительную, выделительную и т. Д. — тела (Рисунок \ (\ PageIndex {1} \) и Таблица \ (\ PageIndex {1} \)).
Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Ткани животныхФактическое количество дифференцированных типов клеток, несомненно, намного больше 100.Например, все лимфоциты похожи друг на друга, но на самом деле представляют собой множество различных функциональных типов, например, В-клетки, Т-клетки различных подмножеств. Нейроны центральной нервной системы должны существовать в тысяче или более различных функциональных типах, каждый из которых представляет собой результат определенного пути дифференцировки. На этой странице дается краткое введение в основные типы тканей животных.
Эпителиальные ткани | Накладки и покрытия | Простая эпителия |
Классификация или присвоение названия эпителии | Стратифицированный эпителий | |
Сальники | Экзокринные железы | |
Эндокринные железы | ||
Соединительные ткани | Жидкие соединительные ткани | Лимфа |
Кровь | ||
Собственные соединительные ткани | Свободные соединительные ткани | |
Рыхлая соединительная ткань и воспаление | ||
Плотные соединительные ткани | ||
Поддерживающие соединительные ткани | Костная ткань | |
Хрящ | ||
Мышечные ткани | Без бороздки | Гладкая мышца |
полосатая | Скелетная мышца | |
Сердечная мышца | ||
Нервные ткани | Нейроны | Многополярные нейроны в ЦНС |
Нервы | Нервы ПНС | |
Рецепторы | Тельца Мисснера и Пачини |
Эпителиальный
Эпителиальная ткань состоит из плотно упакованных клеток, расположенных в виде плоских листов.Эпителии образуют поверхность кожи, выстилают различные полости и трубки тела и покрывают внутренние органы. Эпителии, которые образуют интерфейс между внутренней и внешней средой. Кожа, а также слизистая оболочка рта и носовой полости. Они происходят из эктодермы . Внутренняя оболочка желудочно-кишечного тракта, легких, мочевого пузыря, экзокринных желез, влагалища и т. Д. Они происходят от энтодермы .
Апикальная поверхность этих эпителиальных клеток подвергается воздействию «внешней среды», просвета органа или воздуха.
- Мезотелия . Они происходят из мезодермы.
- плевра — внешняя оболочка легких и внутренняя оболочка грудной (грудной) полости.
- брюшина — внешнее покрытие всех органов брюшной полости и внутренняя оболочка брюшной полости.
- перикард — внешняя оболочка сердца.
- Эндотелия . Они происходят из мезодермы. Внутренняя оболочка сердца, все кровеносные и лимфатические сосуды.
базолатеральная поверхность всего эпителия подвергается воздействию внутренней среды — внеклеточной жидкости (ECF). Весь лист эпителиальных клеток прикреплен к слою внеклеточного матрикса, который называется базальной мембраной или, лучше (потому что это не мембрана в биологическом смысле), базальной пластиной .
Функция эпителия всегда отражает тот факт, что они являются границами между массами клеток и полостью или пространством.Некоторые примеры включают:
- Эпителий кожи защищает подлежащие ткани от механических повреждений, ультрафиолета, обезвоживания и проникновения бактерий
- Столбчатый эпителий кишечника выделяет пищеварительные ферменты в кишечник и поглощает из него продукты пищеварения.
- Эпителий также выстилает наши дыхательные пути и альвеолы легких. Он выделяет слизь, которая не дает ей высохнуть и улавливает вдыхаемые частицы пыли.У большинства его клеток на апикальной поверхности есть реснички, которые продвигают слизь вместе с инородным телом обратно в глотку.
Мышца
У позвоночных встречаются три вида мышц. Скелетная мышца состоит из длинных волокон, сокращение которых обеспечивает силу передвижения и других произвольных движений тела. Гладкая мышца выстилает стенки полых структур тела, таких как кишечник, мочевой пузырь, матка и кровеносные сосуды.Его сокращение, равное непроизвольным , уменьшает размер этих полых органов. Сердце состоит из сердечной мышцы .
Соединительный
Клетки соединительной ткани заключены в большом количестве внеклеточного материала. Эта матрица секретируется клетками. Он состоит из белковых волокон, заключенных в аморфную смесь молекул белок-полисахарид («протеогликан»). Поддерживающая соединительная ткань дает силу, поддержку и защиту мягким частям тела.
- хрящ . Пример: внешнее ухо
- кость . Костный матрикс содержит коллагеновые волокна и минеральные отложения. Самым распространенным минералом является фосфат кальция, хотя также присутствуют ионы магния, карбоната и фтора.
Плотная соединительная ткань часто называется волокнистой соединительной тканью и включает сухожилий и связок . Сухожилия соединяют мышцу с костью. Матрикс состоит в основном из коллагена I типа, и все волокна ориентированы параллельно друг другу.Сухожилия крепкие, но не эластичные. Связки прикрепляют одну кость к другой и содержат как коллаген, так и белок эластин . Эластин позволяет растягивать связки.
Рыхлая соединительная ткань распределена по всему телу. Он служит упаковочным и связывающим материалом для большинства наших органов. Листы рыхлой соединительной ткани, которые связывают мышцы и другие структуры вместе, называются фасцией . Коллаген, эластин и другие белки находятся в матрице рыхлой соединительной ткани.И плотная, и рыхлая соединительная ткань происходит из клеток, называемых фибробластами , которые секретируют внеклеточный матрикс.
Жировая ткань
Жировая ткань — это «жир». У млекопитающих обнаружены два вида: белая жировая ткань (WAT) и коричневая жировая ткань (BAT). WAT, в котором клетки, называемые адипоцитами , стали почти заполненными маслом, которое заключено в одной капле, заключенной в мембрану. Практически весь «жир» у взрослых людей — это белая жировая ткань.BAT, в которой адипоциты содержат множество мелких капелек масла, а также множество митохондрий. Белая жировая ткань и коричневая жировая ткань различаются по функциям, а также по клеточному строению. Эти различия описаны в другом месте.
Новые адипоциты в белой жировой ткани образуются на протяжении всей жизни из пула клеток-предшественников. Они необходимы для замены тех, кто умирает (средняя продолжительность жизни составляет 10 лет). Пока неясно, увеличится ли общее количество этих адипоцитов у людей, которые становятся толще по мере взросления.Если нет, то почему многие из нас становятся толще с возрастом? Из-за увеличенного размера отдельных адипоцитов по мере их наполнения маслом. Адипоциты белой жировой ткани секретируют несколько гормонов, в том числе лептин и адипонектин.
Нерв
Нервная ткань состоит из нервных клеток, называемых нейронами и глиальными клетками. Нейроны специализируются на проведении нервных импульсов; типичный нейрон состоит из клеточного тела, которого содержит ядро; ряд коротких волокон — дендритов — отходящих от тела клетки и единственное длинное волокно, аксон .Нервный импульс проводится по аксону. Кончики аксонов встречаются с другими нейронами в соединениях, называемых синапсами, мышцами (называемыми нервно-мышечными соединениями) и железами.
Глия
Глиальные клетки окружают нейроны. Когда-то считавшиеся просто опорой для нейронов ( глия, = клей), они, как оказалось, выполняют несколько важных функций. Есть три типа:
- Шванновские ячейки . Они производят миелиновую оболочку, которая окружает многие аксоны периферической нервной системы.
- Олигодендроциты . Они производят миелиновую оболочку, которая окружает многие аксоны в центральной нервной системе (головной и спинной мозг).
- Астроциты . Эти, часто звездообразные клетки сгруппированы вокруг синапсов и узлов Ранвье, где они выполняют множество функций, таких как:
- модуляция активности нейронов
- снабжает нейроны материалами (например, глюкозой и лактатом), а также некоторыми сигнальными молекулами
- регулируют приток крови к своей области мозга.В первую очередь метаболическая активность астроцитов измеряется при визуализации мозга с помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) и функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ).
- отсечение (путем фагоцитоза) слабых синапсов
Кроме того, центральная нервная система содержит множество микроглии — мобильных клеток (макрофагов), которые реагируют на повреждение (например, от инфекции), поглощая клеточный мусор и секретируя воспалительные цитокины, такие как фактор некроза опухоли (TNF-α) и интерлейкин. -1 (Ил-1).Микроглия также активна в здоровом мозге, по крайней мере, у молодых мышей, где, как астроциты, они захватывают синапсы, уменьшая количество синапсов в развивающемся мозге.
Кровь
Костный мозг является источником всех клеток крови. К ним относятся эритроцитов (эритроциты или эритроцитов ), пять видов лейкоцитов (лейкоциты или лейкоцитов ) и тромбоцитов (или тромбоцитов ).
Авторы и авторство
Выделение ассоциированных с митохондриями мембран и митохондрий из тканей и клеток животных
Copeland, D.E. И Далтон, А.Дж. Ассоциация митохондрий и эндоплазматической сети в клетках псевдожаберной железы костистого кости. J. Biophys. Biochem. Цитол. 5 , 393–396 (1959).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Franke, W.W. & Kartenbeck, J. Наружная митохондриальная мембрана, непрерывная эндоплазматической сетью. Protoplasma 73 , 35–41 (1971).
CAS Статья PubMed Google ученый
Льюис, Дж. А. И Тата, Дж. Р. Быстро осаждающаяся фракция эндоплазматического ретикулума печени крысы. J. Cell Sci. 13 , 447–459 (1973).
CAS PubMed Google ученый
Морре, Д.Дж., Мерритт В.Д. и Лемби К.А. Связь митохондрий и эндоплазматической сети в печени крысы и стебле лука. Protoplasma 73 , 43–49 (1971).
CAS Статья PubMed Google ученый
Вэнс, Дж. Э. Синтез фосфолипидов в мембранной фракции, связанной с митохондриями. J. Biol. Chem. 265 , 7248–7256 (1990).
CAS PubMed Google ученый
Ардейл, Д.и другие. Участие митохондриальных контактных сайтов в субклеточной компартментализации ферментов биосинтеза фосфолипидов. J. Biol. Chem. 268 , 25985–25992 (1993).
CAS PubMed Google ученый
Camici, O. & Corazzi, L. Транслокация фосфатидилсерина в митохондрии мозга: участие фузогенного белка, связанного с митохондриальными мембранами. Мол. Cell Biochem. 175 , 71–80 (1997).
CAS Статья PubMed Google ученый
Shiao, Y.J., Lupo, G. & Vance, J.E. Доказательства того, что фосфатидилсерин импортируется в митохондрии через мембрану, ассоциированную с митохондриями, и что большая часть митохондриального фосфатидилэтаноламина образуется в результате декарбоксилирования фосфатидилсерина. J. Biol. Chem. 270 , 11190–11198 (1995).
CAS Статья PubMed Google ученый
Цинсер, Э.и другие. Синтез фосфолипидов и липидный состав субклеточных мембран у одноклеточного эукариота Saccharomyces cerevisiae . J. Bacteriol. 173 , 2026–2034 (1991).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Gaigg, B., Simbeni, R., Hrastnik, C., Paltauf, F. & Daum, G. Характеристика микросомальной субфракции, связанной с митохондриями дрожжей, Saccharomyces cerevisiae .Участие в синтезе и импорте фосфолипидов в митохондрии. Biochim. Биофиз. Acta. 1234 , 214–220 (1995).
Артикул PubMed Google ученый
Achleitner, G. et al. Ассоциация между эндоплазматическим ретикулумом и митохондриями дрожжей облегчает межорганический транспорт фосфолипидов через мембранный контакт. Eur. J. Biochem. 264 , 545–553 (1999).
CAS Статья PubMed Google ученый
Rizzuto, R. et al. Тесные контакты с эндоплазматическим ретикулумом как детерминанты митохондриальных ответов Ca 2+ . Наука 280 , 1763–1766 (1998).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Маннелла, К.А., Баттл, К., Рат, Б.К. и Марко М. Электронно-микроскопическая томография митохондрий печени крысы и их взаимодействие с эндоплазматическим ретикулумом. Биофакторы 8 , 225–228 (1998).
CAS Статья PubMed Google ученый
Вэнс, Дж. Э., Стоун, С. Дж. И Фауст, Дж. Biochim. Биофиз. Acta. 1344 , 286–299 (1997).
CAS Статья PubMed Google ученый
Джорджи К., Де Стефани Д., Бонони А., Риццуто Р. и Пинтон П. Структурная и функциональная связь между митохондриальной сетью и эндоплазматическим ретикулумом. Внутр. J. Biochem. Cell Biol. 41 , 1817–1827 (2009).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Лебедзинская, М., Szabadkai, G., Jones, A.W.E., Duszynski, J. & Wieckowski, M.R. Взаимодействие между эндоплазматическим ретикулумом, митохондриями, плазматической мембраной и другими субклеточными органеллами. Внутр. J. Biochem. Cell Biol. 41 , 1805–1816 (2009).
CAS Статья PubMed Google ученый
Mendes, C.C. и другие. Инозитол-1,4,5-трифосфатный рецептор III типа предпочтительно передает апоптотические сигналы Ca 2+ в митохондрии. J. Biol. Chem. 280 , 40892–40900 (2005).
CAS Статья PubMed Google ученый
Rapizzi, E. et al. Рекомбинантная экспрессия потенциал-зависимого анионного канала усиливает перенос микродоменов Ca 2+ в митохондрии. J. Cell Biol. 159 , 613–624 (2002).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Сзабадкай, Г.и другие. Опосредованное шапероном соединение эндоплазматического ретикулума и митохондриальных каналов Ca 2+ . J. Cell Biol. 175 , 901–911 (2006).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Хаяси, Т. и Су, Т.П. Регулирование динамики анкирина: роль рецепторов сигма-1. Proc. Natl. Акад. Sci. США 98 , 491–496 (2001).
CAS Статья PubMed Google ученый
Хаяси Т.И Су, Т. Шапероны рецептора сигма-1 на границе ER-митохондрии регулируют передачу сигналов Ca (2+) и выживаемость клеток. Cell 131 , 596–610 (2007).
CAS Статья Google ученый
Wu, Z. & Bowen, W.D. Роль С-концевого сегмента сигма-1 рецептора в активации инозитол-1,4,5-трифосфатного рецептора: конститутивное усиление передачи сигналов кальция в опухолевых клетках MCF-7. Дж.Биол. Chem. 283 , 28198–28215 (2008).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Higo, T. et al. Подтип-специфическая и зависящая от среды просвета ER регуляция инозитол-1,4,5-трифосфатного рецептора типа 1 с помощью ERp44. Cell 120 , 85–98 (2005).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Джон, Л.М., Лехлейтер, Дж. Д. и Камачо, П. Дифференциальная модуляция изоформ SERCA2 кальретикулином. J. Cell Biol. 142 , 963–973 (1998).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Roderick, H.L., Lechleiter, J.D. & Camacho, P. Цитозольное фосфорилирование калнексина контролирует внутриклеточные колебания Ca (2+) посредством взаимодействия с SERCA2b. J. Cell Biol. 149 , 1235–1248 (2000).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Simmen, T. et al. PACS-2 контролирует связь эндоплазматического ретикулума с митохондриями и Bid-опосредованный апоптоз. EMBO. J. 24 , 717–729 (2005).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Вецковски, М.R. et al. Сверхэкспрессия адениннуклеотидной транслоказы снижает передачу сигнала Ca2 + между ER и митохондриями. Biochem. Биофиз. Res. Commun. 348 , 393–399 (2006).
CAS Статья PubMed Google ученый
де Брито, О.М. & Скоррано, Л. Митофузин 2 связывает эндоплазматический ретикулум с митохондриями. Природа 456 , 605–610 (2008).
Артикул Google ученый
Лебедзинская, М., Duszynski, J., Rizzuto, R., Pinton, P. & Wieckowski, M.R. Возрастные изменения уровней p66Shc и p66Shc, фосфорилированного серином 36, в органах и тканях мышей. Arch. Biochem. Биофиз. 486 , 73–80 (2009).
CAS Статья PubMed Google ученый
Pinton, P. et al. Протеинкиназа С бета и пролилизомераза 1 регулируют митохондриальные эффекты детерминанты продолжительности жизни p66Shc. Наука 315 , 659–663 (2007).
CAS Статья Google ученый
Frezza, C., Cipolat, S. & Scorrano, L. Выделение органелл: функциональные митохондрии из печени, мышц и культивированных фибробластов мыши. Nat. Protoc. 2 , 287–295 (2007).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Оптические свойства тканей животных в диапазоне длин волн от 350 до 2600 нм
1.
Введение
Активное использование лазерных технологий в различных областях медицины (диагностика, 1 терапия, 2 и хирургия 3 ) способствует изучению оптических свойств биологических тканей. Отдельное направление исследований сосредоточено на определении распространения лазерного излучения внутри ткани. Результат воздействия лазерного излучения на биологические ткани зависит от их оптических и тепловых характеристик. Прежде всего, необходимо иметь точную информацию о величине содержания воды, коэффициента поглощения, коэффициента рассеяния и показателя преломления для различных биологических тканей 4 , а также их теплопроводности.Информация об оптических свойствах биоткани позволяет точно прогнозировать распределение излучения в ткани. Позволяет определить поглощенную дозу лазерного излучения и спрогнозировать зону каких-либо изменений и некроза тканей. В настоящее время существует множество статей, посвященных оптическим свойствам биологических тканей. 5 , 6 Однако большинство этих исследований проводилось для конкретных приложений; поэтому были разные методы подготовки проб.Это приводит к разнице в выводах. Кроме того, результаты исследования in vitro пропускания биологических тканей могут зависеть от временной задержки между приготовлением образца и измерениями.
Публикации в основном посвящены исследованию характеристик биологических тканей в видимой и коротковолновой инфракрасной областях спектра (от 250 до 1100 нм). Однако измерения в этом спектральном диапазоне не дают информации для применения лазеров с длиной волны 1.5 и 2 мкм. Интересно изучить и получить больше информации об оптических свойствах различных биологических тканей в диапазоне от 1,1 до 2,5 мкм 5 , 6 , потому что есть линии поглощения воды, 7 липидов, 8 , 9 и коллаген 10 в этом диапазоне. Кроме того, опубликованные данные о значениях коэффициентов поглощения различных биологических тканей сильно различаются. Следовательно, нам необходимо знать точные данные о характеристиках поглощения тканями для правильного изучения применимости 2-мкм лазеров в медицине или воздействия на исследуемую ткань.
Мы представляем исследование спектров поглощения биологической ткани в диапазоне от 1,1 до 2,6 мкм, в то время как большинство опубликованных статей посвящено исследованиям в ближнем инфракрасном диапазоне. Все измерения проводились в спектральном диапазоне от 0,35 до 2,6 мкм для сравнения с известными данными. Также в опубликованных статьях мы не обнаружили никакой информации о влиянии временной задержки между приготовлением образца и измерениями на спектральные характеристики ткани. Таким образом, измерения проводились сразу после пробоподготовки и последовательно с 10-минутными интервалами между измерениями.Условия измерений для всех образцов были одинаковыми. Кроме того, в этом исследовании мы исследовали разные типы одних и тех же тканей, чтобы сравнить коэффициент пропускания в случае разного размера и плотности мышечных волокон и содержания жира. В процессе измерения мы использовали неполяризованный свет, поскольку конечной целью нашего исследования было получение данных для прогнозирования результатов воздействия лазерного излучения. В этом случае лазерное излучение неполяризовано из-за доставки оптического волокна.
2.
Материалы и методы
Мы исследовали ткани скелетных мышц коров и свиней, жировую ткань, а также спинной мозг свиней и твердую мозговую оболочку спинного мозга. Мы выбрали биологические ткани для исследования из-за необходимости сравнения тканей с разной степенью упорядоченных центров рассеяния и с разным содержанием воды. Мы взяли образцы мышечной ткани из разных скелетных мышц, чтобы сравнить коэффициент пропускания в случае разного размера и плотности мышечных волокон и содержания жира.Все образцы биологических тканей были куплены на открытом рынке как части мертвых животных, поэтому мы не используем живых животных и не отбираем образцы тканей у живых животных. Институт общей физики, где проводились эксперименты, это одобряет.
Измерения пропускания проводились при комнатной температуре in vitro через 5-6 часов после биопсии. Размеры образцов составляли около 15 × 15 мм2. Все образцы помещались в специально разработанную кювету между двумя одинаковыми оптическими окнами (рис.1) из плавленого кварца. Сила сжатия была менее 10 Н. Деформация образцов была менее 0,1 мм, поэтому оптические характеристики биологических тканей не изменились. 11 Кювета сконструирована таким образом, чтобы в отсутствие образца зазор между стеклянными пластинами и зазор между держателями оптических окон были равны нулю (Δ = 0). Это позволило определить толщину образца, измерив величину зазора между держателями окон. Величину зазора измеряли несколько раз по периметру держателей с точностью до 0.05 мм. За толщину образца принимали среднее значение.
Рис. 1
Схема ячейки для измерения спектров пропускания биологических тканей.
Коэффициент пропускания биологической ткани определяется как поглощением, так и рассеянием света. Вклад различных процессов (однократное и многократное рассеяние, характеристики рассеяния и т.д.) определяется морфологией тканей, поскольку размер клеток и структурных элементов клеток находится в диапазоне от нескольких десятков нанометров до сотен микрометров. 12 , 13 Для полной характеристики процесса пропускания света в биологической ткани могут использоваться различные методы (например, ссылка 14).
Спектрофотометрический метод можно использовать при использовании обычного оборудования. Базовые модели распространения света в биологических тканях описываются в терминах переноса излучения в случайных неоднородных средах. Однако в случае тонких образцов с высоким коэффициентом поглощения и относительно небольшим светорассеянием мы можем применить на практике полуэмпирическое уравнение, используя непрерывный коллимированный пробный луч 14 , 15
Ур.(1)
Tc (λ) = x1 exp [−μt (λ) * L (λ) x2], где L (λ) — средняя длина полного пробега фотонов (включая рассеяние), μt (λ) = μa (λ) + μs (λ) — коэффициент экстинкции (затухания), μa — коэффициент поглощения, μs — коэффициент рассеяния, x1 — параметр, учитывающий вклад многократно рассеянных, но не поглощенных фотонов, которые не достигают детектора, а также геометрия измерения, а x2 — коэффициент, который компенсирует ошибку измерения толщины и неточность определения коэффициента рассеяния μs.Это уравнение определяет коэффициент пропускания зондирующего луча как при использовании интегрирующей сферы, так и без нее (при различных функциях коррекции x1).Эффективная глубина проникновения света в биологическую ткань, подверженную светорассеянию, определяется выражением 14
Ур. (2)
μeff = 3μa [μa + μs (1 − g)], где μs — коэффициент рассеяния, а g — коэффициент анизотропии. Метод измерения пропускания коллимированного светового пучка дает меньше информации, чем данные, полученные при одновременном измерении пропускания и рассеяния света.Тем не менее, для тонких слоев этот метод позволяет точно определить коэффициент поглощения биологических тканей.В нашем исследовании толщина исследуемых образцов составляла от 0,15 до 1,8 мм. С одной стороны, это позволило нам измерить спектр пропускания в спектральных диапазонах поглощения воды, и, наоборот, это могло уменьшить влияние светорассеяния на результаты. Таким образом, мы измерили коэффициент пропускания источника света непрерывной волны с помощью коллимированного зондирующего пучка без использования интегрирующей сферы.Вклад рассеяния в коэффициент экстинкции экспериментально не измерялся, но оценивался с использованием данных по коэффициенту пропускания.
Спектры пропускания были измерены в спектральном диапазоне от 350 до 2600 нм при использовании спектрофотометра SHIMADZU UV 3101PC. Спектральная ширина щели составляла 3 нм, скорость сканирования 200 нм × мин-1. Телесный угол сбора составлял 0,5 ср, поэтому вероятность уловить детектором многократно рассеянный свет мала. Время измерения спектра пропускания во всем спектральном диапазоне составило около 12 мин.Обработка данных производилась после измерений для определения спектров поглощения образцов. Мы использовали выражение (1), в котором x1 (λ) учитывала спектральную зависимость пропускания окон измерительной ячейки и контакта между окном ячейки и образцом.
При пробоподготовке часть клеток ткани разрушается, и происходит утечка тканевой жидкости. Измерение одного образца повторялось несколько раз с 10-минутными интервалами, чтобы наблюдать изменения спектра пропускания с течением времени.Поскольку все мягкие биологические ткани состоят на 70-80% из воды, спектры поглощения биологических тканей сравнивали со спектром поглощения воды.
3.
Результаты и обсуждение
В ходе исследования нас особенно интересовало получение данных о поглощении биотканями в диапазоне от 1900 до 2200 нм. Однако спектры пропускания также сильно зависят от рассеяния в образцах биологических тканей, поэтому измерения проводились в широком спектральном диапазоне от 350 до 2600 нм, чтобы оценить вклад рассеяния в пропускание и сравнить результаты с известными данными поглощение света в биологических тканях, измеренное в видимом и коротковолновом инфракрасном спектральном диапазоне (от 250 до 1100 нм).
В первую очередь нас интересовало влияние смачивания оптических окон из-за утечки тканевой жидкости из разрушенных клеток на результаты измерений. Измерения проводили сразу после подготовки образца (t0) и последовательно с 10-минутными интервалами между измерениями. Такие же измерения проводились для всех типов образцов.
На рис. 2 (а) показаны необработанные спектры пропускания во времени, полученные с помощью спектрофотометра. На рис. 2 (б) показаны спектры пропускания во времени с компенсацией пропускания стеклянных слайдов, между которыми закреплен образец биологической ткани.Эти спектры были получены с помощью
Eq. (3)
μt (λ) = — ln (Tcx1) L, в котором x1 (λ) учитывает спектральную зависимость пропускания стеклянных слайдов и контакта между стеклянными слайдами и образцом. Фигура. 2 (в) представлены кривые спектральной зависимости коэффициента экстинкции для образца MN03 трапециевидной мышцы коровы. Спектры были получены для образца, вырезанного из трапециевидной мышцы коровы (образец MN03, толщина 0,9 мм).Рис. 2
(a) Необработанные спектры пропускания во времени для образца MN03 трапециевидной мышцы коровы; (б) спектры пропускания во времени для образца MN03 трапециевидной мышцы коровы с компенсацией пропускания стеклянных слайдов; (в) спектры экстинкции образца MN03 трапециевидной мышцы коровы.Спектры пропускания измеряли с 10-минутными интервалами между измерениями.
Кривые на рис. 2 показывают, что коэффициент пропускания ячейки увеличивается с увеличением времени задержки между приготовлением образца и измерением. Однако спектры кажутся похожими фигурами без изменения значений коэффициента экстинкции в линиях поглощения. Спектры пропускания демонстрируют небольшие изменения после 20 мин воздействия. Это может быть связано с тем, что тканевые жидкости, вытекающие из поврежденных межклеточных связей, все больше и больше смачивают предметные стекла нашей измерительной ячейки.Смачивание влияет на коэффициент отражения от мокрых стекол (уменьшая коэффициент отражения). Содержание воды в тканях не изменялось, разрезались только структуры. Аналогичные результаты были получены для других образцов тканей. Таким образом, для правильных измерений необходимо подождать около 30 минут после подготовки образца.
Следующей задачей было выделение спектров поглощения из спектров экстинкции с учетом рассеяния света в образце.Биологические ткани представляют собой оптически неоднородные поглощающие среды со средним показателем преломления больше воздуха. Рассеяние оптического света в биологических тканях можно объяснить двумя концепциями (см. [12]). В одном случае рассматривается рассеяние света в среде с непрерывным, но пространственно неоднородным показателем преломления. В другом случае рассматривается рассеяние света частицами с показателем преломления, отличным от показателя преломления среды. Во втором случае рассеяние можно описать формализмом теории Ми, подразумевая при этом, что идеальные сферы определенного размера находятся в однородной среде.Наличие в биологической ткани центров рассеяния разного размера и формы может затруднить понимание механизмов рассеяния. Однако в нашем случае интересно получить только спектр поглощения, и мы не обсуждаем механизмы рассеяния света. Спектральная зависимость коэффициента рассеяния для многих типов тканей складывается из рэлеевского рассеяния в коротковолновом диапазоне и рассеяния Ми в длинноволновом диапазоне (см. [6,16]). Однако для ряда биологических тканей хорошее приближение может быть достигнуто с помощью степенной функции затухания μs∝λ − h (см.6, 16 и 17). При обработке экспериментальных данных мы исходили из предположения, что рассеяние Ми играет большую роль в УФ и видимой областях спектра, чем в ИК-диапазоне, и общий подъем спектра поглощения из-за поглощения воды начинается при ∼1050 нм. 7 Результат этого подхода показан на рис. 3 для образца толщиной 0,9 мм, вырезанного из трапециевидной мышцы коровы.
Рис. 3
Спектральная зависимость коэффициента экстинкции, расчетного коэффициента рассеяния и коэффициента поглощения для образца MN03 трапециевидной мышцы коровы.
Видно, что степенная функция достаточно хорошо описывает потери на рассеяние в видимой области спектра. Для аппроксимации спектральной зависимости коэффициента рассеяния использовалось выражение
, аналогичное уравнению, использованному в [5]. 6.3.1.
Спектры поглощения тканями скелетных мышц коров и свиней
Всего было использовано 12 образцов тканей скелетных мышц коров и свиней («твердое» и «мягкое» мясо с разной плотностью мышечных волокон и различным содержанием жира) разной толщины. для измерений спектров пропускания in vitro .На рис. 4 представлены спектры поглощения образцов ткани скелетных мышц коровы — трапециевидной (MN03, толщина образца 0,9 мм) и длиннейшей мышцы спины (MR01, толщина образца 1 мм).
Рис. 4
Спектры поглощения образцов скелетных мышц коров: трапециевидной (образец MN03) и длиннейшей мышцы спины (образец MR01). На вставке спектры поглощения в увеличенном масштабе.
Как видно из графиков, положение основных линий поглощения совпадает для всех образцов.Значение коэффициента поглощения трапециевидной мышцы на длинах волн λ≈1450, 1930 и 2500 нм примерно в два раза выше, чем значения, полученные для длиннейшей мышцы спины. Эти длины волн соответствуют поглощению воды (группа O-H), что указывает на высокое содержание воды в образце, вырезанном из трапециевидной мышцы. Значение коэффициента поглощения в диапазоне примерно 970 и 1200 нм также отличается, и оно также отличается от данных водопоглощения.Этот эффект может быть связан с тем, что в диапазоне примерно 970 и 1200 нм наблюдается суперпозиция линий поглощения, происходящих от групп ОН воды (970 и 1180 нм, 6 ) и групп СН (920, 1050 и 1210 нм, связано с абсорбцией липидов и коллагена из мышечной ткани, см., например, ссылку 5). Мы также можем видеть разницу в спектрах поглощения при λ≈425, 550 и 580 нм, связанную с поглощением гемоглобина. 5
На рисунке 5 представлены спектры поглощения мышечной ткани свиньи (длинная мышца спины, образец MLB02 0.Толщиной 5 мм).
Рис. 5
Спектры поглощения образца MLB02 мышцы свиньи (longissimus dorsi-muscle) толщиной 0,5 мм. На вставке спектр поглощения в увеличенном масштабе.
Как видим, основные линии поглощения в мышечных тканях коровы и свиньи совпадают. Значение коэффициента поглощения на длинах волн, соответствующих ОН-группам (водопоглощение), показывает, что содержание воды в длиннейшей спинной мышце свиньи практически такое же, как в трапециевидной мышце коровы, и примерно в два раза выше, чем у коровы. longissimus dorsi-мышца.Для образцов длинной мышцы спины свиньи и трапециевидной мышцы коровы среднее значение коэффициентов поглощения составляет α = 13 ± 2 см – 1 при λ ≈ 1450 нм и α = 58 ± 5 см – 1 при λ ≈1930 нм. Стандартные отклонения были получены при изучении всего набора результатов выборки (восемь штук). В случае исследования мышц коровы и свиньи не было получено значительного различия в линиях поглощения, принадлежащих реальной биологической ткани, за исключением содержания воды. Возможно, подобие спектров объясняется тем, что линии поглощения липидов и коллагена маскируются линиями поглощения воды.Сравнение данных этого исследования и данных, представленных в работе. 18 показывает хорошее согласие между ними в спектральном диапазоне от 620 до 1000 нм, а также в [5]. 19 в спектральном диапазоне от 600 до 950 нм.
3.2.
Спектры коэффициента экстинкции жировой ткани свиньи
Мы использовали шесть образцов, вырезанных из длиннейшей мышцы спины свиньи, для измерений in vitro спектров пропускания подкожной жировой ткани. Образцы были вырезаны следующим образом: три образца (PF01-PF03) были вырезаны возле кожи (увеличение номера образца показывает углубление в жировую ткань от кожи) и три образца (PF04-PF06) были вырезаны рядом с кожей. мышцы (увеличение количества образцов также показывает, что мышцы проникают глубже в жировую ткань).Толщина образцов варьировалась от 0,3 до 1,8 мм. Спектры пропускания образцов жировой ткани также показали зависимость времени задержки между приготовлением образца и измерениями, поэтому измерения пропускания проводили после 30-минутного воздействия. На рис. 6 представлены спектры экстинкции в диапазоне от 350 до 2600 нм образцов жировой ткани свиньи разной толщины.
Рис. 6
Спектры коэффициента экстинкции жировой ткани свиньи. Образцы были вырезаны из жировой ткани свиньи в области длиннейшей мышцы спины.Образцы PF01-PF03 были вырезаны ближе к коже, а образцы PF04-PF06 были ближе к мышцам.
Эти обзорные спектры экстинкции ясно показывают разницу в коэффициенте экстинкции на длинах волн λ≈410, 1450 и 1935 нм, в зависимости от местоположения среза образца. В свою очередь, полосы 1210, 1720, 1760, 2143 и 2400 нм практически идентичны во всех исследованных образцах жировой ткани свиньи.
Видно, что содержание воды (коэффициент поглощения на длине волны 1935 нм) в образцах, вырезанных близко к коже (образцы 1–3), выше, чем в образцах, вырезанных далеко от кожи (образцы 4–6).Кроме того, рассеяние в образцах подкожной жировой ткани не может быть описано должным образом с помощью простого приближения при использовании функции Ми [Ур. (4)] или более сложная функция, которая учитывает как рассеяние Рэлея, так и рассеяние Ми (см. [16]). По-видимому, центры рассеяния в подкожной жировой клетчатке имеют широкий диапазон размеров и могут быть распределены неоднородно. Следует отметить, что приближение Ми демонстрирует лучшие результаты для образцов, разрезанных ближе к мышце.Возможно, вырезанные вблизи кожи образцы обладают большей неоднородностью, т. Е. Имеется большое количество различных центров (или флуктуаций показателя преломления). Для корректного описания рассеяния света в биологической ткани необходимо знать размеры центров рассеяния и их показатели преломления (структурные элементы биологической ткани). Не имеет физического смысла приближение «базы рассеяния» какой-либо функцией без создания соответствующей концепции.
Полоса поглощения при 1210 нм представляет собой комбинацию полос поглощения воды и липидов, расположенных при 1197 и 1212 нм, соответственно. 20 Полосы поглощения при 1450 нм представляют собой суперпозицию колебательных полос поглощения групп ОН (вода 7 ) и групп СН (холестерин, липиды и коллаген 5 , 20 , 21 ) . Группа полос поглощения при 1720 и 1760 нм соответствует поглощению холестерина и других типов жирных спиртов (или длинноцепочечных спиртов) 5 , как описано в Refs. 20 и 21. Полоса поглощения в диапазоне 1935 нм соответствует водопоглощению. 5 Содержание воды в образцах вблизи кожи (образцы 1–3) выше, чем в образцах, вырезанных вдали от кожи (образцы 4–6). Возможно, наблюдаемые изменения коэффициента поглощения при 1450 и 1935 нм можно объяснить изменением содержания воды в разных участках подкожно-жировой клетчатки при неизменном среднем содержании липидов и коллагена. Возможно, полосы поглощения в диапазоне 2400 нм также соответствуют холестерину, липидам и коллагену. 21 Сравнивать наши данные коэффициента экстинкции с данными коэффициента поглощения других групп для жировой ткани некорректно.Но можно отметить, что основные линии поглощения в наших спектрах совпадают с линиями поглощения, полученными для жировой ткани человека и крысы, рассчитанными методом IAD после измерения спектров на спектрофотометре CARY-2415 (Varian, Австралия) с интегрирующей сферой (см. 6 и 20).
Подобной зависимости спектров пропускания от места разрезания образца для скелетных мышц не наблюдали. Для подробного объяснения этого эффекта необходимо провести тщательный анализ соответствия наблюдаемых линий поглощения компонентам жировой ткани свиньи.Это будет предметом отдельного исследования.
3.3.
Спектры коэффициента экстинкции ткани спинного мозга свиньи и твердой мозговой оболочки спинного мозга
Спектры пропускания ткани спинного мозга свиньи также показывают зависимость временной задержки между приготовлением образца и измерениями. Таким образом, измерения коэффициента пропускания также проводились после 30 мин воздействия.
Спектр коэффициента экстинкции спинного мозга свиньи показан на рис. 7. Рассеяние в образцах ткани спинного мозга свиньи, а также в подкожной жировой ткани не может быть правильно описано простым приближением с использованием функции Ми [уравнение .(4)] или при использовании более сложной функции, которая учитывает как рассеяние Рэлея, так и рассеяние Ми. Кажется, что центры рассеяния в этой ткани имеют широкий диапазон размеров и могут обладать неоднородным распределением объема, таким же, как и в жировой ткани. Поэтому приближение «базы рассеяния» не проводилось. Полосы поглощения воды (1450 и 1930 нм) отчетливо видны в спектре коэффициента экстинкции спинного мозга свиньи. Также присутствуют слабые полосы поглощения гемоглобина (425 нм) и, по-видимому, холестерина, липидов и коллагена (2350 нм).
Рис. 7
Спектр коэффициента экстинкции спинного мозга свиньи. Толщина образца 0,15 мм. На вставке показаны слабые полосы поглощения около 2350 нм.
Следует отметить, что используемый метод простых измерений пропускания биологической ткани с помощью стандартного спектрофотометра дает точные данные о положении линий поглощения и значении коэффициента поглощения в случае использования тонких образцов. Таким образом, в спектре экстинкции спинного мозга (рис.7) отчетливо видны слабые полосы поглощения (например,g., μa = 1,5 см − 1 при 2310 нм) вместе с сильным поглощением при 1930 нм (μa = 56 см − 1). Точность определения коэффициента поглощения Δμa = 0,1 см – 1.
Кроме того, мышечная ткань твердой мозговой оболочки спинного мозга образована в основном коллагеновыми волокнами. Следовательно, можно ожидать, что вклад коэффициента светорассеяния в коэффициент экстинкции твердой мозговой оболочки будет меньше, чем в жировой ткани и спинном мозге из-за примерно одинакового размера и ориентации центров рассеяния.На рис. 8 представлен спектр поглощения твердой мозговой оболочки свиньи (толщина образца 0,45 мм).
Рис. 8
Зависимость спектрального коэффициента экстинкции твердой мозговой оболочки свиньи (образец DM03) от расчетных коэффициентов рассеяния и поглощения.
Видно, что рассеяние хорошо аппроксимируется выражением Ми (4) в предположении одного и того же размера рассеивающих центров. В целом спектр поглощения твердой мозговой оболочки свиней спинного мозга во многом аналогичен спектрам поглощения мышечной ткани (см.рис.9). Это ожидаемый результат, потому что обе ткани состоят из одних и тех же структурных элементов (с разным процентным соотношением).
Рис. 9
Комбинация спектров экстинкции мышц коровы (MR01, MN03) и свиньи (MLB02) и твердой мозговой оболочки свиньи спинного мозга (DM03). Все спектры в одном масштабе и наложены со смещением по оси Y.
3.4.
Сравнение и анализ полученных спектров
Видно, что основные полосы поглощения в тканях скелетных мышц и твердой мозговой оболочке определяются поглощением воды (полосы при 1450 и 1930 нм).Спектры поглощения мышц коровы и свиньи практически идентичны (как уже упоминалось), но могут отличаться по содержанию воды. Кроме того, в спектрах поглощения мышечной ткани свиньи наблюдается дополнительное поглощение при 2310 и 2350 нм. Это может соответствовать абсорбции холестерина, липидов и коллагена. Полосы поглощения твердой мозговой оболочки свиньи при 1727, 1763, 2310 и 2350 нм выделялись на фоне основного спектра. Эти полосы поглощения также характерны для поглощения жировой тканью и соответствуют поглощению различных типов липидов (включая холестерин). 5 , 22 , 23
Несмотря на то, что спектральная функция светорассеяния в спинном мозге свиньи схожа с жировой тканью, спектр поглощения спинного мозга свиньи гораздо больше похож на абсорбция в тканях скелетных мышц (рис. 10). Видно, что основной вклад в поглощение света в спинном мозге (полосы 1450 и 1930 нм) вносит вода, в отличие от жировой ткани.
Рис. 10
Комбинация спектров экстинкции спинного мозга свиньи (образец SC01) и жировой ткани свиньи (образец PF05).Все спектры в одном масштабе и наложены со смещением по оси Y.
Поскольку поглощение света тканями животных и человека имеет много схожих характеристик, 24 можно сказать, что для хирургического воздействия лазера на скелетные мышцы и жировую ткань, а также на спинной мозг и твердую мозговую оболочку предпочтительнее использовать воду. полосы поглощения. Невозможно найти длину волны, которая могла бы обеспечить избирательное воздействие на перечисленные выше биологические ткани без повреждения окружающих тканей.Поэтому мы считаем, что основной задачей является выбор такой длины волны лазерного излучения, которая оказывала бы наименьшее нежелательное воздействие как на цель, так и на окружающие ткани. В этом случае одним из оптимальных спектральных диапазонов воздействия является диапазон от 1900 до 2200 нм, в котором лазерное излучение может быть получено с помощью тулиевых и гольмиевых лазеров при использовании как кристаллической, так и стеклянной активной среды (включая волоконные лазеры). Для тулиевых волоконных лазеров можно изменять длину волны генерации в диапазоне от 1800 до 2100 нм (см.25) и в диапазоне от 2030 до 2210 нм для волоконных гольмиевых лазеров (см. 26, 27). Это дает возможность точно выбрать длину волны для конкретной операции. Поскольку в этом спектральном диапазоне коэффициент поглощения варьируется от долей единицы до десятков см-1, можно выбрать длину волны лазера для слабого поглощения (жировая ткань) и сильного поглощения (скелетные мышцы, спинной мозг и твердая мозговая оболочка). mater) ткани. Применение лазеров с длиной волны 2 мкм представляется предпочтительным по сравнению с лазером 1.Лазеры 5 мкм не только с точки зрения более высокого коэффициента поглощения в биологических тканях, но и с точки зрения значительно меньшего коэффициента светорассеяния.
4.
Выводы
Получены спектры экстинкции и поглощения различных биологических тканей в диапазоне от 330 до 2600 нм. Рассмотрено влияние временной задержки между приготовлением образца и измерением спектров пропускания на достоверность данных. Показано, что измерения поглощения и рассеяния света в биологической ткани необходимо проводить через 30 мин после пробоподготовки для получения достоверных данных.Это происходит из-за полного смачивания поверхности окон кюветы. Также были исследованы разные типы одних и тех же тканей для сравнения пропускания в случае разного размера и плотности мышечных волокон и содержания жира. Спектры поглощения различных тканей скелетных мышц очень похожи как по положению полос поглощения, так и по величине коэффициента поглощения (включая наблюдаемое сходство для разных животных — свиньи и коровы) и аналогичны поглощению в образцах спинного мозга свиней и твердой мозговой оболочки.Поглощение жировой тканью сильно отличается от всех других исследованных тканей. Сделан вывод о преимуществах применения 2-мкм лазеров в хирургии для перечисленных выше типов тканей.
Использование тканей или туш животных — Комитет по уходу и использованию животных в учреждениях
ИСТОРИЯ ВОПРОСАМогут возникнуть ситуации, когда преподавателям / сотрудникам Государственного университета Уэйна (WSU) потребуется использовать ткани или туши животных, полученные из источников в кампусе или за его пределами, для исследований, обучения или тестирования в кампусе WSU.В соответствии с тремя рекомендациями Рассела и Берча (сокращение, уточнение, замена), WSU IACUC поощряет совместное использование тканей, когда это возможно. Положения о благополучии животных (Закон о благополучии животных и политика PHS) не применяются к мертвым животным, используемым в исследовательских учреждениях. Следовательно, заполненный протокол использования животных не требуется, если используются только ткани или туши, и животные не подвергались эвтаназии исключительно с целью сбора тканей. Тем не менее, для WSU IACUC важно знать ткани или туши животных, используемые на территории кампуса в целях биобезопасности, безопасности персонала, ответственности и связей с общественностью.В этой политике изложены требования IACUC по использованию тканей или туш животных в кампусе для исследований, обучения или тестирования.
ОпределенияТкань животного: Любая часть позвоночного животного, которая способствует гомеостазу человека или вида, когда животное живо. Политика не предназначена для коммерчески доступных, покупных материалов или клеточных линий грызунов.
Политика IACUC- Протокол использования животных IACUC требуется при соблюдении любого из следующих критериев:
a.Если животное усыпляют специально для исследования.
г. Если животное живо, когда ткань удалена.
г. Если ткань получена от живых животных, полученная в ходе другого исследования главного исследователя.
г. Если процедура эвтаназии или предварительная процедура изменены с учетом условий исследования.
- Форма запроса на использование тканей или туш животных должна быть заполнена и отправлена в офис IACUC в следующих случаях:
a.Если исследователь будет использовать целую тушу животного, регулируемую Министерством сельского хозяйства США.
г. Если ткани животных подверглись воздействию опасных агентов (например, химических, биологических или радиационных), и это находится в пределах периода предосторожности.
г. Если животные переносят известные инфекционные агенты.
г. Если ткань животного происхождения получена из источника за пределами университета (например, кормового магазина, зоомагазина, другого университета, скотобойни).
- Форма запроса на использование тканей животных будет рассмотрена ветеринаром и председателем IACUC.
- PI будет уведомлен, когда он получит разрешение на получение ткани / туши животного.
- Если ткань животного получена от других исследователей на территории кампуса и не соответствует обстоятельствам, указанным в разделах 1 или 2, то в Форме запроса на использование ткани животного или Протоколе об использовании животных IACUC нет необходимости. Эти действия могут продолжаться без предупреждения IACUC.
Утверждено: июль 2018 г.
Производство пищевых продуктов из культивируемых тканей животных
Производство пищевых продуктов из культивируемых тканей животныхПроизводство пищевых продуктов из тканей культивированных животных
Комментарии CAST — QTA2020-1 — апрель 2020
Скачать публикацию Скачать Ag quickCASTУчебное пособие для студентов
Сегодня технология, необходимая для культивирования клеток для потребления человеком в виде мяса, выращенного на основе клеток, развивается быстрыми темпами.Основные этапы вывода этих продуктов на рынок для потребительских покупок достигаются быстро, и внимание средств массовой информации резко возросло. Тем не менее, есть много вопросов, которые необходимо решить, прежде чем мясо, выращенное на клеточном уровне, будет готово к обеду. В дополнение к дальнейшему развитию самой технологии, необходимой для производства мяса, выращенного из клеток, безопасность этих продуктов должна быть оценена с использованием тех же строгих стандартов, которые применяются сегодня к продуктам питания. Была изложена основа для регулирующего надзора за этими продуктами, но по мере совершенствования технологии могут быть разработаны мясные продукты, выращенные на клеточном уровне, которые, в свою очередь, поднимут новые вопросы, на которые необходимо ответить в рамках нормативной политики.Пищевой состав и сенсорные характеристики мяса, выращенного на клеточной основе, должны пройти соответствующее научное исследование, чтобы определить истинные сходства или различия по сравнению с обычным мясом. В 2012 году было опубликовано, что для того, чтобы выращенное мясо было успешным, оно должно точно имитировать и воссоздавать традиционное мясо по внешнему виду, запаху, текстуре и вкусу (Post 2012). Наконец, успех мясных продуктов, выращенных на клеточном уровне, будет зависеть от их приемлемости для потребителей. Как и в случае с любым продуктом, доступным на рынке, конечный успех этого продукта будет зависеть от потребителей.Председатель: Дастин Болер, Иллинойский университет, Урбана.
Ключевые слова: чистое мясо, культивированное мясо, лабораторное мясо, искусственное мясо, мясо in vitro
QTA2020-1, 16 с., Апрель 2020 г., доступно бесплатно онлайн.
Отчет о воздействии публикации— апрель 2021 г.
Председатель рабочей группы
Дастин Болер
Автор (ы) Целевой группы
Мин Хо Ким
Джесс Кригер
Дженнифер Мартин
Эндрю Милковски
Пол Моздзяк
Брайан П.Сильвестр
Рецензенты оперативной группы
Джимми Китон
Джейсон Ласк
Нил Стивенс
Контактная информация Совета оперативной группы
Анна Дилгер
Справка Поддержка CAST
Ваше пожертвование в пользу CAST помогает поддержать миссию CAST по распространению информации о науке для решения задачи производства достаточного количества продуктов питания, клетчатки и топлива для растущего населения. Мы ценим каждый подарок, независимо от его размера.
Введение в ткани животных. Атлас гистологии растений и животных
Ткань (от латинского texere = переплетение) — это группа клеток, которые работают вместе, чтобы выполнять одну или несколько функций в организмах, таких как растения и животные. Эти клетки общаются и прикрепляются друг к другу посредством прямых контактов между клетками и через промежуточные молекулы, подобные тем, которые образуют внеклеточный матрикс. Каждый орган тела образован несколькими типами тканей.Раздел науки, посвященный тканям растений и животных, известен как гистология. Это в основном описательная дисциплина, которая использует световую и электронную микроскопию для описания морфологии тканей. Анатомия и организация тканей важны для понимания нормальной физиологии и патологии органов. Гистопатология — это раздел гистологии, который занимается изменениями и заболеваниями тканей.
Несмотря на большое разнообразие форм и функций клетки организма, гистологи традиционно делят ткани на четыре основных типа:
Эпителиальная ткань.Он состоит из плотно упакованных клеток, расположенных слоями с множеством стыков клеточной адгезии. Эпителий покрывает внешние поверхности тела и внутренние полости. Кроме того, эпителиальные клетки образуют большинство желез тела.
Соединительные ткани. Они представляют собой разнообразную группу тканей, для которой характерно выступающее значение внеклеточного матрикса, который играет важную роль в функциях тканей. Соединительные ткани дифференцируются от мезенхимальных клеток эмбриона и могут быть обнаружены по всему телу животного.Поддержка, питание и накопление — типичные функции соединительных тканей. Далее гистологи классифицируют соединительную ткань на несколько подтипов: собственно соединительную, жировую, хрящевую, кость и кровь.
Мышечная ткань. Он состоит из мышечных клеток, которые могут уменьшать свою длину. Сокращение клеток вызывает движение частей тела и, следовательно, позволяет животным перемещаться с места на место.
Нервная ткань. Высокоспециализированные клетки, обрабатывающие информацию (нейроны и глия), образуют нервную ткань.Эта ткань получает информацию, поступающую как из внутренней, так и из внешней среды, объединяет эту информацию и отправляет результат другим клеткам или обычно мышечным клеткам.
.