Что известно о человеческом организме? Сколько клеток в организме взрослого человека? Как они растут и развиваются, для чего предназначены? Во всем мире ученые пытаются разгадать эти загадки.
Что такое клетка?
Ученые изучают организмы растений, животных, людей. Клетка - это самая малая часть любого организма. В теле человека их очень много, более 100 триллионов. Точное число неизвестно. Сколько клеток в организме человека умирает ежедневно? Количество зависит от предназначения. Так, например, у кишечного эпителия - 70 миллиардов в сутки, кровяных - 2 миллиарда, а клетки нервной системы не восстанавливаются после отмирания.
Впервые о клетках узнал в 1665 году Он понял, что чем взрослее человек, тем больше этих структурных элементов в его организме. Нельзя точно посчитать, , потому что они отмирают и рождаются ежеминутно.
Строение и функции
Нельзя сказать, сколько примерно клеток в организме человека, но ученые точно знают, что они имеют сложное строение.
Большинство состоит из:
- ядра, его называют сердцем клетки;
- цитоплазмы;
- ядрышка;
- митохондрий;
- оболочки ядра;
- эндоплазматического сетчатого образования;
- рибосом;
- лизосом;
- ямок и пор;
- оболочки клетки, которая обеспечивает целостность, регулирует внутриклеточный баланс.
Функции связаны с синтезом веществ. вырабатывают гормоны или ферменты. Молочные железы производят молоко, поджелудочная - инсулин. Некоторые ничего не синтезируют, например клетки мышц.
Вне зависимости от того, сколько клеток в организме человека, без него они не выживут. Клетки, как элементы мозаики, составляют единый организм.
Клетки крови
Из чего же состоит жидкость, которая течет по венам людей? Она содержит плазму и клеточные элементы:
- красные кровяные тельца - эритроциты;
- тромбоциты;
- белые кровяные тела - лейкоциты.
Пигментные клетки
Меланоциты в организме человека отвечают за цвет кожи, волос, глаз и некоторых внутренних органов. Такие клетки содержат в цитоплазме пигменты, обуславливающие их действие. Меланоциты выполняют еще и защитную функцию от ультрафиолетовых лучей, отвечают за загар. Клетки по виду древообразные.
Клетки нервной системы
Это одни из тех, что не восстанавливаются после отмирания. Их научное название - нейроны. Их задача - обрабатывать и передавать информацию с помощью производимых ими электрических импульсов. Нейроны делятся на несколько видов:
- сенсорные (отвечают за реакцию на свет, звук);
- двигательные;
- интернейроны.
В состав входит тело аксон. По своему строению они также разделены на несколько групп. Нервная система человека содержит около 10 миллиардов нейронов. Ежегодно около 10 тысяч отмирают и уже не восстанавливаются. Чем старше человек, тем меньше их остается.
Половые клетки
Сколько клеток в организме человека отвечают за размножение? Их два вида, они делятся на мужские - сперматозоиды - и женские - яйцеклетки. Мужская половая клетка по размеру значительно крупнее женской, так как содержит большее количество цитоплазмы. Впервые их открыли в 1677 году, а сами термины появились в начале 19-го века.
Несмотря на то что нельзя точно сказать, сколько клеток в организме человека, ученые изучили практически все их виды. Их участие напрямую связано с существованием всего живого на планете Земля. Ученые пытаются научиться самостоятельно выращивать человеческие клетки в условиях исследовательских лабораторий. Возможно, у них это получится.
Кажется, ответ на вопрос: «Сколько живут клетки?» — очевиден: ровно столько, сколько длится жизнь человека. Но верно это лишь отчасти, потому что далеко не все клетки нашего тела способны существовать сто с лишним лет. А именно такой максимальный срок отведён человеку природой. Как и любая живая материя, клетки стареют, изнашиваются, а затем гибнут. Одни раньше, другие позже.
В начале внутриутробного развития все клетки зародыша одинаковы. Затем, благодаря заложенной в них генетической программе, они приобретают разные свойства. В результате распределения ролей какие-то клетки получают способность выполнять только одну задачу, а какие-то — множество.
«Узкие специалисты» сосредоточивают силы на чём-то одном; если они будут разбрасываться, для главного не останется времени. Что произойдёт, если, например, нейроны кроме образования и передачи нервного импульса начнут делиться? Прекратится жизнь всего организма. Именно поэтому жизнь нейронов так длинна. Другие долгожители — мышечные клетки. Срок их службы рассчитан более чем на сто лет, но за эту долговечность иногда приходится очень дорого расплачиваться. Так, гибель даже небольшого участка сердечной мышцы может привести к трагическим последствиям. Никакие иные клетки не смогут выполнять их работу, значит, важные функции организма навсегда будут утрачены.
У большинства многофункциональных клеток тоже есть свои самые главные задачи. Почему же они не живут так долго? Здесь природа всё рассчитала точно: чем короче век тех или иных клеток, тем быстрее они обновляются. Кожный эпидермис, например, обновляется через 1—2 недели. Это происходит за счёт специальных ростковых клеток, лежащих в нижнем клеточном слое. Молодые клетки постепенно поднимаются на поверхность, а через определённое время гибнут. Интересно, что, прекратив активное существование, клетки наружного слоя эпидермиса продолжают служить человеку. Они образуют роговые чешуйки, которые защищают кожу от повреждений.
Меньше всех в организме живут клетки кишечного эпителия — всего 1—2 дня. Но кишечник никогда не останется без эпителиального покрова. За день в нём замешается около 70 млрд клеток! Если подсчитать, то получится, что каждые 3— 4 дня у нас в животе образуется совершенно новый кишечник.
Довольно долго — больше года — живут клетки печени. За это время они совершают очень много полезного. Гораздо короче век эритроцитов — основных клеток крови. С момента их образования в красном костном мозге до момента гибели в селезёнке (её называют кладбищем эритроцитов) проходит примерно 3 месяца. Некоторые клетки крови живут ещё меньше. Тромбоциты, например, существуют не более 8—10 дней.
Хотя живучесть разных клеток неодинакова, все они в равной мере важны для организма. И нейроны, способные трудиться целый век, и клетки эпителия, которые служат всего несколько дней.
Если внимательно изучить организм человека, появится понимание, что его образуют самые разные и важные части. Все эти компоненты объединяет одна общая черта: они состоят из клеток. Клетки представляют собой крошечные строительные блоки жизни. Большинство из них так малы, что их можно увидеть только через микроскоп.
Какого они размера?
Клетки различаются по размеру в зависимости от их типа и функций. Человеческое тело, например, имеет около 200 различных типов клеток. Средняя клетка будет иметь объем всего четыре миллиардных доли кубического сантиметра при весе в один нанограмм!
Учитывая такой крошечный размер, в теле человека должно быть много клеток, но подсчитать точное количество просто невозможно. Во-первых, их нельзя видеть! Что еще более важно, клеток просто слишком много.
Ученые, однако, воспользовались некоторыми продвинутыми методами математики, чтобы вычислить то, что они считают показателем среднего количества клеток в обычном человеческом теле.
Как они могли это сделать?
Некоторые специалисты пытались оценить количество клеток в человеческом организме на основе веса средней клетки и веса среднего человеческого тела. Делая такую простую арифметику, удалось достигнуть результата - около 70 триллионов клеток!
Другие ученые попытались оценить количество клеток в организме человека, основываясь на объеме средней клетки и объеме среднестатистического человеческого организма. Расчеты, основанные на объеме, дали оценку примерно в 15 триллионов клеток. Вот такая получилась разница между двумя оценками.
Проведя более сложные эксперименты, ученые поняли, что различные типы клеток отличаются плотностью и размером. Чтобы получить наиболее точный расчет, команда специалистов решила изучить объем и плотность каждого типа клеток в организме. Например, их исследования показали, что среднее человеческое тело имеет 50 миллиардов жировых клеток и два миллиарда клеток сердечной мышцы. Это очень большое количество, но красных кровяных клеток гораздо больше, около 20-30 триллионов !
И каков общий итог?
Ученые пришли к выводу, что в среднем человеческое тело содержит около 37,2 триллионов клеток! Конечно, конкретное тело будет иметь больше или меньше клеток, чем полученная цифра, в зависимости от размера по сравнению со средними показателями человека. Тем не менее, это хорошая отправная точка для оценки количества клеток в нашем теле!
Сколько клеток в нашем организме? Вы знаете ответ? Ученые до сих пор выясняют точное число. Но исследования не заканчивают.
Если ответить коротко, тело среднестатистического человека состоит из 30-40 триллионов клеток. Если углубиться, ученые пока не знают точного числа. К тому же, стоит ли учитывать бактерии, которые присутствуют в теле и на нем, вот еще вопрос.
Фактически, большую часть клеток в теле составляют эритроциты. Несмотря на то, что они составляют более 80 процентов нашего тела, они представляют всего около 4 процентов от его общей массы. Это объясняется тем, что диаметр эритроцитов - в среднем 8 микрометров, что в 10 раз меньше диаметра среднего человеческого волоса.
Напротив, средний размер жировой клетки составляет 100 микрометров. составляют почти 19 процентов массы тела, но вносят менее 0,2 процента в общее количество клеток.
Почему же так сложно определить точное количество клеток в организме?
Отсутствие скоординированных усилий
В 2013 году команда исследователей из Греции, Италии и Испании опубликовала оценку количества клеток в организме. Они использовали данные других исследований об отдельных органах и некоторые математические модели, чтобы получить свои результаты.
По их мнению, количество клеток составляло 37,2 трлн, плюс или минус около 0,81 трлн.
Старший автор Пьерлуиджи Стрипполи , адъюнкт-профессор прикладной биологии в университете Болоньи в Италии, сообщил, что «трудно получить точные данные для диффузных систем», таких как кровеносные сосуды и нервы. На самом деле, команда не смогла исследовать все органы и типы клеток в организме, поэтому это число является «первоначальным усилием».
Клетки человека и бактерии
Фактически, они выполнили два разных расчета. Первый оценивает количество клеток мужчины весом 100 килограммов, используя средний объем клетки от 1000 до 10000 кубических микрометров. Это дало им «точку отсчета» в диапазоне от 30 до 40 триллионов клеток.
Затем они вычислили фактическое число пяти наиболее распространенных типов клеток у среднего взрослого мужчины, на долю которых приходится 97 процентов клеток в организме. Таким образом, было установлено, что 84% из 30 триллионов клеток составляют эритроциты.
Однако, человеческие клетки не являются единственными клетками в нашем теле. Хотя в предыдущих исследованиях было установлено, что , профессор Мило и его коллеги пересмотрели это число. Оно составляет примерно 38 трлн.
Интересно, что, несмотря на такое большое количество, бактерии намного меньше, чем человеческие клетки, и составляют всего 200 граммов общей массы тела, по словам профессора Мило.
Учитывая, почти равное количество клеток и бактерий в нашем организме можно утверждать, что мы являемся людьми настолько, насколько же и бактериями , с общим числом клеток в 70 триллионов.