Buňka je základní jednotkou všeho živého, kromě virů. Všechna ostatní zvířata, rostliny, bakterie – vše se skládá z buněk. I naše vlasy a nehty jsou stavěny z mrtvých buněk.
Lidské tělo se podle konzervativních odhadů skládá z 30 bilionů buněk. Pro srovnání, na Zemi žije pouze 7 miliard lidí. Přemýšlejte o tom – každý z nás se skládá z obrovského množství malých živých bytostí, kterých je 4200krát více než lidí na celé naší planetě!
Kromě toho je každá buňka, navzdory své malé velikosti, zcela nezávislá věc a je omezena od vnějšího světa hustou, ale elastickou membránovou stěnou. Buňka se rodí, žije, živí se, dělí se a umírá. Uvnitř něj probíhá jeho vlastní metabolismus.
A navzdory své malé velikosti je buňka neuvěřitelně složitá. Buňka je, když ne celý svět, pak určitě obrovská biochemická rostlina. Skládá se ze samostatných „dílen“ – organel, které mají určitou autonomii.
Sekční struktura buňky
I jedna z nejjednodušších organel, buněčná membrána (v podstatě obyčejná přepážka!) překvapuje svou složitostí. A to mu umožňuje plnit desítky různých funkcí. A mitochondrie mají dokonce svou vlastní DNA! To znamená, že kdysi, v dávných dobách, byli nezávislými organismy.
Buněčná membrána je možná nejjednodušším prvkem buňky
Typy buněk a jejich vzhled
Lidské tělo se skládá z mnoha různých typů buněk. Jsou úplně jiné. Tedy absolutně. Nervové buňky se od buněk, řekněme, střev liší jako nebe a země. Mimochodem, ve skutečnosti existuje také mnoho typů nervových buněk a navzájem se málo podobají.
Panethova buňka tenkého střeva. Poskytují antibakteriální ochranu.
Nervová buňka typu neuronů ve tvaru vřetena (jinak známá jako neurony von Economo). Slouží k rychlému přenosu informací.
Nervová buňka typu Purkyňova buňka
Celkový typy buňky v lidském těle ještě nebyly přesně stanoveny, protože vědci neustále objevují stále nové a nové typy. Ale je známo více než 200 základních typů buněk, a to nepočítám podtypy.
Tvary buněk jsou zcela odlišné – koule, krychle, rovnoběžnostěny, složité mnohostěny, vlákna, „keře“, . a obecně beztvaré buňky, jejichž tvar lze jen těžko definovat jedním slovem.
Celkově vzato fantastická rozmanitost typů, tvarů, barev a funkcí.
Ano, člověče, jeho struktura je složitá.
Životnost tělesných buněk.
Smrtelné a nesmrtelné buňky.
Většina buněk v těle se objevuje a zaniká během života člověka a na jejich místo nastupují nové. To jsou relativně vzato smrtelné buňky. Rozmnožují se normálním dělením (mitózou), a proto se jejich počet nesnižuje – místo mrtvých nastupují nové. Střevní buňky tak žijí v průměru až 5 dnů, krevní destičky až 10 dnů, červené krvinky – 120 dnů, kožní buňky od 10 do 30 dnů a játra – asi 480 dnů. To znamená, že za 80 let života člověk kompletně „změní“ střeva téměř 6000krát a játra pouze 60krát.
Existují však buňky, které mohou žít více než 100 let. Budeme jim podmíněně říkat „nesmrtelní“. V těle jich je méně než „smrtelníků“, ale číslo je stále působivé. Existuje tedy minimálně 85 miliard neuronů – buněk nervového systému. Kromě nich jsou nesmrtelné i zárodečné buňky a také některé svalové buňky.
Navzdory své podmíněné nesmrtelnosti tyto buňky docela úspěšně umírají na, řekněme, nehody. Na jejich místo ale stále přicházejí noví. Neurony se tak objevují z kmenových buněk, které jsou obrazně řečeno „výřezy“, „výřezy“ pro produkci nových buněk téměř jakéhokoli typu. Jsou také nesmrtelné, protože je lze dělit nekonečněkrát. Mezi podmíněně nesmrtelné patří, bohužel, rakovinné útvary, které také nemají žádný limit dělení. Obyčejné, „smrtelné“ buňky se mohou dělit asi 52krát, o něco více nebo o něco méně (počet jejich možných dělení se nazývá „Hayflickův limit“).
Tato „nespravedlnost“ je zřejmě spojena s přirozeným procesem zkracování koncových úseků tzv. telomery (ze starořeckého τέλος – konec a μέρος – část) – koncové úseky chromozomů. S každým dělením normální buňky (a těchto dělení může být plus minus 52) se telomery zkracují. Když úplně zmizí, tělo buňku jednoduše zabije, protože ji považuje za starou a bezcennou. Proces „plánovaného zabíjení“ buněk se nazývá apoptóza.
Zároveň však tělo pravidelně zásobuje „nesmrtelné“ buňky (včetně rakovinných!) speciálním enzymem telomerázou, která prodlužuje telomery a eliminuje tak potřebu apoptózy.
To je mimochodem důvod, proč je tak těžké porazit rakovinu. K tomu musíte zabránit tomu, aby tělo zásobovalo rakovinu telomerázou. Ale zatím nevíme, jak to udělat.
Ale to se určitě dozvíme.
Chemické složení buňky
U různých typů buněk je to přirozeně různé, ale obecně se dá mluvit o určité konzistenci ve složení (nikoli však o obsahu konkrétních prvků, které se výrazně liší).
Složení buňky zahrnuje téměř celou periodickou tabulku (kromě nejtěžších prvků) a plus velké množství organických sloučenin. To znamená, že můžeme říci, že buňka obsahuje téměř vše, co existuje v přírodě. V současné době se předpokládá, že buňka obsahuje asi 90 chemických prvků. 25 z nich je důležitých pro normální fungování těla a 18 je životně důležitých.
Anorganická látky se obvykle dělí do 4 skupin:
Bioelementy (jinak známé jako organogeny)
| Prvek | Obsah% |
| Kyslík | 65-75 |
| Uhlík | 15-18 |
| Vodík | 8-10 |
| Dusík | 2-3 |
| Pouze | OK. 98 % |
Makroelementy (neboli minerály)
| Prvek | Obsah% |
| Vápník | 0,04-2,00 |
| Fosfor | 0,2-1,0 |
| Draslík | 0,15-0,4 |
| Síra | 0,15-0,2 |
| Chlor | 0,05-0,1 |
| Sodík | 0,02-0,03 |
| Hořčík | 0,02-0,03 |
| Železo | 0,01-0,015 |
| Pouze | až 1.98% |
Mikroelementy (jinak známé jako minerály)
| Prvek | Obsah% |
| Zinek | na 0,001 |
| Měď | na 0,001 |
| Chrome | na 0,001 |
| Vanad | na 0,001 |
| Vanad | na 0,001 |
| Německo | na 0,001 |
| Jod | na 0,001 |
| Mangan | na 0,001 |
| Kobalt | na 0,001 |
| Nikl | na 0,001 |
| selen | na 0,001 |
| Fluorid | na 0,001 |
| Ruthenium | na 0,001 |
| Molybden | na 0,001 |
| Бор | na 0,001 |
| Pouze | až 0.02% |
Ultramikroelementy
| Prvek | Obsah% |
| Zlato | na 0,0000001 |
| Stříbro | na 0,0000001 |
| Platina | na 0,0000001 |
| Rtuť | na 0,0000001 |
| Cesium | na 0,0000001 |
| Berýlium | na 0,0000001 |
| Rádium | na 0,0000001 |
| Uran | na 0,0000001 |
| a asi 50 dalších | |
| Pouze | méně než 0.00001% |
Organické látky sestávající z anorganických chemických prvků tvoří v průměru následující procenta celkové hmotnosti buňky:
| Látka | Obsah% |
| Proteiny a aminokyseliny | 10-20 |
| Tuky (lipidy) | 1-5 |
| Sacharidy (mono-, di- a polysacharidy) | 0,2-2,0 |
| Nukleové kyseliny (biopolymery, včetně DNA a RNA) | 1-2 |
| Nízkomolekulární organické látky, vč. adenosintrifosfát | 0,1-0,5 |
| Biologicky aktivní látky a enzymy | OK. sto |
Všechny prvky a látky, které tvoří buňku, plní jednu a často mnoho funkcí. Účel některých ultramikroelementů však dosud nebyl stanoven.
Buněčná výživa
Buněčná výživa je proces zachycení (jinak internalizace) potřebných látek z vnějšího prostředí, někdy ve formě jednotlivých molekul chemických prvků, někdy celých skupin (částic potravy). Téměř všechny chemické prvky, které tvoří buňky, si tělo nesyntetizuje a musí pocházet zvenčí.
Aby buňka mohla zachytit potřebné látky, musí nejprve vstoupit do tzv. extracelulární matrix – látka, která vyplňuje prostor mezi buňkami. Matrice také zahrnuje krevní plazmu a lymfatickou tekutinu.
Molekuly kyseliny hyaluronové (červeno-oranžová) v extracelulární matrix
Matrice obsahuje kolagen, fibrin, elastin, glykoproteiny, proteoglykany, kyselinu hyaluronovou a také v menším množství fibronektiny, lamininy a nidogeny. Matrice sama přirozeně potřebuje pro své součásti „stavební materiál“, který musí být také přiváděn zvenčí.
Buňka má dva zásadně odlišné způsoby, jak využít přijatou výživu. První z nich – asimilace – znamená, že molekuly živin jsou zachycovány a buňkou buď přímo absorbovány, nebo jsou buňkou použity k vytvoření dalších molekul, které potřebuje. Druhá – disimilace (neboli buněčné dýchání) – zahrnuje přeměnu výsledných látek na energii nutnou k plnění různých funkcí.
Buňka nejen vyživuje, ale také odstraňuje zbytky své životně důležité činnosti. A také přes membránu, odkud jsou odváděny dále, přes lymfatické a další systémy těla. To znamená, že buňka, stejně jako člověk, má skutečný trávicí systém.
Je přirozené předpokládat, že normální „trávení“ buněk je základem zdraví celého těla. Při sestavování jídelníčku bychom proto měli myslet ne na to, jak naplnit žaludek, ale na to, jak dodat všem buňkám potřebnou výživu. A to, jak jsme již zjistili, není více a méně než 90 chemických prvků. A pokud obvykle nejsou problémy s bioprvky, pak potíže začínají na úrovni makroprvků. Někteří dorazí více, jiní méně a další zcela chybí. S mikroelementy je situace ještě horší. Lidské tělo má obrovský zdroj pro přežití i při té nejhnusnější stravě (například jako tibetští mniši), ale my mluvíme konkrétně o přežití, a ne o plnohodnotném životě a ještě více o rozšiřování jeho schopností. Vědci proto stále častěji nastolují otázku dostatečné výživy buněk. Každý z nás to musí vyřešit co nejdříve a úplně.
Triliony buněk v lidském těle přicházejí ve všech tvarech a velikostech. Tyto drobné struktury jsou základní jednotkou živých organismů. Buňky tvoří orgánové tkáně, které tvoří orgánové systémy, které spolupracují na udržení fungování těla.
V těle jsou stovky různých typů buněk a každý typ buňky je vhodný pro roli, kterou plní. Buňky trávicího systému se například strukturou a funkcí liší od buněk kosterního systému. Bez ohledu na rozdíly jsou buňky těla přímo nebo nepřímo závislé na sobě, aby tělo fungovalo jako celek. Níže jsou uvedeny příklady různých typů buněk v lidském těle.
Kmenové buňky
Kmenové buňky jsou jedinečné buňky v těle, protože jsou nespecializované a mají schopnost vyvinout se ve specializované buňky pro konkrétní orgány nebo tkáně. Kmenové buňky jsou schopny se vícenásobně dělit, aby doplnily a opravily tkáň. V oblasti výzkumu kmenových buněk se vědci snaží využít obnovitelných vlastností tím, že je využívají k vytváření buněk pro opravu tkání, transplantaci orgánů a léčbu nemocí.
Kostní buňky
Kosti jsou typem mineralizované pojivové tkáně a hlavní složkou kosterního systému. Kostní buňky tvoří kost, která se skládá z matrice minerálů kolagenu a fosforečnanu vápenatého. V těle existují tři hlavní typy kostních buněk. Osteoklasty jsou velké buňky, které rozkládají kost pro resorpci a asimilaci. Osteoblasty regulují mineralizaci kostí a produkují osteoid (organická hmota kostní matrice). Osteoblasty dozrávají za vzniku osteocytů. Osteocyty pomáhají při tvorbě kostí a udržují rovnováhu vápníku.
krvinky
Od transportu kyslíku po celém těle až po boj s infekcí jsou krevní buňky životně důležité. V krvi jsou tři hlavní typy buněk – červené krvinky, bílé krvinky a krevní destičky. Červené krvinky určují typ krve a jsou také zodpovědné za transport kyslíku do buněk. Bílé krvinky jsou buňky imunitního systému, které ničí patogeny a poskytují imunitu. Krevní destičky pomáhají zahušťovat krev a zabraňují nadměrné ztrátě krve z poškozených cév. Krevní buňky jsou produkovány kostní dření.
Svalové buňky
Svalové buňky tvoří svalovou tkáň, která je důležitá pro tělesný pohyb. Tkáň kosterního svalstva se připojuje ke kostem, aby napomáhala pohybu. Buňky kosterního svalstva jsou pokryty pojivovou tkání, která chrání a podporuje svazky svalových vláken. Buňky srdečního svalu tvoří nedobrovolný srdeční sval. Tyto buňky napomáhají kontrakci srdce a jsou vzájemně propojeny prostřednictvím interkalovaných disků, aby synchronizovaly srdeční rytmus. Tkáň hladkého svalstva není stratifikovaná jako srdeční nebo kosterní sval. Hladký sval je mimovolní sval, který tvoří tělesné dutiny a stěny mnoha orgánů (ledviny, střeva, cévy, dýchací cesty plic atd.).
tukové buňky
Tukové buňky, nazývané také adipocyty, jsou hlavní buněčnou složkou tukové tkáně. Adipocyty obsahují triglyceridy, které mohou být energeticky využity. Při ukládání tuku tukové buňky nabobtnají a získávají kulatý tvar. Při použití tuku se tyto buňky zmenšují. Tukové buňky mají také endokrinní funkci, protože produkují hormony, které ovlivňují metabolismus pohlavních hormonů, regulaci krevního tlaku, citlivost na inzulín, ukládání nebo využití tuku, srážení krve a buněčnou signalizaci.
Kožní buňky
Kůže se skládá z vrstvy epiteliální tkáně (epidermis), která je podporována vrstvou pojivové tkáně (dermis) a podkožní vrstvou. Nejvzdálenější vrstva kůže je tvořena buňkami dlaždicového epitelu, které jsou těsně nahromaděny. Kůže chrání vnitřní struktury těla před poškozením, zabraňuje dehydrataci, působí jako bariéra proti choroboplodným zárodkům, ukládá tuk, produkuje vitamíny a hormony.
Nervové buňky (neurony)
Buňky nervové tkáně neboli neurony jsou základní jednotkou nervového systému. Nervy přenášejí signály mezi mozkem, míchou a orgány těla prostřednictvím nervových impulsů. Neuron se skládá ze dvou hlavních částí: těla buňky a nervových procesů. Centrální buněčné tělo zahrnuje neuronové jádro, přidruženou cytoplazmu a organely. Nervové procesy jsou „prstové“ výběžky (axony a dendrity) vybíhající z těla buňky a jsou schopné vést nebo přenášet signály.
endoteliální buňky
Endoteliální buňky tvoří vnitřní výstelku kardiovaskulárního systému a struktury lymfatických systémů. Tyto buňky tvoří vnitřní vrstvu krevních cév, lymfatických cév a orgánů, včetně mozku, plic, kůže a srdce. Endoteliální buňky jsou zodpovědné za angiogenezi neboli tvorbu nových krevních cév. Regulují také pohyb makromolekul, plynů a tekutin mezi krví a okolními tkáněmi a pomáhají regulovat krevní tlak.
Pohlavní buňky
Pohlavní buňky nebo gamety jsou reprodukční buňky produkované v mužských a ženských reprodukčních orgánech. Mužské gamety nebo spermie jsou pohyblivé a mají strukturu podobnou dlouhému ocasu zvanou bičík. Samičí reprodukční buňky nebo vajíčka jsou nepohyblivé a relativně velké ve srovnání se samčí gametou. Při sexuální reprodukci se pohlavní buňky během oplodnění spojí a vytvoří zygotu. Zatímco jiné buňky v těle se replikují mitózou, gamety se rozmnožují meiózou.
Rakovinové buňky
Rakovina je výsledkem vývoje abnormálních vlastností v normálních buňkách, což jim umožňuje nekontrolovatelné dělení a šíření jinde v těle. Vývoj rakovinných buněk může být způsoben mutacemi, ke kterým dochází v důsledku faktorů, jako jsou chemikálie, záření, ultrafialové světlo, chyby replikace chromozomů nebo virová infekce. Rakovinné buňky se znecitliví na signály proti růstu, rychle se množí a ztrácejí schopnost podstoupit apoptózu neboli programovanou buněčnou smrt.
