Методы исследования химического состава и метаболизма клеток и тканей

Цито- и гистохимические методы позволяют выявить локализацию различных химических веществ в структурах клеток, тканей и органов- ДНК, РНК, белков, липидов, аминокислот, солей, витаминов и др. Эти методы основаны на специфичности реакции между химическим реактивом и субстратом, входящим в состав клеточных и тканевых структур, и окрашивании продуктов химических реакций.

Для изучения макромолекул клеток используют очень чувствительный методы с применением радиоактивных изотопов и антител, позволяющие обнаружить даже небольшое содержание молекул (менее 1000 единиц). Метод радиографии даёт возможность наиболее полно изучить обмен веществ в различных структурах клетки. В основе метода лежит использование радиоактивных элементов (фосфор 32, углерода 14, сера 35, тритий и т.д.) или меченых ими соединений. Радиоактивные вещества в гистологических срезах обнаруживают с помощью фотоэмульсии, которую наносят на препарат и затем проявляют. В участках, где фотоэмульсия соприкасается с радиоактивным веществом, происходит фотореакция, в результате которой образуются засвеченные участки (треки), по которым можно определить, например, скорость включения меченых аминокислот в белки, образование йода в клетках щитовидной железы и многое другое.

Центрифугирование. С помощью центрифуги клетки можно разделить на органеллы и макромолекулы. Клетки разгоняется в центрифуге и вначале оседают более крупные частицы (ядра и цитоскелет), а потом- более мелкие, включая органеллы. Например, 80-S и 70-S рибосомы, где S- коэффициент седиментации.

Хроматография используется для фракцирования (разделения) белков.

Электрофорез позволяет разделить белковые молекулы с различным зарядом при помещении их растворов в электрическое поле.

Морфометрические методы

Позволяют с помощью специальных сеток определить число любых структур, их площади, диаметры и др. В частности, в клетках могут быть измерены площади ядер, цитоплазмы, их диаметры, ядерно-цитоплазматические отношения и др. Сейчас наиболее распространена автоматизированная морфометрия, при которой все параметры измеряются и регистрируются приборами автоматически.

3. Основные проявления жизнедеятельности клеток человека

Функциональное    состояние клеток	Структурные    и биохимические основы процессов
Рост	Воспроизводство   структурных белков и других структурных молекул.
Размножение	Репликация   генов и последующий рост клеток.
Дифференцировка	Формирование   органоидов и ферментных систем.
Движение	Изменение   пространственной конфигурации сократительных белков.
Проводимость	Проведение   волны возбуждения – перенос ионов через мембраны.
Раздражимость	Реакция   на раздражитель за счет рецепторных белков, свойств плазмолеммы и других   элементов клетки.
Эндоцитоз (фагоцитоз, пиноцитоз)	Захват   цитолеммой веществ, их лизис ферментами лизосом.
Секреция	Синтез   эндоплазматической сетью веществ, оформление их в комплексе Гольджи в   секреторные гранулы, выход из клетки.
Мембранный   двухсторонний перенос веществ	За   счет разности концентраций веществ (пассивный перенос) и мембранных белков –   переносчиков (активный энергозависимый процесс).
Синтез   мембран клетки и других структур (внутриклеточная регенерация)	Сборка   макромолекул на рибосомах (полисомах), биохимические процессы с участием   ферментов.
Синтез   энергии	Синтез   макроэнергетических молекул, перенос электронов в митохондриях, расщепление   макроэргических связей.
Митоз	Наиболее   универсальный способ репродукции соматической клетки (стадии см. ниже) –   непрямое деление.
Амитоз	Деление   изменённых клеток, сопровождается неравномерным распределением генетического   материала, часто отсутствует деление цитоплазмы.
Мейоз	Деление   ядра эукариотической клетки с уменьшением числа хромосом в два раза.   Происходит в два этапа (редукционный и эквационный этапы мейоза).
Эндомитоз	Незаконченный   митоз, в результате которого образуется полиплоидная, или многоядерная, клетка. Такой способ репродукции характерен дни нейронов, гепатоцитов, мегакариоцитов и некоторых других клеток.
Паранекроз	Неспецифическая   реакция, которая возникает в результате старения клетки или в ответ на   воздействие неблагоприятных факторов и приводит к нарушению внутреннего   равновесия в клетке. В основе – обратимая денатурация белков.
Некроз	Форма   гибели клетки. В основе –необратимая   коагуляция белков, протеолиз.
Апоптоз	Запрограммированная   гибель клеток, вызываемая   внутренними или внешними сигналами, которые сами по себе не являются   токсичными или деструктивными. Является энергозависимым общебиологическим   механизмом, ответственным за поддержание постоянства численности клеток, формообразование, выбраковку дефектных клеток в органах и тканях. В   опухолевых клетках апоптоз снижен.

Кле́точный цикл — это период существования клетки от момента её образования путём деления материнской клетки до собственного деления или гибели. Включает в себя интерфазу (пресинтетический G1, синтетический S и постсинтетический G2 периоды; репликация ДНК происходит в синтетическом периоде!) и собственно митотическое деление.

Обмен веществ — это поступление в клетку необходимых для ее метаболизма веществ и удаление ненужных веществ или продуктов распада

Движение цитоплазмы- обеспечивает транспорт веществ из одного места в другое, транспорт сигнальных молекул и др.

Также относятся процессы дыхания, питания, роста (включая дифференцировку) и др.