Tkáň (biologie) - Tissue (biology)

Mikroskopický pohled na histologický vzorek lidské plicní tkáně obarvený hematoxylinem a eosinem .

V biologii je tkáň buněčnou organizační úrovní mezi buňkami a kompletním orgánem . Tkáň je soubor podobných buněk a jejich extracelulární matrice stejného původu, které společně plní specifickou funkci. Orgány jsou pak tvořeny funkčním seskupením více tkání.

Anglické slovo „tkáň“ pochází z francouzského slova „tkáň“, což znamená něco, co je „tkané“, z minulého příčestí slovesa tkáň, „tkát“.

Studium tkání je známé jako histologie nebo v souvislosti s nemocí jako histopatologie . Xavier Bichat je považován za „otce histologie“. Histologie rostlin se studuje v anatomii i fyziologii rostlin . Klasickými nástroji pro studium tkání jsou parafínový blok, do kterého je tkáň vložena a poté rozříznuta, histologické barvení a optický mikroskop . Vývoj v elektronové mikroskopii , imunofluorescenci a použití zmrazených řezů tkáně vylepšil detaily, které lze v tkáních pozorovat. Pomocí těchto nástrojů lze zkoumat klasický vzhled tkání z hlediska zdraví a nemoci , což umožňuje značné upřesnění lékařské diagnózy a prognózy .

Rostliny

Průřez na lnu stonku rostliny s několika vrstvami různých typů tkání:
1. dřeň
2. Protoxylem
3. Xylém I
4. lýko I
5. sklerenchym ( lýková vlákna )
6. Cortex
7. Epidermis

V rostlinné anatomii jsou tkáně široce rozděleny do tří tkáňových systémů: epidermis , pozemní tkáň a vaskulární tkáň .

Rostlinné tkáně lze také rozdělit různě na dva typy:

  1. Meristematické tkáně
  2. Trvalé tkáně.

Meristematická tkáň

Meristematická tkáň se skládá z aktivně se dělících buněk a vede ke zvýšení délky a tloušťky rostliny. Primární růst rostliny se vyskytuje pouze v určitých specifických oblastech, například ve špičkách stonků nebo kořenů. Právě v těchto oblastech je přítomna meristematická tkáň. Buňky tohoto typu tkáně mají zhruba sférický nebo polyedrický až obdélníkový tvar s tenkými buněčnými stěnami . Nové buňky produkované meristemem jsou zpočátku buňkami samotného meristému, ale jak nové buňky rostou a zrají, jejich vlastnosti se pomalu mění a diferencují se jako složky meristematické tkáně, přičemž jsou klasifikovány jako:

  • Apikální meristém : Přítomný na rostoucích špičkách stonků a kořenů prodlužuje délku stonku a kořene. Tvoří rostoucí části na vrcholech kořenů a stonků a jsou zodpovědné za prodloužení délky, nazývané také primární růst. Tento meristém je zodpovědný za lineární růst orgánu.
  • Boční meristém : Buňky, které se dělí hlavně v jedné rovině a způsobují zvětšení průměru a obvodu orgánu. Boční meristém se obvykle vyskytuje pod kůrou stromu jako korkové kambium a v cévních svazcích dvouděložných jako vaskulární kambium . Aktivita tohoto kambia tvoří sekundární růst.
  • Interkalární meristém : Nachází se mezi trvalými tkáněmi, obvykle je přítomen na bázi uzlu, internodu a na listové bázi. Jsou zodpovědné za růst délky rostliny a zvětšování velikosti internodie. Výsledkem je tvorba a růst větví.

Buňky meristematické tkáně mají podobnou strukturu a mají tenkou a elastickou primární buněčnou stěnu vyrobenou z celulózy . Jsou kompaktně uspořádány bez mezibuněčných prostorů mezi nimi. Každá buňka obsahuje hustou cytoplazmu a prominentní buněčné jádro . Hustá protoplazma meristematických buněk obsahuje velmi málo vakuol . Meristematické buňky mají obvykle oválný, polygonální nebo obdélníkový tvar.

Buňky meristematických tkání mají velké jádro s malými nebo žádnými vakuolami, protože na rozdíl od jejich funkce rozmnožování a zvětšování obvodu a délky rostliny bez mezibuněčných prostor nepotřebují nic ukládat.

Trvalé tkáně

Trvalé tkáně lze definovat jako skupinu živých nebo mrtvých buněk tvořených meristematickou tkání a ztratily schopnost dělit se a trvale se umístily do pevných poloh v rostlinném těle. Meristematické tkáně, které zaujímají určitou roli, ztrácejí schopnost dělit se. Tento proces získávání trvalého tvaru, velikosti a funkce se nazývá buněčná diferenciace . Buňky meristematické tkáně se diferencují a vytvářejí různé typy trvalých tkání. Existují 2 typy trvalých tkání:

  1. jednoduché trvalé tkáně
  2. komplexní trvalé tkáně

Jednoduchá trvalá tkáň

Jednoduchá trvalá tkáň je skupina buněk, které mají podobný původ, strukturu a funkci. Jsou tří typů:

  1. Parenchym
  2. Collenchyma
  3. Sklerenchyma
Parenchym

Parenchyma (řecky, para - „vedle“; enchyma - infuze - „tkáň“) je převážná část látky. V rostlinách se skládá z relativně nespecializovaných živých buněk s tenkými buněčnými stěnami, které jsou obvykle volně zabaleny, takže mezi buňkami této tkáně se nacházejí mezibuněčné prostory. Ty mají obecně izodiametrický tvar. Obsahují malý počet vakuol nebo někdy dokonce nemusí obsahovat žádnou vakuolu. I když tak učiní, vakuola má mnohem menší velikost než normální zvířecí buňky. Tato tkáň poskytuje podporu rostlinám a také uchovává potravu. Chlorenchyma je speciální typ parenchymu, který obsahuje chlorofyl a provádí fotosyntézu. Ve vodních rostlinách, tkáních aerenchymu nebo ve velkých vzduchových dutinách podporujte plavání na vodě tím, že je budete nadnášet. Buňky parenchymu zvané idioblasty mají metabolický odpad. Vlákno ve tvaru vřetena také obsahovalo v této buňce, aby je podpořilo, a také známé jako prosenchyma, také sukulentní parenchym. V xerofytech tkáně parenchymu uchovávají vodu.

Collenchyma
Průřez buňkami collenchyma

Collenchyma (řecky „Colla“ znamená dásně a „enchyma“ znamená infuzi) je živá tkáň primárního těla jako parenchym . Buňky jsou tenkostěnné, ale mají zesílení celulózy , vody a pektinových látek ( pektocelulóza ) v rozích, kde se řada buněk spojuje. Tato tkáň dává rostlině pevnost v tahu a buňky jsou kompaktně uspořádány a mají velmi málo mezibuněčných prostorů. Vyskytuje se hlavně v podkoží stonků a listů. V jednoděložných rostlinách a kořenech chybí .

Collenchymatous tkáň působí jako podpůrná tkáň ve stoncích mladých rostlin. Poskytuje mechanickou podporu, pružnost a pevnost v tahu rostlinnému tělu. Pomáhá při výrobě cukru a jeho skladování jako škrobu. Je přítomen na okraji listů a odolává trhacímu účinku větru.

Sklerenchyma

Sklerenchym (řecky Sklerous znamená tvrdý a enchyma znamená nálev) se skládá ze silnostěnných odumřelých buněk a protoplazma je zanedbatelná. Tyto buňky mají tvrdé a extrémně silné sekundární stěny díky rovnoměrné distribuci a vysoké sekreci ligninu a mají funkci zajišťující mechanickou podporu. Nemají mezi sebou mezimolekulární prostor. Depozice ligigninu je tak silná, že buněčné stěny jsou silné, tuhé a nepropustné pro vodu, což je také známé jako kamenná buňka nebo sclereidy. Tyto tkáně jsou převážně dvou typů: sklerenchymové vlákno a sclereidy. Buňky vláken sklerenchymu mají úzký lumen a jsou dlouhé, úzké a jednobuněčné. Vlákna jsou podlouhlé buňky, které jsou silné a pružné, často používané v provazech. Sclereidy mají extrémně silné buněčné stěny a jsou křehké a nacházejí se v skořápkách a luštěninách.

Pokožka

Celý povrch rostliny se skládá z jedné vrstvy buněk nazývaných epidermis nebo povrchová tkáň. Celý povrch rostliny má tuto vnější vrstvu epidermis. Proto se také nazývá povrchová tkáň. Většina epidermálních buněk je relativně plochá. Vnější a boční stěny buňky jsou často silnější než vnitřní stěny. Buňky tvoří souvislý list bez mezibuněčných prostorů. Chrání všechny části rostliny. Vnější epidermis je potažena voskovitou silnou vrstvou zvanou cutin, která zabraňuje ztrátě vody. Epidermis se také skládá ze stomat (singulární: stomie), které pomáhají při transpiraci .

Složitá trvalá tkáň

Složitá trvalá tkáň se skládá z více než jednoho typu buněk společného původu, které spolu fungují jako jednotka. Složité tkáně se zabývají hlavně transportem minerálních živin, organických rozpuštěných látek (potravinových materiálů) a vody. Proto je také známá jako vodivá a vaskulární tkáň. Běžné typy komplexní trvalé tkáně jsou:

Xylem a floem dohromady tvoří cévní svazky.

Xylem

Xylem (řecky xylos = dřevo) slouží jako hlavní vodivá tkáň cévnatých rostlin. Je zodpovědný za vedení vody a anorganických rozpuštěných látek. Xylem se skládá ze čtyř druhů buněk:

  • Tracheidy
  • Plavidla (nebo průdušnice)
  • Xylemová vlákna nebo Xylem sklerenchym
  • Xylemový parenchym
Průřez dvouletou Tilia americana , zvýrazňující tvar a orientaci paprsku xylému

Xylemová tkáň je organizována trubkovitým způsobem podél hlavních os stonků a kořenů. Skládá se z kombinace buněk parenchymu, vláken, cév, tracheidů a paprskových buněk. Delší tuby tvořené tracheidy jednotlivých buněk, přičemž členy nádoby jsou na každém konci otevřené. Interně mohou přes otevřený prostor procházet pruhy stěnového materiálu. Tyto buňky jsou spojeny od konce k konci a tvoří dlouhé trubice. Členové plavidel a tracheidy jsou po splatnosti mrtví. Tracheidy mají silné sekundární buněčné stěny a na koncích jsou zúžené. Nemají koncové otvory, jako jsou nádoby. Konec se navzájem překrývá, přičemž jsou přítomny páry jám. Páry jám umožňují průchod vody z buňky do buňky.

Ačkoli většina vedení v xylemové tkáni je vertikální, boční vedení podél průměru stonku je usnadněno paprsky. Paprsky jsou horizontální řady dlouhotrvajících buněk parenchymu, které vycházejí z vaskulárního kambia.

Phloem

Phloem se skládá z:

Phloem je stejně důležitá rostlinná tkáň, protože je také součástí „instalatérského systému“ rostliny. Phloem primárně nese rozpuštěné potravinové látky po celé rostlině. Tento vodivý systém se skládá z členu sítové trubice a doprovodných buněk, které jsou bez sekundárních stěn. Mateřské buňky vaskulárního kambia produkují jak xylem, tak floem. To obvykle zahrnuje také vlákna, parenchym a paprskové buňky. Sítové trubice jsou vytvořeny z členů sítových trubek položených jeden po druhém. Koncové stěny, na rozdíl od členů plavidel v xylemu, nemají otvory. Koncové stěny jsou však plné malých pórů, kde cytoplazma probíhá z buňky do buňky. Tato porézní spojení se nazývají sítové desky. Navzdory skutečnosti, že se jejich cytoplazma aktivně podílí na vedení potravinářských materiálů, členové sítových trubic nemají v dospělosti jádra. Jsou to doprovodné buňky, které jsou vloženy mezi členy sítových trubek a které nějakým způsobem zajišťují vedení jídla. Živé části sítových trubek obsahují polymer zvaný kalóza, uhlovodíkový polymer, tvořící mozolku/kalus, bezbarvou látku, která pokrývá sítovou desku. Callose zůstává v roztoku, dokud je obsah buněk pod tlakem. Phloem přepravuje potraviny a materiály v rostlinách podle potřeby nahoru a dolů.

Zvířata

Živočišné tkáně jsou seskupeny do čtyř základních typů: pojivové , svalové , nervové a epiteliální . Sbírky tkání spojené v jednotkách sloužících společné funkci skládají orgány. I když lze obecně považovat všechna zvířata za čtyři typy tkání, projev těchto tkání se může lišit v závislosti na typu organismu. Například původ buněk obsahujících konkrétní typ tkáně se může vývojově lišit pro různé klasifikace zvířat. Tkáň se poprvé objevila u členů kmene Coelenterata .

Epitel u všech zvířat je odvozen od ektodermu a endodermu , s malým přispěním mezodermu , tvořící endotel , specializovaný typ epitelu, který tvoří vaskulaturu . Naproti tomu skutečná epiteliální tkáň je přítomna pouze v jedné vrstvě buněk držených pohromadě prostřednictvím okluzivních spojů nazývaných těsné spoje , aby se vytvořila selektivně propustná bariéra. Tato tkáň pokrývá všechny povrchy organismu, které přicházejí do styku s vnějším prostředím, jako je kůže , dýchací cesty a trávicí trakt. Slouží k ochraně, sekreci a absorpci a je oddělen od ostatních tkání níže bazální laminou .

Pojivová tkáň a sval pochází z mezodermu. Nervová tkáň pochází z ektodermu.

Epitelové tkáně

Epitelové tkáně jsou tvořeny buňkami, které pokrývají povrchy orgánů, jako je povrch kůže , dýchací cesty , povrchy měkkých orgánů, reprodukční trakt a vnitřní výstelka trávicího traktu . Buňky obsahující epiteliální vrstvu jsou spojeny semipermeabilními, těsnými spoji ; tato tkáň tedy poskytuje bariéru mezi vnějším prostředím a orgánem, který pokrývá. Kromě této ochranné funkce může být epiteliální tkáň specializována také na sekreci , vylučování a absorpci . Epitelová tkáň pomáhá chránit orgány před mikroorganismy, poraněním a ztrátou tekutin.

Funkce epiteliální tkáně:

  • Hlavní funkcí epiteliálních tkání je pokrývání a výstelka volného povrchu
  • Buňky povrchu těla tvoří vnější vrstvu kůže.
  • V těle tvoří epiteliální buňky výstelku úst a zažívacího kanálu a chrání tyto orgány.
  • Epitelové tkáně pomáhají eliminovat odpad.
  • Epitelové tkáně vylučují enzymy a/nebo hormony ve formě žláz .
  • Některé epiteliální tkáně plní sekreční funkce. Vylučují různé látky včetně potu, slin, hlenu, enzymů.

Existuje mnoho druhů epitelu a názvosloví je poněkud variabilní. Většina klasifikačních schémat kombinuje popis tvaru buňky v horní vrstvě epitelu se slovem označujícím počet vrstev: buď jednoduché (jedna vrstva buněk), nebo stratifikované (více vrstev buněk). V klasifikačním systému však mohou být také popsány další buněčné rysy, jako jsou řasinky. Některé běžné druhy epitelu jsou uvedeny níže:

  • Jednoduchý dlaždicový (chodníkový) epitel
  • Jednoduchý kvádrový epitel
  • Jednoduchý sloupcový epitel
  • Jednoduchý řasnatý (pseudostratifikovaný) sloupcový epitel
  • Jednoduchý žláznatý sloupcovitý epitel
  • Stratifikovaný nekeratinizovaný dlaždicový epitel
  • Stratifikovaný keratinizovaný epitel
  • Stratifikovaný přechodný epitel

Pojivová tkáň

Pojivové tkáně jsou vláknité tkáně tvořené buňkami oddělenými neživým materiálem, kterému se říká extracelulární matrix . Tato matrice může být kapalná nebo tuhá. Krev například obsahuje jako matrici plazmu a kostní matrice je tuhá. Pojivová tkáň dává orgánům tvar a drží je na svém místě. Krev, kost, šlacha, vaz, tuková a areolární tkáň jsou příklady pojivových tkání. Jednou z metod klasifikace pojivových tkání je jejich rozdělení na tři typy: vazivová vazivová tkáň, kosterní pojivová tkáň a tekutá pojivová tkáň.

Svalová tkáň

Svalové buňky tvoří aktivní kontraktilní tkáň těla známou jako svalová tkáň nebo svalová tkáň. Svalová tkáň funguje tak, že produkuje sílu a způsobuje pohyb , buď pohyb nebo pohyb ve vnitřních orgánech. Svalová tkáň je rozdělena do tří odlišných kategorií: viscerální nebo hladká svalovina , která se nachází ve vnitřních výstelkách orgánů ; kosterní sval , obvykle spojený s kostmi, který generuje hrubý pohyb; a srdeční sval , nacházející se v srdci , kde se smršťuje a pumpuje krev do celého organismu.

Nervová tkáň

Buňky zahrnující centrální nervový systém a periferní nervový systém jsou klasifikovány jako nervová (nebo nervová) tkáň. V centrálním nervovém systému tvoří nervové tkáně mozek a míchu . V periferním nervovém systému tvoří nervové tkáně kraniální nervy a spinální nervy , včetně motorických neuronů .

Mineralizované tkáně

Mineralizované tkáně jsou biologické tkáně, které začleňují minerály do měkkých matric. Takové tkáně lze nalézt jak v rostlinách a zvířatech, tak v řasách. Tyto tkáně obvykle tvoří ochranný štít proti predaci nebo poskytují strukturální podporu.

Dějiny

Xavier Bichat (1771–1802)

Xavier Bichat zavedl slovní tkáň do studia anatomie do roku 1801. Byl „prvním, kdo navrhl, že tkáň je ústředním prvkem lidské anatomie , a orgány považoval za sbírky často nesourodých tkání, nikoli za entity samy o sobě“. Přestože pracoval bez mikroskopu , rozlišil Bichat 21 typů elementárních tkání, ze kterých se skládají orgány lidského těla, počet později redukovali další autoři.

Viz také

Reference

  • Raven, Peter H., Evert, Ray F., & Eichhorn, Susan E. (1986). Biologie rostlin (4. vyd.). New York: Worth Publishers. ISBN  087901315X .

Prameny

externí odkazy