کوچک‌ترین واحد ساختمانی بدن که قادر به انجام تمام اعمال حیاتی است سلول نامیده می‌شود. سلول‌ها به طور قابل ملاحظه‌ای هم از نظر ساختمان و هم از نظر عمل با یکدیگر تفاوت دارند و هر سلول دارای وظیفه مخصوصی است که باید انجام دهد مثلا وظیفه گویچه‌های سرخ حمل اکسیژن و انیدرید کربنیک است. گروه‌هایی از سلول‌ها که از حیث ساختمانی شبیه هم هستند همراه با ماده غیر زنده یا ماده بین سلولی موجود در میان آن‌ها یک بافت را تشکیل می‌دهند. هر بافت برای انجام اعمال مشخصی تخصص عمل پیدا کرده است، مانند بافت عضلانی که برای انقباض تخصص پیدا کرده است.

سلول

قدم بعدی در سازمان‌بندی بدن، اجتماع انواع مختلف بافت‌ها و تشکیل یک اندام برای انجام اعمال اختصاصی است مانند کلیه که وظیف آن تولید ادرار است. قدم نهایی در سازمان‌بندی بدن، اجتماع گروه‌هایی از اندام‌ها و تشکیل دستگاه است که هر کدام مسئول یک سری اعمال هستند مانند دستگاه گوارش که شامل دهان، حلق، مری، معده، روده کوچک و روده بزرگ همراه با اندام‌های ضمیمه شامل زبان، دندان ها، غدد بزاقی، کبد و لوزالمعده است.

سلول‌ها

مقادیر انبوهی اطلاعات درباره ساختمان و عمل سلول‌ها هر سال جمع می‌شود و این موضوع ناشی از این حقیقت است که روش‌های جدید تفحصی و نیز اصلاحاتی در روش‌های گذشته به وجود آمده‌اند. فقط اسامی چند روش مخصوص تا آنجا که در کتاب‌های بافت‌شناسی ذکر شده‌اند با رفرانس‌های انتخابی برای هر روش در اینجا ذکر می‌شود.

این روش‌ها شامل شیمی بافتی اوتورادیو گرافی، تکلیس مقادیر کم، استفاده از میکروسکوپ با نور فلوئورسانس، میکروسکوپ الکترونی، استفاده از میکروسکوپ به روش فازی و تداخلی و محفظه‌های شفاف و سایر تکنیک‌ها برای مطالعه سلول‌های زنده در جای خود از قبیل رنگ‌آمیزی فوق حیاتی و تکنیک دستکاری بافت‌ها در زیر میکروسکوپ می‌باشند.

ساختمان

سلول‌ها از پروتوپلاسم تشکیل شده‌اند. کوچکترین سلول زنده، ویروس مولد ذات الجنب و ذات الریه می‌باشد که بین ۱۲۵/ و ۱۵۰/ میکرون قطر دارد یعنی در حدود هزار بار بزرگتر از یک اتم هیدروژن می‌باشد.

سلول

در این تکه کوچک از حیات، بیش از ۴۰ عمل آنزیمی مختلف نشان داده شده است. سلول‌های بدن انسان به قدری کوچک‌اند که نمی‌توانند بدون کمک میکروسکوپ دیده شوند به استثنای تخم لقاح یافته (زیگوت) که به صورت یک ذره کوچک توسط چشم غیر مسلح قابل رویت است. بدن انسان که با یک سلول شروع می‌شود (زیگوت)، به تدریج رشد می‌یابد تا اینکه تعداد سلول‌ها به قدری زیاد می‌شود که ورای درک انسانی است. هر سلول از دو قسمت هسته و سیتوپلاسم تشکیل می‌شود.

هسته

در هنگام انترفاز هسته یک سلول انترفازی (سلولی که دچار میتوز یا تقسیم سلولی نیست) یک غشاء هسته‌ای، یک تا دو هستک، رشته‌های طویل ماده کر. ماتین و شیره هسته‌ای را نشان می‌دهد. از نظر رشته‌های طویل (پیچ نخورده) ماده کروماتین در هسته‌های انترفازی یک استثنا وجود دارد. هرگاه سلول‌های پیکری محتوی دو کروموزوم x باشند یکی به حال پیچ خورده (غیر فعال) باقی مانده و به صورت یک ذره کروماتینی کوچک ظاهر می‌شود و کروموزوم جنسی نامیده می‌شود. این کروموزوم در جنین دو هفته‌ای آشکار می‌شود و معمولا نشان دهنده جنس ماده است و به نام جسم بار یعنی به نام محققی که برای اولین بار وجود آن را گزارش کرد خوانده می‌شود.

غشا هسته‌ای از دو لایه تشکیل شده که بین آن‌ها یک فضای بسیار کوچک وجود دارد. عرض این فضا بین ۳۰۰ تا ۵۰۰ آنگستروم است. یک واحد آنگستروم برابر با یک ده میلیونیم میلیمتر می‌باشد. ممکن است تجمعی از ریبوزوم‌ها بر روی لایه خارجی غشاء وجود داشته باشد. غالبا” لایه خارجی غشاء هسته‌ای در دنباله غشاء‌های سیتوپلاسمی که رتیکولوم آندوپلاسمیک را درست می‌کنند قرار دارد. منافذی در غشاء هسته‌ای نیز وجود دارد.

هستک ممکن است یکی یا مضاعف باشد. در حدود ۹۵ درصد هستک پروتئین ۵ درصد آن RNA (اسیدریبونوکلئیک) با مقدار کمی DNA (اسید دزاکسی ریبونو کلئیک) است. به نظر می‌رسد که غشاء هستکی وجود نداشته باشد. ریبوزوم‌ها همراه با مقداری ماده رشته‌ای وجود دارند. RNA  در هستک ساخته می‌شود. دو نوع اسید ریبونو کلئیک موسوم به اسید ریبونو کلئیک ریبوزومی و اسید ریبونو کلئیک انتقال دهنده در هستک ساخته می‌شود.

ماده کروماتین می‌تواند به صورت رشته‌ای ظریف مواج طولانی و یا به صورت دانه‌های ریز وجود داشته باشد. اسید نوکلئیک اصلی موجود در کروماتین هسته‌های انترفازی  DNA  می‌باشد. ملکول‌های DNA  در هنگام انترفاز همانند خود را می‌سازند. شیره هسته‌ای یا ماده بین کروماتینی محتوی دانه‌هایی است که ممکن است ریبوزوم باشند. فعالیت متابولیک زیادی در شیره هسته‌ای انجام می‌شود. در هنگام میتوز به تدریج که میتوز یا تقسیم سلولی شروع می‌شود غشاء هسته‌ای و هستک ناپدید می‌شوند. کروماتین به صورت رشته‌های پیچ خورده فشرده موسوم به کروموزوم متراکم می‌شود که تعداد مشخص آن‌ها در انسان ۴۶ عدد می‌باشد.

هر کروموزوم از طول به دو کروماتید تقسیم می‌شود. هر ملکول DNA در کروماتید چندین هزار ژن دارد و هر ژن در هنگام انترفاز تکثیر می‌شود. به این ترتیب به تدریج که سلول وارد مرحله میتوز می‌شود هر کروماتید دارای یک مجموعه کامل از ژنها می‌شود و این بدان معنی است که هر کروموزوم دارای یک مجموعه مضاعف از ژنها است. دو کروماتید در یک سانترومر به یکدیگر می‌چسبند اما بعدا جدا شده و در این حال سلول برای زمان کوتاهی دارای ۹۲ کروموزوم می‌شود.

سیتوپلاسم

اگر چه هسته کارگردان سلول است اما سیتوپلاسم قسمت اعظم کار سلول را انجام می‌دهد و محتوی مقدار زیادی اندامک یا اورگانل و انکلوزیون است. اندامک‌ها اجزای زنده سلول‌ها هستند و شامل ریبوزوم‌ها، غشاء سلولی، رتیکولوم آندوپلاسمیک (شبکه داخل سیتوپلاسم)، دستگاه گلژی میتوکندری‌ها، لیزوزوم‌ها و سانتروسفر (کره مرکزی) هستند.

فیزیولوژی سلول

۱- ریبوزوم‌ها

ریبوزوم‌ها قسمتی از پروتئین ریبوزومی سیتوپلاسمی هستند که دستورات خود را از اطلاعات توارثی ژنها دریافت می‌کنند. ریبوزوم‌ها ممکن است در سیتوپلاسم آزاد باشند و یا به وزیکول‌های غشایی (وزیکول به معنی حباب یا حفره کوچک توخالی است) بچسبند. ریبوزوم‌های چسبیده، پروتئینهایی را که برای صدور به جاهای دیگر هستند نیز می‌سازند. ریبوزوم‌های آزاد، پروتئین‌های را می‌سازند که مورد استفاده همان سلولی که در آن تشکیل شده‌اند قرار می‌گیرند. ریبوزوم‌ها غالبا به یکدیگر جوش خورده و ساختمانهای بزرگتری موسوم به پلی ریبوزوم تشکیل می‌دهند که کارخانه‌های پروتئین‌سازی غیر اختصاصی هستند.

۲- غشاء سلولی

غشاء سلول از سه لایه تشکیل می‌شود که دوتا از آن‌ها تیره بوده و لایه میانی روشن است. هر لایه در حدود ۲۵ آنگستروم ضخامت دارد. لایه‌های تیره داخلی و خارجی از پروتئین تشکیل شده‌اند و جنس لایه روشن میانی از فسفولیپید است. مولکولهای پروتئینی در غشاء با زاویه قائمه نسبت به مولکولهای چربی قرار گرفته‌اند. دو قسمت در مولکولهای فسفولیپید وجود دارد اولی یک زنجیر ئیدروکربنی مستقیم طولانی یا دم که در حلالهای آنی قابل حل است و دومی یک سر گلیسروفسفاتی که در آب محلول است.

یک ارتباط مستقیم بین رتیکولوم آندوپلاسمیک و غشاء سطحی سلول وجود دارد یعنی رتیکولوم آندوپلاسمیک ادامه غشاء سطحی سلول است. در غشاء سلول، دم‌های اسید چرب به طرف یکدیگر متوجه شده و سرهای محلول در آب متوجه خارج هستند. این سرها به طور غیر محکم به اجزای پروتئین چسبیده‌اند درست مانند موادی که توی یک ساندویج قرار می‌گیرند. آنزیم‌ها در غشاء سلول جای دارند و زیکول‌های پینوسیتوزی و سایر وزیکول‌هایی که مواد فاگوسیته را احاطه می‌کنند از غشاء سلول مشتق می‌شوند. پینوسیتوزیک یک عبور محدود شده در دو جهت را به وجود می‌آورد.

۳- رتیکولوم آندوپلاسمیک

رتیکولوم آندوپلاسمیک مشابه غشاء سلول است و یک شبکه تور مانند تشکیل می‌دهد و سیستمی از فضاهای مربوط به هم را که توسط غشاء مفروش شده‌اند به وجود می‌آورد. همچنین وزیکول‌هایی با سطوح زبر و خشن وجود دارند که سطوح خارجی آن‌ها توسط ریبوزم‌ها پوشیده می‌شوند.

این‌ها پروتئین‌هایی را که برای صدور از سلول بوده و احتمالا پیش آهنگ آنزیمهای گوارشی هستند تولید می‌کنند. وزیکول‌های انتقال دهنده ممکن است شاهراهی باشند که توسط آن‌ها پروتئین ساخته شده (ترشح) به دستکاه گلژی می‌رسد زیرا جدارهای غشایی آن‌ها با جدارهای غشایی دستگاه گلژی جوش می‌خورد.

علاوه بر این‌ها یک سری وزیکول‌های با سطح هموار یا توبول‌های پیوند شده وجود دارند که در سلول‌هایی که هورمونه‌ای استروئیدی را ساخته و ترشح می‌کنند فراوان هستند و همچنین ممکن است در تغلیظ یونهای کلر که با تولید اسید کلریدریک آزاد در شیره معدی ارتباط دارد نقشی داشته باشند. عمل این وزیکولهای با سطح هموار به طور مشخص شناخته نشده اما ممکن است با تبدیل گلوکز به گلیکوزن سر و کار داشته باشند.

۴- دستگاه گلژی

دستگاه گلژی در سلول‌های ترشحی بسیار مشخص است و در این سلول‌ها همیشه بین هسته و سطح سلول یافت می‌شود و مواد ترشحی از میان آن سلول را ترک می‌کند. دستگاه گلژی از کیسه‌های کوچک مسطح با سطوح هموار تشکیل شده که روی یکدیگر انباشته می‌شوند. مواد ترشحی که در وزیکول‌های خشن ساخته می‌شود وارد این قسمت شده و به گرانول‌های زیموژن تبدیل می‌شوند و به حال ژن در می‌آیند و در وزیکول‌های کوچک بسته‌بندی می‌گردند. قسمت کربوهیدراتی گلوکز پروتئینها در دستگاه گلژی به محصول ترشحی سلوهای ساغری اضافه می‌شود.

۵- میتوکندری‌ها

ممکن است تا هزار میتوکندری در یک سلول کبدی طبیعی وجود داشته باشد. میتوکندری‌ها جزو تشکیلات غشایی هستند و خود از دو غشاء تشکیل شده‌اند. چینهایی از غشاء داخلی به صورت قفسه‌هایی به درون قسمت داخلی میتوکندری‌ها پیش می‌رود و موسوم به تیغه‌های میتوکندری است.

فیزیولوژِی سلول

داخل میتوکندری از مایع پر شده است. در داخل مایع میتوکندری دستگاه مسئول سیکل اسید سیتریک (سیکل اسید ستری کربو کسیلیک یا سیکل کربس) قرار گرفته است. اکسیژن به درون این مایع انتشار پیدا کرده و توسط آنزیمهای تنفسی (فلاو و پروتئینها و سیتوکروم‌ها) مورد استفاده قرار می‌گیرد. این آنزیم‌ها در غشاء داخل میتوکندری قسمتی از محصولات سیکل اسید سیتریک را به عنوان ماده پایه مورد استفاده قرار می‌دهند.

واکنش‌های اکسیداتیو که این آنزیم‌ها کاتالیز می‌کنند انرژی را برای فسفوریلاسیون اکسید اتیو تامین می‌کند. سایر آنزیم‌ها نیز وجود دارند که گروه سوم فسفاتی را به ملکول آدنوزین دی فسفات اضافه کرده و آن را به صورت آدنوزین‌تری فسفات در می‌آورند. میتوکندری‌ها در واقع نیروگاه سلول هستند.

۶- لیزوزوم‌ها

لیزوزوم‌ها وزیکول‌هایی هستند که در داخل سیتوپلاسم سلول قرار دارند و توسط یک غشاء تک لایه‌ای با سطح هموار احاطه شده‌اند. لیزوزوم‌ها محتوی بیش از ده آنزیم قوی هستند که یکی از آن‌ها فسفا تاز اسید است. شکل ظاهری لیزوزوم‌ها با فعالیتشان تغییر می‌کند. لیزوزم‌ها به بعضی مواد که با انها تماس پیدا می‌کنند میچسبند و یا این مواد را در داخل خود می‌گیرند. عمل آنزیمهای لیزوزمی هضم موادی است که به روش فاگوسیتوز یا پینوسیتوز به داخل آن‌ها کشیده می‌شوند.

لیزوزم‌ها نه فقط مواد خارج سلولی که وارد انها می‌شوند بلکه همچنین مواد داخل سلولی از قبیل میتوکندریهای خرد شده را نیز هضم می‌کنند. لیزوزم‌ها هر گاه از محیط سر بسته خود خارج شوند تمام سلول را از بین خواهند برد و به این دلیل است که می‌توان انها را سیتولیزوزوم نیز نامید. لیزوزم‌ها در نوتروفیل‌ها و ماکروفاژها فراوانند و ممکن است در جلوگیری از بیماری اهمیت داشته باشند.

۷- سانتروسفر

سانتروسفر همراه با سانتریول‌های مشتق شده از آن و لوله‌ای دوکی به طور خلاصه در قسمت میتوز شرح داده شدند.

۸- انکلوزیون‌ها

انکلوزیون‌های سیتوپلاسمی بخشی از ماشین متابولیک سلول نیستند بلکه در واقع مستاجرهای موقتی هستند. انکلوزیون‌ها شامل غذاهای ذخیره شده از قبیل گیلکوژن در سلولهای کبدی و عضلانی یا چربی در بافت چربی هستند. سایر انکلوزیون‌ها پیگمان‌های داخلی و خارجی هستند. پیگمان‌های داخلی شامل هموگلبین و هموسیدرین و بیلیروبین و هماتوئیدین و ملانین است. پیگمان‌های خارجی شامل کاروتن و لیپوکروم‌ها و ذرات گرد و غبار و مواد معدنی از قبیل نقره یا سرب است.

منبع:فیزیولوژی گایتون