Descoperirea celulei a contribuit la demonstrarea unității lumii organice tocmai prin existența acestui element comun.
Prima structură celulară a fost pusă în evidență la plante în 1665, de R. Hooke, fizician englez, care a perfecționat microscopul și l-a utilizat cel dinții la studiul organismelor animale și vegetale.
Progresul impetuos pe care l-a înregistrat medicina în ultimul secol a dus la cunoașterea în adâncime atât a structurii, cât și a funcțiilor organismului omenesc. De exemplu, astăzi putem urmări pe ecrane cinematografice sau de televiziune – la mărimi considerabile – forma, mișcările și funcțiile celulelor vii din organisme sau cultivate în medii speciale.
Celula este forma de organizare fundamentala a materiei vii, fiind elementul anatomic fiziologic, genetic si de reproducere al tuturor organismelor și vegetale. Ea este capabilă să îndeplinească funcțiile de bază ale vieții: schimb de substanțe cu mediul înconjurător, excitabilitate, mișcare, reproducere.
Exista animale și plante monocelulare, cum sunt și bacteriile. Acestea constituie organisme independente, deoarece pot îndeplini funcțiile de bază ale vieții, amintite anterior.
La animalele superioare și la om, celulele nu mai trăiesc pe cont propriu. Ele se diferențiază, alcătuind țesuturi, organe, aparate și sisteme, fiind subordonate unității organismului. In interiorul organismului celulele sunt ca niște mici animale acvatice cufundate într-un mediu lichid, cald și ușor sărat. Acest lichid este plasma intestinală, care realizează un schimb permanent de substanțe cu sângele. Este de cea mai mare importanță pentru sănătate ca atât compoziția, cât si concentrația diferitelor substanțe din plasma intestinală să fie cât mai constante. Dereglarea echilibrului care există în acest domeniu se poate însoți de serioase tulburări.
Numărul celulelor organismului omenesc este incalculabil. De exemplu, se apreciază că scoarța cerebrală, cu o suprafață de circa 2000 cm și o grosime de mm, are peste 14 miliarde de celule nervoase. Sau în cei 5 litri de sânge din organismul uman ar fi aproximativ 30 de mii de miliarde de globule roșii și 50 de miliarde de globule albe.
Dimensiunile și forma celulelor sunt foarte variate. In general, celulele sunt de dimensiuni microscopice, adică sub limita vizibilității cu ochiul liber. Totuși, ovulul, cea mai mică celulă din corpul omenesc, are a 5-a parte dintr-un milimetru și poate fi văzut cu ochiul liber. Forma celulei este în legătură cu poziția și cu funcția pe care o îndeplinește; se pot distinge celule sferice, ovale, cubice, paralelipipedice și fuziforme.
Structura celulei. In ultimul timp au fost făcute progrese mari în obținerea datelor științifice privind structura și funcțiile celulelor. In primul rând, s-a pus la punct metoda de cultivare a celulelor, ceea ce a permis examinarea la microscop a celulei vii. In al 2-lea rând, microscopul electronic a permis studiul de mare finețe al componenților celulei.
Celula este alcătuită din două părți principale: citoplasma și nucleul.
Proteinele – substanțe asemănătoare cu albușul de ou – sunt componenta principală a citoplasmei, găsindu-se în asociere cu diferite alte substanțe organice.
Pentru îndeplinirea unor funcții ale celulei, în citoplasmă sunt diferențiate anumite formațiuni, din care unele au caracter permanent, iar altele caracter temporar (substanțe de rezervă sau substanțe de excreție provenite din metabolismul celulei). Vom aminti — în linii cu totul generale – câteva din aceste formațiuni:
– membrana, situată la periferia celulei, apare la microscopul electronic ca un înveliș cu perete dublu, foarte subțire. Este semipermeabilă și selectivă, lăsând să treacă prin ea într-un sens sau altul numai anumite substanțe. In această membrană au loc fenomene electrice specifice stării de repaus sau activității celulei, cunoscute sub numele de potențial de membrană. In practica medicală, aceste fenomene electrice sunt recepționate și înscrise cu ajutorul unor aparate speciale și ne dau indicații utile asupra funcției normale sau patologice a unui țesut sau organ. Pe acest principiu se bazează electrocardiograma și electroencefalograma;
– centrul celular, situat lângă nucleu, cu rol important în mișcarea cromozomilor în timpul diviziunii celulare, lipsește din celula nervoasă, care nu se divide;
– picături de grăsime, granulații de glicogen, pigmenți, vitamine etc. au rol nutritiv pentru celulă;
– nucleul este închis ca un sâmbure în masa citoplasmei, fiind mai dens decât aceasta. De obicei, celula are un singur nucleu. Există și celule cu doi sau cu mai mulți nuclei. La periferia nucleului se situează membrana nucleară, în interiorul căreia se găsește sucul nuclear în care plutesc niște corpusculi
numiți nucleoli. În compoziția sucului nuclear se găsesc substanțe organice cu predominanța nucleoproteinelor, din care cele mai caracteristice sunt cromatina și linina.
Fiziologia celulei. Celula se află într-un schimb permanent de substanțe cu mediul în care trăiește, luându-și din mediu substanțele pe baza cărora își sintetizează compușii specifici citoplasmei sale. Acest proces este asimilația sau anabolismul, prin care celula își mărește volumul și crește. Substanțele organice din citoplasmă sunt oxidate și descompuse cu ajutorul oxigenului, eliberându-se energie chimică, ce este transformată în alte forme de energie necesare îndeplinirii funcțiilor vitale. Această descompunere a citoplasmei este dezasimilația sau catabolismul, în urma căruia rezultă și substanțe de excreție, care sunt eliminate din celulă. Aceste procese prin care celula face schimb de substanțe cu mediul, formează metabolismul celular. In celula tânără predomină asimilația asupra dezasimilației, iar în celula bătrână dezasimilația este mai intensă și creșterea celulei încetează. O dată cu oprirea metabolismului celular încetează și viața celulei. Există procedee de măsurare a metabolismului întregului organism prin calcularea rației alimentare, a consumului de oxigen și a eliminării azotului. S-a constatat că în copilărie anabolismul întrece catabolismul, în perioada adultă cele două procese sunt aproximativ echivalente, iar la bătrâni catabolismul depășește anabolismul.
Diviziunea celulei se poate face printr-o simplă strangulare a nucleului și a citoplasmei la mijlocul celulei mame, rezultând astfel două celule fiice.
Aceasta este diviziunea directă, care se întâlnește mai rar în organismul omului.
Diviziunea indirectă sau cariochineza este principalul mod de înmulțire a celulelor la om. In cele patru ‘faze ale acestei diviziuni (profază, metafază, anafază, telofază) au loc următoarele procese principale în corpul celulei care se divide: centrul celular se împarte în două: cele două jumătăți care rezultă se așază la câte un pol al celulei, dar rămân unite prin niște filamente ce vor avea rol mai târziu în așezarea substanței nucleare. In nucleu se condensează într-un filament substanța nucleară care conține linină și cromatină, și se formează, prin fragmentare transversală, niște segmente numite cromozomi. Fiecare cromozom se va împărți în doi cromozomi fii, rezultând un număr dublu de cromozomi față de numărul inițial. Perechile de cromozomi se așază în regiunea ecuatorială a celulei, pe meridianele formate de filamentele ce unesc cei doi centri celulari. Cromozomii se despart și alcătuiesc două grupe (fiecare conține numărul inițial de cromozomi) ce se îndepărtează una de alta și se apropie de centrul celular corespunzător. Corpul celular se împarte în două părți (celulele fiice, care reprezintă două elemente noi ale organismului). Fiecare celulă fiică, va avea un număr de cromozomi echivalent cu cel pe care l-a avut celula mamă la începutul diviziunii. Numai în procesul de diviziune al celulelor sexuale (spermatozoid și ovul) la un moment dat cromozomii nu se mai împart în perechi, ceea ce va determina existența unui număr de cromozomi redus la jumătate în fiecare din cele două celule sexuale.
Dar din contopirea spermatozoidului cu ovulul va rezulta celula ou, în care numărul de cromozomi se întregește, reprezentând numărul caracteristic al speciei umane.
Potrivit datelor geneticii moderne, substratul material al transmiterii ereditare se găsește în cromozomi și este reprezentat de gene; gena este un fragment din macromolecula de ADN (acid dezoxiribonucleic). Fiecare cromozom are în structura sa un număr mare de gene.
Foto: Freepik
