Сколько живут клетки организма. Из чего состоит клетка человека: строение и функции

Что известно о человеческом организме? Сколько клеток в организме взрослого человека? Как они растут и развиваются, для чего предназначены? Во всем мире ученые пытаются разгадать эти загадки.

Что такое клетка?

Ученые изучают организмы растений, животных, людей. Клетка - это самая малая часть любого организма. В теле человека их очень много, более 100 триллионов. Точное число неизвестно. Сколько клеток в организме человека умирает ежедневно? Количество зависит от предназначения. Так, например, у кишечного эпителия - 70 миллиардов в сутки, кровяных - 2 миллиарда, а клетки нервной системы не восстанавливаются после отмирания.

Впервые о клетках узнал в 1665 году Он понял, что чем взрослее человек, тем больше этих структурных элементов в его организме. Нельзя точно посчитать, , потому что они отмирают и рождаются ежеминутно.

Строение и функции

Нельзя сказать, сколько примерно клеток в организме человека, но ученые точно знают, что они имеют сложное строение.

Большинство состоит из:

• ядра, его называют сердцем клетки;
• цитоплазмы;
• ядрышка;
• митохондрий;
• оболочки ядра;
• эндоплазматического сетчатого образования;
• рибосом;
• лизосом;
• ямок и пор;
• оболочки клетки, которая обеспечивает целостность, регулирует внутриклеточный баланс.

Функции связаны с синтезом веществ. вырабатывают гормоны или ферменты. Молочные железы производят молоко, поджелудочная - инсулин. Некоторые ничего не синтезируют, например клетки мышц.

Вне зависимости от того, сколько клеток в организме человека, без него они не выживут. Клетки, как элементы мозаики, составляют единый организм.

Клетки крови

Из чего же состоит жидкость, которая течет по венам людей? Она содержит плазму и клеточные элементы:

• красные кровяные тельца - эритроциты;
• тромбоциты;
• белые кровяные тела - лейкоциты.

Пигментные клетки

Меланоциты в организме человека отвечают за цвет кожи, волос, глаз и некоторых внутренних органов. Такие клетки содержат в цитоплазме пигменты, обуславливающие их действие. Меланоциты выполняют еще и защитную функцию от ультрафиолетовых лучей, отвечают за загар. Клетки по виду древообразные.

Клетки нервной системы

Это одни из тех, что не восстанавливаются после отмирания. Их научное название - нейроны. Их задача - обрабатывать и передавать информацию с помощью производимых ими электрических импульсов. Нейроны делятся на несколько видов:

• сенсорные (отвечают за реакцию на свет, звук);
• двигательные;
• интернейроны.

В состав входит тело аксон. По своему строению они также разделены на несколько групп. Нервная система человека содержит около 10 миллиардов нейронов. Ежегодно около 10 тысяч отмирают и уже не восстанавливаются. Чем старше человек, тем меньше их остается.

Половые клетки

Сколько клеток в организме человека отвечают за размножение? Их два вида, они делятся на мужские - сперматозоиды - и женские - яйцеклетки. Мужская половая клетка по размеру значительно крупнее женской, так как содержит большее количество цитоплазмы. Впервые их открыли в 1677 году, а сами термины появились в начале 19-го века.

Несмотря на то что нельзя точно сказать, сколько клеток в организме человека, ученые изучили практически все их виды. Их участие напрямую связано с существованием всего живого на планете Земля. Ученые пытаются научиться самостоятельно выращивать человеческие клетки в условиях исследовательских лабораторий. Возможно, у них это получится.

Вы когда-нибудь задумывались о том, сколько клеток в вашем теле? Если да, то вы не одиноки. Ученые все еще выясняют точное число, которое в настоящее время остается загадкой.

Если говорить кратко, то в организме среднестатического человека от 30 до 40 триллионов клеток. Если же рассуждать на эту тему, то точное число неизвестно. Кроме того, его значение зависит от того, включать ли подсчет бактерий, которые присутствуют в организме, или же нет.

Большинство клеток организма - это эритроциты. Они составляют более 80% организма, но всего 4% от общей массы тела. Это объясняется тем, что эритроциты имеют диаметр в среднем 8 микрометров, что примерно в 10 раз меньше диаметра человеческого волоса.

А средний размер жировой клетки составляет 100 микрометров. Хотя жировые клетки составляют почти 19% массы тела, они вносят только 0,2% в общее количество клеток.

Почему так сложно определить точное количество клеток в организме?

Отсутствие скоординированных усилий - основная причина.

В 2013 году команда ученых из Греции, Италии и Испании опубликовала оценку количества клеток в организме. Они использовали данные о количестве клеток отдельных органов, полученные другими исследователями, и математические модели.

В результате ученые сообщили о том, что количество клеток составляет 37,2 трлн, плюс-минус около 0,81 трлн.

Также ученые сетуют, что трудно получить данные о количестве клеток в диффузных системах, таких как кровеносные сосуды и нервы.

Поэтому, на самом деле, команда нес могла исследовать все органы и виды клеток организма, и полученное число является лишь началом исследований в этой области.

Занимаются ли другие команды ученых подсчетом количества клеток?

Фактически, они выполнили два разных расчета. Первый оценивает количество клеток у мужчины в 100 килограммов, используя средний объем клетки от 1000 до 10000 кубических микрометров. Это дало оценку в диапазоне от 30 до 40 триллионов клеток.

Затем они вычислили фактическое число пяти наиболее распространенных видов клеток у среднего взрослого мужчины, на долю которых приходится 97% клеток в организме. Это привело к оценке в 30 триллионов клеток, из которых эритроциты составляют 84%.

Сколько клеток в нашем организме? Вы знаете ответ? Ученые до сих пор выясняют точное число. Но исследования не заканчивают.

Если ответить коротко, тело среднестатистического человека состоит из 30-40 триллионов клеток. Если углубиться, ученые пока не знают точного числа. К тому же, стоит ли учитывать бактерии, которые присутствуют в теле и на нем, вот еще вопрос.

Фактически, большую часть клеток в теле составляют эритроциты. Несмотря на то, что они составляют более 80 процентов нашего тела, они представляют всего около 4 процентов от его общей массы. Это объясняется тем, что диаметр эритроцитов - в среднем 8 микрометров, что в 10 раз меньше диаметра среднего человеческого волоса.

Напротив, средний размер жировой клетки составляет 100 микрометров. составляют почти 19 процентов массы тела, но вносят менее 0,2 процента в общее количество клеток.

Почему же так сложно определить точное количество клеток в организме?

Отсутствие скоординированных усилий

В 2013 году команда исследователей из Греции, Италии и Испании опубликовала оценку количества клеток в организме. Они использовали данные других исследований об отдельных органах и некоторые математические модели, чтобы получить свои результаты.

По их мнению, количество клеток составляло 37,2 трлн, плюс или минус около 0,81 трлн.

Старший автор Пьерлуиджи Стрипполи , адъюнкт-профессор прикладной биологии в университете Болоньи в Италии, сообщил, что «трудно получить точные данные для диффузных систем», таких как кровеносные сосуды и нервы. На самом деле, команда не смогла исследовать все органы и типы клеток в организме, поэтому это число является «первоначальным усилием».

Клетки человека и бактерии

Фактически, они выполнили два разных расчета. Первый оценивает количество клеток мужчины весом 100 килограммов, используя средний объем клетки от 1000 до 10000 кубических микрометров. Это дало им «точку отсчета» в диапазоне от 30 до 40 триллионов клеток.

Затем они вычислили фактическое число пяти наиболее распространенных типов клеток у среднего взрослого мужчины, на долю которых приходится 97 процентов клеток в организме. Таким образом, было установлено, что 84% из 30 триллионов клеток составляют эритроциты.

Однако, человеческие клетки не являются единственными клетками в нашем теле. Хотя в предыдущих исследованиях было установлено, что , профессор Мило и его коллеги пересмотрели это число. Оно составляет примерно 38 трлн.

Интересно, что, несмотря на такое большое количество, бактерии намного меньше, чем человеческие клетки, и составляют всего 200 граммов общей массы тела, по словам профессора Мило.

Учитывая, почти равное количество клеток и бактерий в нашем организме можно утверждать, что мы являемся людьми настолько, насколько же и бактериями , с общим числом клеток в 70 триллионов.

Число клеток человеческого тела примерно соответствует числу наших бактерий-симбионтов.

Когда заходит речь о желудочно-кишечной микрофлоре, то часто можно услышат, что число бактериальных клеток, живущих в нашем пищеварительном тракте, в 10 раз превосходит число клеток, из которых сложено наше тело. Соотношение, безусловно впечатляющее - сразу становится понятно, как много в нас бактерий и какую большую роль они играют в нашей жизни.

Процентные доли разных клеток в теле человека. (Иллюстрация R. Sender, S. Fuchs and R. Milo /bioRov.org 2016.)

Бактерии Lactobacillus rhamnosus – одни из полезных симбионтов пищеварительной системы человека и животных, подавляющие рост своих патогенных «коллег». (Фото Visuals Unlimited / Corbis.)

Эритроциты – самые многочисленные человеческие клетки. (Фото Visuals Unlimited / Corbis.)

Соотношение «10 к 1» - довольно старое, его долгое время признавали все биологи (а некоторые даже говорили, что оно на самом деле ещё, больше, что микробы превосходят числом наши собственные клетки в 100 раз). Однако в последнее время специалисты всё чаще говорят о том, что пропорция сильно преувеличена, и что её надо пересмотреть. Скажем, по мнению Американского микробиологического общества, действительное соотношение соответствует всего лишь трём бактериальным клеткам на одну человеческую. А в 2014 году Джуда Роснер (Judah Rosner ) из Национального института диабета и заболеваний почек и пищеварительной системы в своём письме в журнал Microbe вообще высказался в том смысле, что пресловутые «10 к 1» - неправда, и популярность этих цифр говорит только о любви исследователей к круглым цифрам.

Исследователи из Института Вейцманна взялись точно пересчитать злосчастную пропорцию заново. В статье, опубликованной на сайте bioRxiv.org , авторы работы пишут, что «среднее» человеческое тело весом 70 кг содержит около 30 трлн собственных клеток и около 40 трлн бактерий, то есть соотношение равно примерно 1,3 - разительное отличие от прежнего десятикратного преобладания микробов. Оценка бактерий допускает 25% отклонение, то есть их может быть 30 трлн или 50 трлн, однако до «10 к 1» это в любом случае не дотягивает.

В работе Рона Сендера (Ron Sender ) и его коллег можно найти и другие удивительные цифры. Например, самыми многочисленными клетками нашего тела оказались эритроциты: на их долю приходится 84%. С другой стороны, если считать по массе, то тут ведут мышцы и жир - на них приходится 75% массы тела, однако мышечные и жировые клетки довольно велики и потому составляют всего 0,1% (!) от полного клеточного числа. Разумеется, не стоит забывать, что здесь всё посчитано для «среднего человеческого тела массой 70 кг», и, например, для женщин, у которых объём крови меньше, соотношение между клетками тела и бактериями сдвинется примерно на треть в пользу последних, а у растущих детей доля бактерий будет, естественно, снижаться. А вот при ожирении клеточная пропорция меняется не слишком сильно (что понятно, если вспомнить, что жировые клетки вместе с мышечными составляют меньшинство).

Пересчёт клеток проводили на основании имеющихся на сегодняшний день данных, так что в будущем, при перепроверке соотношения, скорее всего, будут использовать и экспериментальные методы «переписи клеточного населения». Некоторые специалисты в своих отзывах на вышеописанную работу указали на то, что здесь учитывались только бактерии, а ведь в нас и на нас живут ещё и археи, грибы, вирусы и другие микроорганизмы; и если принять в расчёт, к примеру, вирусы, которые превосходят числом бактерий, то соотношение «1,3 микроорганизма на одну клетку человека» явно сдвинется в пользу микробиома. Что до того, насколько с практической точки зрения нужно выяснять полный баланс между клетками тела и микробами, то тут мнения могут быть разными, и многие полагают, что знать общую цифру здесь, безусловно, интересно, но бесполезно. Впрочем, одну важную пользу здесь следует указать: когда вы захотите сослаться на некие общеизвестные сведения, которые вы выучили не один десяток лет назад (особенно, если сведения носят медицинский или околомедицинский характер), полезно поинтересоваться, что по этому поводу думает современная наука.

Каждый день у нас выпадают волосы, но при этом мы, как правило, не лысеем; обрезаем ногти, но они все равно отрастают. Мы удаляем омертвевшие клетки кожи, чтобы придать ей гладкость и сияние, проводим процедуры, запускающие процесс регенерации кожного покрова.

Все это возможно благодаря способности организма к обновлению. Вам наверняка приходилось слышать, что человеческий организм полностью обновляется каждые 7 лет, то есть по окончанию данного периода Вы становитесь другим человеком, ведь каждая клетка Вашего тела замещается новой.

Звучит потрясающе! Но так ли это на самом деле и почему же мы, несмотря на обновление организма, продолжаем стареть ?.

Обновление организма: у каждой клетки свой «срок службы»

Действительно, срок существования отдельных клеток человеческого организма ограничен. После истечения данного срока, клетки умирают, а их место занимают новые. Организм взрослого человека состоит из огромного количества клеток - примерно 50-75 триллионов - и каждый тип клеток имеет свой «срок службы».

После смерти человека не все клетки умирают сразу - некоторым из них для этого требуется несколько минут, другим - часов, третьим - день. Скорость отмирания клеток - один из факторов, который используется для определения причины и времени смерти человека.

Скорость отмирания клеток - один из факторов, который используется для определения причины и времени смерти человека.

Ниже сайт рассмотрит:

• примерное время обновления различных клеток, тканей и органов организма;
• почему мы стареем.

С какой скоростью происходит обновление клеток организма

Ниже приведены примерные темпы обновления клеток человеческого организма:

1. Красные кровяные тельца (эритроциты), переносящие кислород, живут около четырех месяцев.

2. Срок жизни белых кровяных телец в среднем составляет чуть больше года. При этом наиболее многочисленная группа лейкоцитов - нейтрофилы - живут всего пару часов, эозинофилы - 2-5 дней.

3. Тромбоциты живут около 10 дней.

4. Лимфоциты же обновляются со скоростью 10 000 клеток в секунду.

5. Клетки эпидермиса обновляются примерно каждые 10-30 дней недели, кожа восстанавливается в 4 раза быстрее после незначительных травм.

6. «Возраст» волос на голове может достигать 6 - 7 лет. Ежедневно волосы на голове отрастают примерно на 0,5 мм. Волосы на других частях тела - примерно на 0,27 мм в день. Брови обновляются каждые 64 дня.

7. Поверхность роговой оболочки глаза покрыта тонким слоем клеток, которые постоянно обновляются за 7-10 дней. Клетки сетчатки не обновляются, как и хрусталик глаза, потому возрастное ухудшение зрения - распространенная проблема. Однако специалисты занимаются разработкой методов регенерации сетчатки при помощи стволовых клеток.

8. Клетки эпителия тонкого кишечника обновляются каждые 2-4 дня, толстой кишки - примерно каждые 4 дня, слизистой оболочки желудка - около 5 дней.

9. Клетки в коре головного мозга, насколько известно на сегодняшний день, не способны к регенерации, в отличие от нейронов гиппокампа. Поврежденные нервные клетки могут в определенной степени восстанавливаться, если тело нейрона не повреждено.

10. Скорость регенерации нервов после травм составляет примерно 2-3 мм в день.

11. Средний возраст жировой клетки - 8 лет. Каждый год 10% жировых клеток заменяются новыми.

12. Обновление клеток печени занимает примерно 300-500 дней. Человеческая печень обладает отличной способностью к регенерации. Если удалить 70% данного органа, он восстановится до нормальных размеров всего за пару месяцев. Хирурги удаляли даже 90% печени, однако восстановление в данном случае было неполным.

13. Клеткам почек и селезенки для обновления требуется 300-500 дней.

14. Ногти отрастают примерно на 3,5 мм ежемесячно, хотя ноготь на мизинце растет медленнее остальных. Ногти на ногах растут со скоростью около 1,6 мм в месяц, быстрее всего отрастает ноготь на большом пальце.

15. Сердце - один из самых медленно регенерирующихся органов человеческого тела. У 25-летнего человека ежегодно обновляется всего 1 процент клеток сердца, с возрастом эта цифра снижается. За всю жизнь обновляется меньше половины клеток сердца.

Сердце - один из самых медленно регенерирующихся органов человеческого тела.

16. Вкусовые сосочки на языке обновляются каждые 10 дней.

17. Кончики пальцев могут частично регенерироваться после травм. Наилучшие результаты наблюдаются у детей через несколько месяцев после травмы. Для восстановления кончиков пальцев необходимо незатронутое ногтевое ложе. Новый кончик пальца чувствителен, на нем есть отпечаток.

18. Слизистая оболочка бронхиол обновляется каждые 2-10 дней.

19. Микроскопические воздушные мешочки - альвеолы - обновляются за 11-12 месяцев, а поверхностные клетки легких - за 2-3 недели.

20. Мышечные клетки - «долгожители», поскольку срок их жизни - 15 лет.

21. Клетки скелета обновляются постоянно, но довольно медленно - 10% за год, а для полной замены клеток скелета требуется около 10 лет.

Почему же, несмотря на обновление организма, мы стареем

Факт обновления организма был установлен еще в начале 50-х годов в ходе наблюдения за движениями объектов с внедренными в них радиоактивными атомами. Джонас Фрисен, молекулярный биолог из Швеции, занимался изучением обновления организма при помощи измерения уровня радиоактивного углерода-14.

Он обнаружил, что каждые 7-10 лет на смену большинству клеток организма приходят новые. Конечно, данная цифра условна, принимая во внимание скорость обновления, к примеру, клеток сердца и скелета или отсутствие способности к регенерации определенных нейронов, клеток сетчатки, хрусталика, ооцитов.