|
|
Celler och vävnader / Celler
Reviderad: 2005-10-25
|
Kroppen är uppbyggd av en mängd små delar som kallas celler. Varje cell är en egen levande enhet som kan föröka sig, ta emot olika typer av information och sköta sin egen ämnesomsättning. Även om cellerna fungerar på ett likartat sätt finns det skillnader mellan dem. En del celler har till exempel specialiserats så att de är bra på att röra sig, medan andra är bättre på att ta emot information.
Tillsammans med andra celler som fungerar på samma sätt bygger cellerna upp vävnader, till exempel muskulatur och ben. Vävnader bildar i sin tur organ, som hjärta och lungor. Tillsammans är vävnaderna och organen vår kropp. Tack vare att cellerna fungerar olika kan kroppen bli så komplex som den är.
Många miljarder celler
Kroppen hos en vuxen person innehåller ungefär 100 000 miljarder celler. Alla celler är inte helt lika, utan har olika uppgifter. Därför har de också lite olika utseende. Nervceller har till exempel långa trådliknande utskott så att de kan leda information till andra delar av kroppen.
Cellerna är mycket små. Äggcellen, som är kroppens största cell, är ungefär en tiondels millimeter i diameter. Kroppens minsta celler, de röda blodkropparna, är bara några tusendels millimeter i diameter.
Celler består till cirka 80 procent av vatten. Resten av vikten är proteiner, fetter, kolhydrater som till exempel socker samt arvsmassan, DNA. | Kroppen är uppbyggd av många miljarder celler. | Celler kan se ganska olika ut beroende på vilka uppgifter de har, men vissa grunddrag är lika hos alla celler.
Varje cell omges av en tunn hinna som kallas för cellmembran. Hinnan består egentligen av två tunna skikt av fett, så kallade lipider. I fettlagren finns det också en del proteiner och kolhydrater. Kolhydraterna sticker ofta ut från cellmembranets yta och fungerar som kännetecken för cellen.
Cellmembranet fungerar som ett skydd och hindrar vattenlösliga ämnen från att fritt föras ut ur cellen. Innehållet i cellen skiljer sig mycket från miljön utanför cellen, och det är viktigt att den skillnaden finns annars skulle inte cellen överleva. Inuti cellen finns det mycket kaliumjoner, medan vävnadsvätskan utanför cellen innehåller mer natriumjoner. | Cellen omges av en hinna som kallas cellmembran. | Cellmembranet är inte helt tätt, utan små partiklar skickas ut eller in genom membranet genom speciella kanaler och pumpar. Fettlösliga ämnen passerar direkt genom membranet. Lite större ämnen kan omslutas av en bit cellmembran, som snörs av till en liten blåsa. Blåsan kan sedan föras in i eller ut ur cellen.
Hos vissa celler är membranet veckat och det gör att ytan blir mycket större än om cellen vore helt slät. Den större ytan är en fördel om cellen exempelvis suger upp näringsämnen i tarmen. En del celler har flimmerhår på ytan, till exempel i luftrören där flimmerhåren renar luften man andas in.
Cellerna sitter fast i varandra
Cellerna kan fästa i varandra genom särskilda fogar. När många likartade celler med samma uppgifter sitter fast i varandra kallas det för vävnader. Cellerna sitter ihop olika hårt, men en del har ingen förankring alls till andra celler. Det gäller till exempel blodkroppar. | Lite större ämnen kan passera igenom cellmembranet med hjälp av blåsor. | I cellmembranet finns också så kallade receptorer, eller mottagare. Receptorerna består av proteiner som kan binda andra ämnen till sig, exempelvis hormoner. Ämnena som binds till receptorerna kallas signalsubstanser, och ger viktig information till cellens inre. Informationen kan till exempel påverka cellens ämnesomsättning eller andra funktioner.
Varje signalsubstans passar bara till en egen sorts receptor. Man kan jämföra det med en nyckel som bara passar i ett visst lås. Det är viktigt att signalsubstansen bara binder sig till sin egen typ av receptor. Annars överförs informationen inte på rätt sätt. | I cellmembranet finns receptorer för bland annat hormoner. | Innanför cellmembranet finns en trögflytande vätska som kallas för cytoplasma. Cytoplasman består till största delen av vatten. I den geléliknande vätskan finns bland annat salter, näringsämnen och proteiner. En del proteiner kallas enzymer och deltar i olika reaktioner som sker i cellen, till exempel att bryta ner eller bygga upp näringsämnen.
Andra proteiner bildar ett nätverk av trådar som fungerar som en stomme i cellen. Nätverket kallas för cellskelett och gör att cellen kan ändra form och röra sig. Ämnen som inte är vattenlösliga bildar små droppar i cytoplasman. I fettceller finns till exempel gott om fettdroppar.
Cytoplasman innehåller också flera små strukturer eller delar som cellen behöver för att kunna överleva. Varje del har sin speciella uppgift, och kan liknas vid kroppens olika organ. Dessa miniatyrorgan kallas för organeller.
De viktigaste organellerna är - mitokondrier som är cellernas kraftverk
- ribosomer som sätter ihop proteiner
- endoplasmatiska retiklet och Golgi-apparaten som är cellens transportsystem
- lysosomer som städar cellen.
| I cellen finns flera små "organ" som cellen behöver för att kunna överleva. | Mitokondrier är cellens kraftverk och bildar energirika kemiska ämnen från kolhydrater, fett och proteiner, som man får i sig med maten. Det viktigaste ämnet som bildas kallas ATP. När de energirika ämnena sedan bryts ner i kroppens celler frisätts energi, som behövs för olika processer. I celler med hög energiförbrukning, till exempel muskelceller och leverceller, kan det finnas flera hundra mitokondrier.
Ribosomer sätter ihop proteiner
Ribosomer är små korn i cellen som bygger ihop proteiner av så kallade aminosyror, som man får i sig med maten. Det är cellkärnan som styr vilka proteiner som ska bildas. | Mitokondrier bildar energirika ämnen från maten. | Cellen har nätverk av platta rör och blåsor som bland annat fungerar som cellens transportsystem, det så kallade endoplasmatiska retiklet. Rörsystemet har kontakt med både cellens kärna och cellmembranet. Ämnen som bildas inne i cellen förs med hjälp av transportsystemet till utsidan av cellen.
Det bildas proteiner i den del av rörsystemet som har ribosomer bundet till sig. Proteinerna sorteras och packas sedan i den så kallade Golgi-apparaten och transporteras ut ur cellen. I Golgi-apparaten kan också delar av kolhydrater kopplas på proteinerna. Cellen behöver en del av proteinerna för eget bruk. Det bildas också fetter i rörsystemet.
Lysosomer städar cellen
Lysosomer är cellens renhållnings- och nedbrytningsanläggning, och tar hand om gamla celldelar eller främmande ämnen som kommit in i cellen, till exempel bakterier. Det som kan återanvändas förs tillbaka till cytoplasman, medan resten transporteras ut ur cellen. | Ämnen som bildas inne i cellen transporteras med hjälp av ett rörsystem till utsidan av cellen.
| Cellens kärna fungerar som en slags kommandocentral som styr alla funktioner i cellen. Kärnan innehåller arvsmassan, DNA. Uppbyggnaden av DNA bestämmer våra arvsanlag, och är unik för varje person. Hur man ser ut och vilka egenskaper man har avgörs alltså av arvsmassan.
Arvsmassan har oftast formen av tunna trådar. Om man studerar tråden närmare i mikroskop visar det sig att den liknar en repstege som snott sig. När cellen ska delas rullar trådarna ihop sig till kromosomer. Våra celler innehåller 23 par kromosomer, eller totalt 46 stycken. I varje par kommer den ena kromosomen från mamman, och den andra från pappan.
Ett av paren kallas könskromosomer. Hos kvinnor är båda könskromosomerna lika och kallas för X-kromosomer. Män har en X- och en Y-kromosom. Äggceller och spermier innehåller halva mängden arvsmassa, det vill säga 23 enkla kromosomer. När äggcellen smälter ihop med en spermie vid befruktningen bildas en cell med en fullständig kromosomuppsättning, 23 par.
Kärnan omges av en tunn hinna som liknar membranet som omger hela cellen. Cellens kärnmembran har små öppningar så att information kan skickas från kärnan till resten av cellen. På så sätt styr kärnan vad som sker i cellen.
De flesta celler har en cellkärna, men de röda blodkropparna är ett undantag. Vissa celler har flera kärnor, till exempel skelettmuskelceller. | Cellkärnan innehåller arvsmassan, DNA, som bestämmer våra arvsanlag. | Cellerna tar upp näringsämnen och syre från vätskan som omger cellerna, den så kallade vävnadsvätskan. Näringsämnena består av delvis nedbrutna proteiner, fetter och kolhydrater. De olika ämnena bryts ner ytterligare med hjälp av de enzymer som finns i cytoplasman. Nedbrytningsprodukterna användas sedan för att bygga upp nya ämnen som cellen behöver. Andra enzymer hjälper till vid uppbyggnaden.
Energi bildas vid ämnesomsättningen
När olika ämnen bryts ner bildas energi, som bland annat används till att hålla kroppstemperaturen på rätt nivå. Energi förbrukas också när nya ämnen byggs upp. Den energi som blir över kan lagras i form av energirika kemiska ämnen, som bildas i mitokondrierna. Ämnena kan sedan brytas ner och användas när kroppen behöver extra energi. Om man inte får i sig tillräckligt med näringsämnen genom maten bryts kroppens proteiner ner, till exempel musklerna, för att få energi.
Kroppen behöver syre och gör sig av med koldioxid
Syre behövs för cellens ämnesomsättning. Om det blir syrebrist ökar halten av bland annat mjölksyra i cytoplasman. Det beror på att mitokondriernas normala arbete förhindras. Mjölksyran känner man som en enorm trötthet i musklerna vid hårt fysiskt arbete.
Det som blir kvar efter ämnesomsättningen är koldioxid, vatten och restprodukter, som innehåller kväve. Ämnena förs från cellen till blodet. Koldioxiden lämnar så småningom kroppen genom utandningsluften och de kvävehaltiga restprodukterna blir en del av urinen. | | Celldelning är nödvändigt för att en organism ska kunna växa, och för att gamla celler ska förnyas. Kroppen har bildats från en enda cell – den befruktade äggcellen – som delats gång på gång.
Celler lever olika länge. Nervceller kan leva i över 100 år, medan celler i tarmslemhinnan bara lever några få dagar och ersätts sedan av nya celler. Olika celler delar sig därför olika ofta. Vissa celler delar sig så gott som varje dygn, till exempel hudceller, medan andra delar sig sällan, kanske en gång i månaden. Det gäller till exempel leverceller. Andra celler delar sig inte alls och kan alltså inte förnyas genom celldelning, till exempel nervceller.
Celldelning kan ske på två olika sätt:
Vanlig celldelning
Vid vanlig celldelning bildas två nya celler, som är precis lika ursprungscellen. De nya cellerna innehåller samma genetiska information, det vill säga samma arvsanlag, som den ursprungliga cellen.
Delning av könsceller
Äggceller och spermier genomgår en speciell sorts delning, som kallas reduktionsdelning. Namnet syftar på att antalet kromosomer reduceras, minskar, till halva det antal som finns i ursprungscellen. Färdiga könsceller innehåller därför bara 23 kromosomer istället för 46.
Spermier bildas från så kallade stamceller i sädeskanalerna. Stamcellerna delar sig genom vanlig celldelning under mannens vuxna liv. Den ena dottercellen bildar en ny stamcell med full uppsättning kromosomer, och den andra dottercellen genomgår reduktionsdelning och bildar så småningom en spermie med 23 kromosomer.
Äggceller bildas från stamceller som finns i äggstockarna. Dessa stamceller delar sig med vanlig celldelning före födelsen. Efter födseln genomgår cellerna istället reduktionsdelning så att mogna äggceller med 23 kromosomer bildas. Vid födelsen innehåller äggstockarna ungefär en miljon omogna ägg. Ungefär 500 av dem kommer att mogna till äggceller som kan befruktas. | Vid vanlig celldelning bildas två nya celler, som är precis lika ursprungscellen. | Det krävs mer än att cellerna delar sig för att det ska bildas en kropp med alla sina funktioner. Cellerna måste också specialiseras och få olika utseende och funktioner. På det sättet uppstår olika celltyper, som visserligen har samma grundstruktur med cellmembran, cytoplasma och kärna, men ändå är väldigt olika varandra.
Kroppen innehåller till exempel muskelceller, nervceller, blodceller och benceller, som alla specialiserats för att klara sina olika uppgifter. Det finns ungefär 200 olika celltyper i kroppen. Alla celler, utom könscellerna, innehåller samma arvsmassa, men olika delar av arvsmassan är aktiv i olika celler. Därför får cellerna olika utseende och funktion. Celler som en gång utvecklats till en typ av cell kan inte övergå till en annan sorts cell. | | Så kallade stamceller är omogna celler som inte har specialiserats och därmed har deras slutliga funktion inte bestämts än. Stamceller kan delas och utvecklas till många olika celltyper.
Kroppens urstamcell är den befruktade äggcellen som är ursprunget till den fullt utvecklade kroppen. Vid de första celldelningarna, tills det finns något dussintal celler, kan varje enskild cell ge upphov till en ny människa. Under embryots fortsatta utveckling ger stamcellerna upphov till kroppens samtliga cellslag, till exempel muskelceller, hjärnceller och hudceller.
När de omogna stamcellerna delas uppstår dels mer mogna celler och dels fler stamceller så att antalet stamceller i kroppen bibehålls. När fostret växer börjar cellerna att differentiera sig, det vill säga cellerna får bestämda egenskaper, och stamcellerna kan inte längre utvecklas till vilket cellslag som helst.
Stamcellerna har en viktig uppgift även efter embryo- och fosterutvecklingen. Stamcellerna gör att unga människor växer, och hos vuxna hjälper de till att nybilda celler som har begränsad livslängd, eller celler som man har förlorat genom någon skada. I huden och tarmslemhinnan finns stamceller som kan nybilda vävnad. Även hjärnan har i vissa områden en celldelning som tros bero på stamceller. Stamcellerna förändras med personens ålder och deras förmåga att bilda olika typer av celler minskar.
Läs mer om forskningen om stamceller. Forskningen om stamceller
| |
|
Nästa kapitel