Клетка была открыта в 1665 году английским ученым Робертом Гуком. С тех пор наука сильно продвинулась в изучении этих микроскопических «деталей». Однако точного числа клеток в человеческом организме не знает никто. Сделать подсчет невозможно, поскольку «ячейки жизни» ежеминутно рождаются и умирают. Ученые могут говорить только о приблизительных числах. Они предполагают, что общее количество клеток составляет около ста триллионов.
Подсчет осложняется тем, что количество клеток в организме постоянно изменяется. В кишечном эпителии, например, ежедневно погибает около 70 тысяч клеток. Клетки скелета не погибают десятилетиями и прекращают свою деятельность только тогда, когда человек умирает. Тело ребенка состоит из меньшего количества микрочастиц, чем тело взрослого.
Разнообразие клеток
Клетки внутри организма бесконечно разнообразны. Количество некоторых частиц задано изначально. Например, количество клеток в мозгу младенца со временем не увеличивается, а после 25 лет начинает только уменьшаться. Также изначально задано количество яйцеклеток: в течение жизни женщины созревают лишь те яйцеклетки, которые образовались в период внутриутробного развития.
В крови процесс клеточного обновления происходит непрерывно. Система обновления крови может выйти из строя вследствие радиоактивного поражения. Самый страшный период лучевой болезни – это фаза после обострения, когда человек чувствует себя хорошо, но не имеет шансов на дальнейшую жизнь. Клетки внутри организма не обновляются, и пораженного радиацией человека ожидает смерть от исчерпания ресурсов организма.
Ячейка жизни
Многие ученые называют клетку «ячейкой жизни». Появление живой клетки ознаменовало собой зарождение жизни на нашей планете. В зависимости от строения, клетка состоит из белка, нуклеиновой кислоты, ядра, оболочки. Эти элементы соединяются в единый организм, способный полноценно функционировать: поглощать и выделять энергию, взаимодействовать с себе подобными, размножаться.
В процесс эволюции многие клетки человеческого организма изменились. Эритроциты, утратили ядро, структура нервных клеток сосредоточилась на строении оболочки, яйцеклетки выросли, а сперматозоиды – уменьшились в размерах для «мобильности». Клетки, открытые более 300 лет назад, до сих пор преподносят науке много сюрпризов и вдохновляют ученых на исследования.
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.
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.
эритроциты
Напротив, средний размер жировой клетки составляет 100 микрометров. Жировые клетки 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 в нашем организме в 10 раз больше бактерий, чем собственных клеток, 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.
«Ячейка жизни» – так называют живую клетку. И это вполне справедливо: именно появление живой клетки можно считать «точкой отсчёта» в истории жизни. Сам по себе белок или нуклеиновая кислота – ещё не жизнь, даже их «встречу» не всегда можно считать жизнью (скажем, в отношении вирусов никто не берётся утверждать с уверенностью, что они живые, хотя и белок, и нуклеиновая кислота у них есть. Но как только появилась структура, не только состоящая из органических веществ и отделённая от внешнего мира, но и поглощающая из него какие-то вещества и перерабатывающая их в иные с выделением энергии, воспроизводящая самоё себя – тут мы уже можем говорить о жизни, поскольку здесь есть два её основополагающих признака: обмен веществ и размножение. Элементарной единицей жизни является клетка.
В ходе эволюции клетки объединялись, образовав со временем многоклеточные организмы. Одним из таких организмов является человек. Сколько клеток включает в себя наше тело?
Но в том-то и дело, что дать на этот вопрос точный ответ не может никто! Во-первых, число их постоянно меняется – одни погибают, другие делятся… одних только клеток кишечного эпителия ежедневно погибает около 70 тысяч! После 25 лет неуклонно сокращается количество клеток головного мозга.
Во-вторых, число клеток в человеческом организме огромно – и это тоже существенным образом затрудняет их подсчёт, ведь дело приходится иметь с числами поистине астрономическими!
Наконец, количество клеток различается от особи к особи (естественно, у младенца оно будет одним, у взрослого человека – другим и т.п.).
Итак, точно указать количество клеток, составляющих человеческий организм, невозможно, однако же некоторые приблизительные подсчёты всё-таки сделаны. Приблизительное их количество составляет десять в двенадцатой степени, или сто триллионов (вот уж поистине тот случай, когда число лучше привести прописью – иначе можно утонуть в нулях!).
Клетки нашего организма поражают не только числом, но и разнообразием. Скажем, наши нервные клетки человека отличаются от его же мышечных клеток сильнее, чем человеческие мышечные клетки от аналогичных кошачьих. Количество некоторых видов клеток «задано» изначально – например, после рождения уже не увеличивается число нервных клеток мозга. У женщины не возникают новые яйцеклетки – только созревают те, что возникли во внутриутробном периоде (дамы, не желающие отказаться от рюмки и сигареты во время беременности, это сказано для вас! Если вы сейчас повредите яйцеклетки вашей дочери, потом это уже нельзя будет исправить, ведь новых яйцеклеток не будет!).
С другой стороны, есть клетки, которые живут считанные дни – а затем им на смену приходят новые. Таковы, например, клетки крови, кишечного эпителия. Именно по обновлению таких клеток в первую очередь «бьёт» радиация, и потому при радиоактивном поражении бывает т.н. «фаза ходячего трупа»: первые симптомы лучевой болезни схлынули, человек вполне хорошо себя чувствует – но он уже обречён, организм ещё «выезжает» на имеющихся клетках – но они постепенно вырабатывают ресурс, а новые им на смену не приходят, и когда эти клетки закончатся – впереди будет только мучительная смерть…
Строение клеток тоже разнообразно. Некоторые из них в процессе эволюции утратили какие-то органеллы – например, эритроциты лишены ядра (оно бы у них только занимало лишнее место). У других клеток функции между их частями распределились самым неожиданным образом: так, обычно функция оболочки сводится к отделению клетки от внешнего мира и защите, а вот у нервных клеток (нейронов) оболочка – главное «действующее лицо», именно она генерирует электрические импульсы, передаваемые по нейронам!
Различаются клетки и по размеру. Примечательно, что «рекордсменами» с «обоих концов» в этом плане оказываются половые клетки: женские клетки (яйцеклетки) – самые крупные, мужские (сперматозоиды) – самые мелкие…
Впрочем, о клетках человеческого тела можно говорить бесконечно, особенно если учесть, что и сегодня о них известно далеко не всё.
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%.
