Міжклітинна речовина: будова і функції

Невід’ємною частиною будь-якого живого організму, який тільки можна зустріти на планеті, є міжклітинна речовина. Воно утворюється з відомих нам компонентів — плазми крові, лімфи, колагенових білкових волокон, еластину, матриксу тощо. У будь-якому організмі клітини і міжклітинна речовина нерозривно пов’язані між собою. І зараз ми детально розглянемо склад цієї субстанції, її функції та особливості.

Загальні дані

Отже, міжклітинна речовина — це один з численних видів сполучної тканини. Воно присутнє в різних частинах нашого організму, і в залежності від місцезнаходження змінюється і його склад. Як правило, така зв’язувальна субстанція виділяється опорно-трофічними тканинами, які відповідають за цілісність роботи всього організму. Склад міжклітинної речовини можна також охарактеризувати загалом. Це плазма крові, лимфа, білкові, ретикулінові та еластинові волокна. В основі цієї тканини лежить матрикс, який також називають аморфною речовиною. У свою чергу матрикс складається з дуже складного набору органічних речовин, клітини яких за розмірами вкрай малі порівняно з основними відомими мікроскопічними елементами організму.

Особливості зв «язуючої тканини

Утворювана міжклітинна речовина в тканинах є результатом їх діяльності. Саме тому його склад залежить від того, яку частину організму ми розглядаємо. Якщо говорити про зародку, то в даному випадку тип речовини буде єдиним. Тут воно з’являється з вуглеводів, білків, ліпідів і ембріальної сполучної тканини. У процесі зростання організму більш різноманітними за своїми функціями і наповнення стають і його клітини. Внаслідок цього змінюється і міжклітинна речовина. Його можна зустріти в епітелії і в надрах внутрішніх органів, в кістках людини і в його хрящах. І в кожному випадку ми знайдемо індивідуальний склад, визначити приналежність якого зможе лише знаючий біолог або медик.

Найважливіше волокно організму

В організмі людини міжклітинна речовина сполучної тканини виконує основну опорну функцію. Воно не відповідає за роботу конкретного органу або системи, а підтримує життєдіяльність і взаємозв’язок усіх складових людини або тварини, починаючи від найглибших органів і закінчуючи дермою. У середньому цей зв’язувальний компонент являє собою від 60 до 90 відсотків маси всього тіла. Іншими словами, ця субстанція в організмі є опорним каркасом, який забезпечує нам життєдіяльність. Така речовина ділиться на безліч підвидів (див. нижче), структура яких схожа між собою, але не повністю ідентична.

Копнем ще глибше — «матриця»

Сама ж міжклітинна речовина сполучної тканини — це матрикс. Він виконує транспортну функцію між різними системами в організмі, служить йому опорою і при необхідності передає різні сигнали від одних органів до інших. Завдяки цьому матриксу в людині або в тварині відбувається обмін речовин, він бере участь в локомоції клітин, а також є важливою складовою їх маси. Також важливо відзначити, що в процесі ембріогенезу багато клітин, які раніше були самостійними або відносилися до певної внутрішньої системи, стають частиною цієї субстанції. Основними складовими матриксу є гіалуронова кислота, протеоглікани і глікопротеїни. Одним з найяскравіших представників останніх є колаген. Цей компонент наповнює собою міжклітинну речовину і зустрічається буквально в кожному, навіть найменшому куточку нашого організму.

Внутрішня будова скелета

Сформовані кістки нашого організму складаються повністю з клітин-остеоцитів. Вони мають загострену форму, велике і тверде ядро і мінімум цитоплазми. Обмін речовин у таких «закам’янілих» системах нашого тіла проводиться завдяки кістковим канальцям, які виконують дренажну функцію. Сама ж міжклітинна речовина кісткової тканини утворюється лише в період формування кістки. Цей процес здійснюється завдяки клітинам-остебластам. Вони, в свою чергу, після завершення формування всіх тканин і з’єднань в подібній структурі руйнуються і припиняють своє існування. Але на початкових етапах дані кісткові клітини виділяють міжклітинну речовину за допомогою синтезу білка, вуглеводів і колагену. Після того як матрикс тканини сформований, клітини починають виробляти солі, які перетворюються на кальцій. В даному процесі остеобласти як би блокують всі обмінні процеси, які відбувалися всередині них, зупиняються і відмирають. Міцність скелета тепер підтримується за рахунок того, що функціонують остеоцити. Якщо ж трапляється якась травма (перелом, наприклад), то остеобласти поновлюються і починають виробляти міжклітинну речовину кісткової тканини у великих кількостях, що дає можливість організму впоратися з недугою.

Особливості будови крові

Кожен прекрасно знає, до складу нашої червоної рідини входить такий компонент, як плазма. Вона забезпечує необхідну в «язкість, можливість осідання крові та багато іншого. Таким чином, міжклітинна речовина крові — це і є плазма. Макроскопічно представляє вона собою в’язку рідину, яка або прозора, або має легкий жовтуватий відтінок. Плазма завжди збирається у верхній частині судини після осадження інших основних елементів крові. Відсотковий вміст такої міжклітинної рідини в крові — від 50 до 60%. Основу самої ж плазми становить вода, в якій містяться ліпіди, білки, глюкоза і гормони. Також плазма вбирає в себе всі продукти переробки обміну речовин, які після утилізуються.

Види білків, які знаходяться в нашому організмі

Як ми вже зрозуміли, будова міжклітинної речовини ґрунтується на білках, які є кінцевим продуктом роботи клітин. У свою чергу ці білки можна поділити на дві категорії: ті, які мають адгезивні властивості, і ті, які усувають адгезію клітин. До першої групи головним чином ми відносимо фібронектин, який є основною матрикса. За ним ідуть нідоген, ламінін, а також фібрилярні колагени, які утворюють волокна. Цими канальцями транспортуються різні речовини, які забезпечують обмін речовин. Друга група білків — це антиадгезивні компоненти. До їх складу входять різні глікопротеїни. Серед них назвемо тенасцин, остеонектин, тромпоспондин. Дані компоненти відповідають в першу чергу за загоєння ран, пошкоджень. Вони у великій кількості виробляються також під час інфекційних захворювань.

Функціональність

Очевидно, що роль міжклітинної речовини в будь-якому живому організмі досить велика. Ця субстанція, що складається переважно з білків, утворюється навіть між самими твердими клітинами, які знаходяться один від одного на мінімальній відстані (кісткова тканина). Завдяки своїй гнучкості і канальцям-провідникам у цій «напівжидкості» відбувається обмін речовин. Сюди можуть виділятися продукти переробки основних клітин, або ж надходити корисні компоненти і вітаміни, які щойно потрапили в організм з їжею або іншим шляхом. Міжклітинна речовина пронизує наш організм повністю, починаючи зі шкіри і закінчуючи оболонкою клітин. Саме тому як західна медицина, так і східна давно вже дійшли висновку про те, що все в нас взаємопов’язане. І якщо пошкоджується один з внутрішніх органів, то це може вплинути на стан шкіри, волосся, нігтів, або ж навпаки.

Вічний двигун

Присутня міжклітинна речовина в тканинах нашого організму буквально забезпечує його життєдіяльність. Воно ділиться на безліч різних категорій, може мати різну молекулярну структуру, а в деяких випадках різняться і функції речовини. Що ж, розгляньмо, які бувають типи такої сполучної матерії і що характерно для кожного з них. Упустимо ми тут, мабуть, тільки плазму, так як її функції і особливості ми вже досить вивчили, і повторюватися не станемо.

Міжклітинне просте з «єднання

Простежується між клітинами, які знаходяться на відстані від 15 до 20 нм один від одного. Зв’язуюча тканина в такому випадку вільно розташовується в даному просторі і не перешкоджає проходу корисних речовин і відходів роботи клітин по своїх канальцях. Одним з найбільш знаменитих різновидів такого зв’язку є «замок». У такому випадку біліпідні мембрани клітин, що знаходяться в просторі, а також частина їх цитоплазми здавлюються, утворюючи міцний механічний зв’язок. По ній і проходять різні компоненти, вітаміни і мінерали, які забезпечують роботу організму.

Міжклітинне щільне з «єднання

Наявність міжклітинної речовини не завжди означає, що самі клітини знаходяться на величезній відстані один від одного. У даному випадку при подібному їх зчепленні щільно зживаються мембрани всіх складових окремої системи організму. На відміну від попереднього варіанту — «замку», де клітини також стикаються, — тут подібні «впливи» перешкоджають проходженню різних речовин по волокнах. Варто зазначити, що подібний тип міжклітинної речовини найбільш надійно захищає організм від навколишнього середовища. Найчастіше настільки щільне злиття клітинних мембран можна зустріти в шкірному покриві, а також у різних типах дерми, яка огортає внутрішні органи.

Третій типаж — десмосома

Ця субстанція являє собою в своєму роді липкий зв’язок, який утворюється над поверхнею клітин. Це може бути невеликий майданчик, діаметром не більше 0,5 мкм, який буде забезпечувати максимально ефективний механічний зв’язок між мембранами. Завдяки тому, що десмосоми володіють липкою структурою, вони досить щільно і надійно склеюють між собою клітини. Внаслідок цього обмінні процеси в них відбуваються більш ефективно і швидко, ніж в умовах простої міжклітинної речовини. Такі липкі утворення зустрічаються в міжклітинних тканинах будь-якого типу, і всі вони пов’язані між собою волокнами. Їх синхронна і послідовна робота дозволяє організму якомога швидше реагувати на будь-які зовнішні ураження, а також переробляти складні органічні структури і передавати їх у потрібні органи.

Клітинний нексус

Такий тип контакту між клітинами ще називають клацанням. Суть полягає в тому, що тут участь беруть тільки дві клітини, які щільно прилягають один до одного, і при цьому між ними знаходиться безліч білкових канальчиків. Обмін речовин відбувається тільки між конкретними двома складовими. Між клітинами, які настільки близько розташовані один до одного, є міжклітинний простір, проте в даному випадку він практично бездіяльний. Далі за ланцюговою реакцією, після обміну речовинами між двома складовими, вітаміни та іони передаються по білкових каналах далі і далі. Вважається, що цей спосіб обміну речовин найбільш ефективний, і чим здоровіший організм, тим краще він розвивається.

Як працює нервова система

Говорячи про обмін речовин, транспорт вітамінів і мінералів по організму, ми упустили дуже важливу систему, без якої не може функціонувати жодна жива істота — нервову. Нейрони, з яких вона складається, в порівнянні з іншими клітинами нашого організму знаходяться один від одного на дуже великій відстані. Саме тому даний простір заповнений міжклітинною речовиною, яка іменується синапсом. Цей тип сполучної тканини може знаходитися тільки між ідентичними нервовими клітинами або ж між нейроном і так званою клітиною-мішенню, в яку повинен вчинити імпульс. Характерною рисою роботи синапсу є те, що він передає сигнал тільки від однієї клітини до іншої, не поширюючи його відразу на всі нейрони. За таким ланцюжком інформація доходить до своєї «мішені» і сповіщає людину про біль, нездужання тощо.

Коротка післямова

Міжклітинна речовина в тканинах, як виявилося, відіграє вкрай важливу роль у розвитку, формуванні та подальшій життєдіяльності кожного живого організму. Така речовина становить більшу частину маси нашого тіла, вона виконує найважливішу функцію — транспортну, і дозволяє всім органам працювати злагоджено, доповнюючи один одного. Міжклітинна речовина здатна самостійно відновлюватися після різних пошкоджень, приводити весь організм у тонус і коригувати роботу тих чи інших пошкоджених клітин. Ця субстанція ділиться на безліч різних типів, вона зустрічається як у скелеті, так і в крові, і навіть у нервових закінченнях живих істот. І у всіх випадках вона сигналізує нам про те, що відбувається з нами, дає можливість відчути біль, якщо робота певного органу порушена, або потреба в отриманні певного елемента, коли його не вистачає.