Сколько клеток в организме человека? Какие из них самые важные? Из чего состоит клетка человека: строение и функции
Человек состоит из более чем 100000000000000 клеток (читается "сто триллионов"). Для сравнения: в слоне примерно 6 500 000 000 000 000 (шесть с половиной квадрильонов) клеток,
Человек на 60% состоит из воды. Распределена сна неравномерно: так, в жировых тканях воды всего 20%, в кости 25%, в печени 70%, в мышцах 75%, в крови 80% и в.мозге 85% воды от общего веса. При взгляде на эти цифры поражает кажущийся парадокс -- в жидкой крови меньше воды, чем в довольно плотном мозге. Но ведь дело не только в количестве, но и в "упаковке" воды. Известно, что медузы на 98-99% состоят из воды, тем не менее медуза не растворяется в море, ее можно взять в руки.
Остальные 40% веса человеческого тела распределяются так: белки - 19%, жиры и жироподобные вещества - 15%, минеральные вещества-5%), углеводы - 1%.
Из элементов, слагающих наше тело, самую важную роль играют кислород, углерод, водород и азот. В организме взрослого человека их около 70 килограммов. Немало также кальция и фосфора - вместе их почти 2 килограмма, они входят в со-став кости, обеспечивая ее прочность. Калий, сера, натрий, хлор содержатся в количестве по нескольку десятков граммов. Железа в человеке всего около 6 граммов, но оно играет исключительно важную роль, входя в состав гемоглобина.
Как это ни странно, указать точное количество костей в скелете человека не представляется возможным. Во-первых, оно несколько различно у разных людей. Примерно у 20% людей есть отклонения в количестве позвонков. Один человек из каждых двадцати имеет лишнее ребро, причем у мужчин лишнее ребро встречается примерно в 3 раза чаще, чем у женщин (вопреки библейской легенде о сотворении Евы из ребра Адама). Во-вторых, количество костей меняется с возрастом: со временем не-которые кости срастаются, образуя плотные швы. Поэтому не всегда ясно, как считать кости. Например, крестцовая кость явно состоит из пяти сросшихся позвонков. Считать ее за одну или за пять? Поэтому солидные руководства осторожно указывают, что у человека "несколько более 200 костей".
Самая длинная кость - бедренная, ее длина составляет обычно 27,5% от роста человека. Самая короткая - стремечко, одна из косточек, передающих колебания барабанной перепонки к чувствительным клеткам внутреннего уха, Она работает как рычаг, увеличивая давление звуковых волн. Ее длина всего 3-4 миллиметра.
Самая маленькая мышца - мышца стремечка. При слишком сильных звуках она поворачивает стремечко так, что соотношение длины плеч косточки-рычага меняется, и коэффициент усиления звука падает.
Точно указать количество мышц невозможно. Специалисты насчитывают у человека от 400 до 680 мышц. Для сравнения: у кузнечиков около 900 мышц, у неко-торых гусениц до четырех тысяч. Общий вес мышц у мужчины составляет около 40% от веса тела, а у женщины - около 30%.
В спокойном состоянии, лежа, человек потребляет за сутки 400- 500 литров кислорода, делая 12-20 вдохов и выдохов в минуту. Для сравнения: частота дыхания лошади-12 дыхательных движений в минуту, крысы-60, а канарейки - 108.
Весной частота дыхания в среднем на одну треть выше, чем осенью.
У взрослого человека сердце за день перекачивает около 10000 литров крови. За один удар в аорту выбрасывается примерно 130 миллилитров. Нормальный пульс в спокойном состоянии - 60-80 ударов в минуту, причем у женщин сердце бьется на 6-8 ударов в минуту чаще, чем у мужчин. При тяжелой физической нагрузке пульс может ускоряться до 200 и более ударов в минуту. Для сравнения: частота пульса у слона-20 ударов в минуту, у быка - 25, у лягушки (холоднокровное животное)-30, у кролика - 200, а у мыши - 500 ударов в минуту.
Общая длина кровеносных сосудов в организме человека - примерно сто тысяч километров.
Вот как распределена кровь в организме в состоянии покоя: четверть общего объема находится в мышцах, другая четверть-в почках, 15%-в сосудах стенок кишечника, 10% - в печени, 8%-в мозгу, 4% - в венечных сосу-дах сердца, 13% - в сосудах легких и остальных органов.
Каждый эритроцит содержит около 270 миллионов молекул гемоглобина.
Срок жизни достигает нескольких месяцев (есть несколько типов лейкоцитов, поэтому так разнообразны сроки их жизни). У взрослого человека ежечасно отмирает миллиард эритроцитов, 5 миллиардов лейкоцитов и 2 миллиарда тромбоцитов. На смену им приходят новые клетки, вырабатываемые в костном мозге и в селезенке. За сутки заменяется примерно 25 граммов крови.
Костный мозг взрослого человека, рыхлая масса, наполняющая внутренние полости некоторых костей, весит в среднем 2600 граммов. За 70 лет жизни он дает 650 килограммов эритроцитов и тонну лейкоцитов.
Нервная система человека содержит около 10 миллиардов нейронов и примерно в семь раз больше клеток обслуживающих - опорных и питающих. Лишь один процент нервных клеток занят "самостоятельной работой" - принимает ощущения из внешней среды и командует мышцами. Девяносто девять процентов - это промежуточные нервные клетки, служащие усилительными и передающими станциями.
Самые крупные нервные клетки человека в 1000 раз больше самых мелких. Самые тонкие нервные волокна имеют поперечник всего 0,5 микрометра, самые толстые-20 микрометров.
Более половины всех нейронов сосредоточено в больших полушариях головного мозга.
Общая площадь коры головного мозга варьирует от 1468 до 1670 квадратных сантиметров.
В черепномозговых нервах в мозг входит 2 600 000 нервных волокон, а выходит 140000. Около половины выходящих волокон несут приказы к мышцам глазного яблока, управляя тонкими, быстрыми и сложными движениями глаз. Остальные нервы управляют мимикой, жеванием, глотанием и деятельностью внутренних органов. Из входящих нервных волокон два миллиона - зрительные.
За минуту через мозг протекает 740-750 миллилитров крови.
Начиная с тридцатого года жизни у человека ежедневно гибнет 30-50 тысяч нервных клеток. Уменьшаются основные размеры мозга. С возрастом мозг не только теряет вес, но и изменяет форму - уп-лощается. У мужчин вес мозга максимален в 20-29 лет, у женщин - в 15-19.
Средняя нормальная острота зрения составляет 0,0003 угловой минуты, то есть глаз способен различить хорошо освещенный предмет поперечником в одну десятую миллиметра на расстоянии 25 сантиметров. Но если предмет сам светится, он может быть и значительно меньше. Дырочка диаметром в 3-4-тысячные доли миллиметра, проколотая в листе жести, за которым зажжена лампочка, хорошо различается нормальным глазом.
Клетки крови постоянно отмирают и заменяются новыми. Продолжительность жизни эритроцита - 90-125 дней, лейкоцита - от нескольких часов до нескольких дней.
Масса мозга человека составляет 1/46 общей массы тела, масса мозга слона - всего 1/560 массы тела.
Глаз способен различать 130-250 чистых цветовых тонов и 5-10 миллионов смешанных оттенков.
Частота вспышек, при которой мигающий свет кажется глазу ровно горящим, для палочек составляет 15 в секунду, для колбочек- 71-90.
Полная адаптация глаза к темноте занимает 60-80 минут.
Палец способен ощутить колебания амплитудой в две десятитысячные доли миллиметра.
Поверхность кожи человека в среднем составляет около 2 квадратных метров. Ее необходимо знать при назначении некоторых лекарств и лечебных процедур. Для расчета поверхности кожи в клинике применяют обычно следующую формулу:
Поверхность тела == (вес тела X 4) + 7
Вес следует брать в килограммах, поверхность получается в квадратных метрах. Есть и более точные формулы, в которых учитывается рост, но расчет по ним гораздо сложнее, и применяют их реже.
За одну минуту через кожу проходит 460 миллилитров крови.
В коже рассеяно 250 тысяч рецепторов холода, 30 тысяч рецепторов тепла, миллион болевых окончаний, полмиллиона рецепторов осязания и три миллиона потовых желез.
Среднее количество волос на голове: у блондинов-140 тысяч, у брюнетов-102 тысячи, шатенов-109 тысяч, у рыжеволосых - 88 тысяч. Общее число волос на теле, кроме головы, около 20 тысяч.
Волосы растут со скоростью 0,35-0,40 миллиметра в сутки. За день наша шевелюра удлиняется, если посчитать общий прирост длины волос, метров на тридцать.
Во внутреннем ухе около 25 000 клеток, реагирующих на звук. Диапазон частот, воспринимаемых слухом, лежит между 16 и 20000 герц. С возрастом он сокращается, особенно за счет снижения чувствительности к высоким звукам. К 35 годам верхняя граница слуха падает до 15000 герц.
Ухо наиболее чувствительно к диапазону 2000-2300 герц. Лучший же музыкальный слух (способность различать высоту) приходится на область 80-600 герц. Здесь наше ухо способно различить, например, два звука с частотой 100 герц и 100,1 герца. Всего человек различает 3-4 тысячи звуков разной высоты.
Мы осознаем звук через 35-175 миллисекунд после того, как он дошел до уха. Еще 180- 500 миллисекунд требуется уху на то, чтобы "настроиться" на прием данного звука, достичь наилучшей чувствительности.
На языке находится около 9000 вкусовых рецепторов. Наилучшая температура для их работы-24 градуса Цельсия. (Лакомкам стоит это учесть!)
Площадь обонятельной зоны носа-5 квадратных сантиметров. Здесь расположено около миллиона обонятельных нервных окончаний. Чтобы в нервном обонятельном волокне возник импульс, на его окончание должно попасть примерно 8 молекул пахучего вещества. Чтобы возникло ощущение запаха, должно возбудиться не менее 40 нервных волокон.
Ногти на руках растут со скоростью 0,086 миллиметра в сутки, на ногах-0,05 миллиметра. За год на пальцах рук нарастает около двух граммов ногтей.
При пережевывании пищи челюстные мышцы развивают на коренных зубах усилие до 72 килограммов, а на резцах - до 20 килограммов. Для жевания хлеба требуется усилие в 25 килограммов, для пережевывания жареной телятины - 15 килограммов.
На один квадратный миллиметр слизистой оболочки желудка приходится около ста желез, выделяющих пищеварительный сок.
Тонкая кишка, где происходит всасывание в кровь переваренной пищи, имеет на своей внутренней поверхности около 5 миллионов ворсинок - тончайших волос-ковидных выростов, через которые и идет всасывание питательных веществ.
Глоток воды-много это или мало? Многочисленные измерения показали, что мужчина проглатывает одним глотком в среднем 21 миллилитр жидкости, а женщина-14 миллилитров,
Чувство жажды появляется при потере воды, равной одному про-центу от веса тела. Потеря более 5% может привести к обмороку, а более 10% - к смерти от иссушения.
Свежий отпечаток пальца весит примерно одну миллионную долю грамма. Он состоит из воды, жиров, белков и солей, выделяемых кожей,
Даже суровые мужчины ежедневно проливают 1-3 миллилитра слез. Слезы постоянно вырабатываются слезными железами и увлажняют роговицу глаза, предохраняя ее от воздействия воздуха и пыли.
В теле человека работает не менее 700 ферментов.
Наверное, каждому интересно — сколько нервных клеток у человека. Нервная ткань в человеческом организме образуется из двух видов клеток:
- нейроциты – нейроны,
- глиоциты – глиальные клетки.
Принимают всю информацию нейроны, генерируют ее, производят и транспортируют нервные импульсы, а клетки глиоциты делают благоприятную среду для работы нейронов, защищают их и участвуют в замене медиаторов, выделяют клетки роста-нейроциты.
Сколько клеток всего
Вопрос о том, сколько нервных клеток у человека остается очень интересным для всех. Исходя из некоторых данных, в наше время удалось узнать, что мозг человека содержит в себе около 25 млрд. нейронов. Основная часть которых расположена в коре головного мозга. Но глиальных клеток больше в 10 раз. Сегодня стоматология киев 32dent.com.ua пользуется большой популярностью среди пациентов. Здесь работают высококлассные специалисты.
Вся нервная система человека состоит из нервных клеток. Нервные клетки состоят из нейронов. Они являются важнейшей частью нервной системы в целом. Размеры нейронов разные, они варьируются от 4 до 130 мкм. Сам нейрон состоит из тельца и отростков, которые называются дендрит и аксон. Аксон еще именуют нейритом. Вся длинна отростков составляет около 1,5 м. в каждом нейроне находится только один аксон. Аксон постоянно находится в действие, обеспечивая передачу импульсов. Дендриты обычно более активны и их число намного больше. Они проводят импульсы к центру нейрона. Нейроны поляризованы, что приводит к направлению импульса работать по одному и тому же сценарию. Вообще нейроны похожи на воронки. Клеточное тело играет роль проводника для нейронных отростков. Само тело имеет форму круга или может выглядеть, как пирамида.
Виды нейронов
Центральная нервная система состоит из нервных клеток, которые состоят из нейронов, делящихся по количеству отростков.
1. Униполярные нейроны – на них всего один отросток-аксон, такие клетки бывают исключительно у эмбрионов, принимая участие в формирование нейроцитов.
2. Биполярные нейроны – в них содержатся оба вида отростков — аксон и дендрит. Такие клетки расположены в основном во внутреннем ухе и в глазных нервах.
3. Мультиполярные – могут быть с несколькими отростками. Таких клеток в организме у человека самое большое количество. Расположены они, начиная от центральной нервной системы до, периферической.
4. Псевдоуниполярные нейроны – они представляют собой тельце с одним отростком, который самостоятельно определяет аксон это или дендрит. Расположены они в основном в черепе и спинномозговых узлах.
Сама нервная клетка состоит из оболочки – неврилеммы. Эта оболочка функционирует как рецептор, обменный механизм, проводит нервные импульсы. Также в нервных клетках имеется цитоплазма, в которой находятся митохондрии, клеточное ядро, аппарат Гольджи, эндоплазматическая сеть, лизосомы. Есть в них и органеллы сложного назначения – нейрофибриллы. Клеточное ядро у нервов светлого цвета и имеет обычно два ядрышка в форме шара.
В организме каждого человека все нервные клетки подразделяются по функциональному назначению. Бывают чувствительные клетки, бывают двигательные, бывают вставочные. Расскажем о каждой из них.
1. Чувствительные нервные клетки – тело этих клеток расположено в гангалиях системы периферии. Клетки дендриты начинаются с чувствительных отростков, а аксоны прорастают в сам мозг и нервную систему спины.
2. Вставочные нервные клетки – делают транспортировку возбуждения нейрону.
3. Двигательные нервные клетки – расположены в мышечном волокне и различных железах.
4. Вспомогательные нервные клетки – глиоциты, эти клетки отделяют и защищают нейроны друг от друга.
Эпендимоциты – окружают головной и спинной мозг человека. Функционируют они, как разделители. Астроциты – похожи по своей форме на звезды, имеют много отростков. Различаются по количеству и строению отростков, называются протоплазматическими и волокнистыми. Леммоциты – из них состоят нервные волокна. Нервное волокно покрыто соединительной тканью – базальной пленкой. Вот все основные составляющие нервной системы человеческого организма.
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.
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.
Кажется, ответ на вопрос: «Сколько живут клетки?» — очевиден: ровно столько, сколько длится жизнь человека. Но верно это лишь отчасти, потому что далеко не все клетки нашего тела способны существовать сто с лишним лет. А именно такой максимальный срок отведён человеку природой. Как и любая живая материя, клетки стареют, изнашиваются, а затем гибнут. Одни раньше, другие позже.
В начале внутриутробного развития все клетки зародыша одинаковы. Затем, благодаря заложенной в них генетической программе, они приобретают разные свойства. В результате распределения ролей какие-то клетки получают способность выполнять только одну задачу, а какие-то — множество.
«Узкие специалисты» сосредоточивают силы на чём-то одном; если они будут разбрасываться, для главного не останется времени. Что произойдёт, если, например, нейроны кроме образования и передачи нервного импульса начнут делиться? Прекратится жизнь всего организма. Именно поэтому жизнь нейронов так длинна. Другие долгожители — мышечные клетки. Срок их службы рассчитан более чем на сто лет, но за эту долговечность иногда приходится очень дорого расплачиваться. Так, гибель даже небольшого участка сердечной мышцы может привести к трагическим последствиям. Никакие иные клетки не смогут выполнять их работу, значит, важные функции организма навсегда будут утрачены.
У большинства многофункциональных клеток тоже есть свои самые главные задачи. Почему же они не живут так долго? Здесь природа всё рассчитала точно: чем короче век тех или иных клеток, тем быстрее они обновляются. Кожный эпидермис, например, обновляется через 1—2 недели. Это происходит за счёт специальных ростковых клеток, лежащих в нижнем клеточном слое. Молодые клетки постепенно поднимаются на поверхность, а через определённое время гибнут. Интересно, что, прекратив активное существование, клетки наружного слоя эпидермиса продолжают служить человеку. Они образуют роговые чешуйки, которые защищают кожу от повреждений.
Меньше всех в организме живут клетки кишечного эпителия — всего 1—2 дня. Но кишечник никогда не останется без эпителиального покрова. За день в нём замешается около 70 млрд клеток! Если подсчитать, то получится, что каждые 3— 4 дня у нас в животе образуется совершенно новый кишечник.
Довольно долго — больше года — живут клетки печени. За это время они совершают очень много полезного. Гораздо короче век эритроцитов — основных клеток крови. С момента их образования в красном костном мозге до момента гибели в селезёнке (её называют кладбищем эритроцитов) проходит примерно 3 месяца. Некоторые клетки крови живут ещё меньше. Тромбоциты, например, существуют не более 8—10 дней.
Хотя живучесть разных клеток неодинакова, все они в равной мере важны для организма. И нейроны, способные трудиться целый век, и клетки эпителия, которые служат всего несколько дней.