§30. Ткани и органы

Определения и обозначения

Ткань — совокупность клеток и межклеточного вещества, сходных по строению, происхождению и выполняемым функциям. Межклеточное вещество окружает клетки и помогает им работать как единому целому. Это понятие нужно, чтобы объяснить, как группы клеток выполняют защитную, проводящую, опорную или другую общую задачу.

Орган — часть организма, состоящая из нескольких тканей и выполняющая определённую функцию. В органе ткани расположены не случайно, а связаны между собой и дополняют друг друга. Понятие органа позволяет перейти от свойств отдельных тканей к работе целой части организма.

Система органов — объединение органов, совместно выполняющих общую функцию. Органы системы могут находиться в разных местах, но действуют согласованно благодаря нервной и гуморальной регуляции. Так можно понять, почему результат работы организма зависит не от одного органа, а от их взаимодействия.

Дифференцировка клеток — процесс приобретения клетками специализированного строения и функций. В ходе него клетки начинают отличаться друг от друга, хотя происходят из исходных клеток организма. Именно дифференцировка создаёт разнообразие тканей и делает возможным разделение труда между клетками.

Как это устроено

Дифференцировка начинается, когда клетки получают разные наборы работающих генов и поэтому синтезируют разные белки. Одни клетки вытягиваются и образуют отростки, другие приобретают способность сокращаться, третьи выделяют вещества или быстро делятся. Так возникают ткани с разным строением: форма клеток и их органоиды соответствуют выполняемой работе.

Ткань включает не только клетки, потому что клетки постоянно взаимодействуют с окружающей средой. Межклеточное вещество может скреплять клетки, пропускать растворённые вещества, защищать от нагрузки или создавать упругость. Например, в крови оно жидкое, в хряще упругое, а в костной ткани содержит минеральные соединения, поэтому состав и количество вещества связаны с функцией ткани.

Орган формируется из нескольких тканей, поскольку одна ткань обычно не может выполнить все необходимые задачи. В стенке сосуда эпителий образует внутреннюю выстилку, мышечная ткань изменяет просвет, соединительная ткань укрепляет стенку, а нервные элементы регулируют её работу. Поэтому функцию органа определяет не отдельная ткань, а их пространственное расположение и взаимодействие.

Органы объединяются в системы, когда для общего результата требуется последовательная работа разных частей организма. Пищеварительная система механически и химически обрабатывает пищу, всасывает вещества и удаляет остатки, поэтому в ней участвуют несколько органов. Их действия согласуются нервными импульсами, гормонами и обратными связями, поддерживающими постоянство внутренней среды.

Растительные и животные ткани организованы по-разному из-за различий в образе жизни и способах питания. У растений большую роль играют клеточная стенка, неподвижность и проведение воды от корня к листьям, поэтому выделяют покровную, проводящую и механическую ткани. У животных важны движение, быстрое восприятие сигналов и активная регуляция, что связано с наличием эпителиальной, соединительной, мышечной и нервной тканей.

Основные типы тканей организмов

При работе с таблицей сначала определите, у какого организма ткань: у растения или животного. Затем сопоставьте особенности клеток и межклеточного вещества с функцией, а расположение используйте как дополнительную проверку.

Разбор задач

Задача 1. Определение ткани по описанию

Клетки плотно прилегают друг к другу, межклеточного вещества мало. Ткань покрывает поверхность тела и выстилает внутренние органы. Требуется определить её тип по строению и расположению.

1. Плотное прилегание клеток и малое количество межклеточного вещества указывают на барьерную ткань.
2. Покрытие тела и выстилка органов означают, что ткань отделяет организм или его полости от окружающей среды.
3. Эти признаки совпадают с характеристиками эпителиальной ткани животных.

Ответ: это эпителиальная ткань. Её плотный слой защищает поверхности, а в некоторых местах участвует во всасывании и выделении веществ.

Задача 2. Стенка кровеносного сосуда

Нужно объяснить, почему стенка кровеносного сосуда является органом, хотя в ней преобладают соединительная и мышечная ткани. Важно учитывать не только количественное преобладание ткани, но и состав всей стенки. Нужно установить вклад разных тканей в её работу.

1. Эпителиальная выстилка создаёт гладкую внутреннюю поверхность и отделяет кровь от тканей стенки.
2. Мышечная ткань сокращается и расслабляется, регулируя диаметр сосуда и движение крови.
3. Соединительная ткань укрепляет стенку, а нервные и другие элементы участвуют в её регуляции.
4. Совместное действие этих тканей обеспечивает проведение крови и поддержание нужного кровотока.

Ответ: стенка сосуда — орган, потому что состоит из нескольких взаимосвязанных тканей. Преобладание одной ткани не отменяет участия остальных в общей функции.

Задача 3. Повреждение спинного мозга

Нужно установить, какие ткани и органы нарушаются при повреждении спинного мозга, и объяснить последствия. Спинной мозг содержит нервную ткань, соединительнотканные оболочки, сосуды и другие элементы. Его повреждение затрагивает не только место травмы, но и управление участками тела, связанными с ним.

1. Повреждение нервной ткани нарушает проведение сигналов между головным мозгом и периферией.
2. Сосуды и соединительные оболочки могут пострадать, из-за чего ухудшаются питание и защита нервных клеток.
3. Нарушение проводящих путей вызывает потерю или ослабление движений и чувствительности ниже места травмы.
4. Поскольку спинной мозг входит в нервную систему, последствия отражаются на работе мышц, органов чувств и внутренних органов.

Ответ: прежде всего повреждаются нервная ткань и сам орган — спинной мозг, а также его сосуды и оболочки. Последствия зависят от места и тяжести травмы, но связаны с нарушением передачи нервных сигналов.

Типичные ошибки

Ткань — это группа одинаковых клеток. Так думают, потому что в ткани действительно есть сходные клетки, но забывают о межклеточном веществе и общем происхождении. Проверьте себя: назовите состав ткани, её функцию и роль межклеточного вещества.

Клетка или её часть — орган. Ошибка возникает из-за смешения уровней организации: клетка может быть специализированной, но орган включает несколько тканей. Проверка простая: найдите в объекте хотя бы две ткани и общую функцию всего образования.

Орган и система органов — одно и то же. Отдельный орган выполняет конкретную часть работы, а система объединяет органы для общего результата. Спросите себя, идёт ли речь об одной части организма или о нескольких взаимосвязанных органах.

Функцию определяют только по расположению ткани. Одно и то же место не раскрывает всех свойств ткани, если не учитывать клетки и межклеточное вещество. Сначала анализируйте строение, затем связывайте его с функцией и только после этого используйте расположение как подтверждение.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны знания об уровнях организации живого, строении клетки, клеточной специализации и дифференцировке. Без этого трудно объяснить, почему клетки одного организма становятся разными и объединяются в ткани.

Знания о тканях и органах используются при изучении анатомии и физиологии человека, систем органов и регуляции функций организма. Они помогают связать микроскопическое строение с работой всего организма.

Тема связана с гистологией, эмбриональным развитием, регенерацией и нарушениями работы органов. Эти направления показывают, как ткани образуются, восстанавливаются и изменяются при повреждениях.

Что запомнить

• Ткань состоит из клеток и межклеточного вещества.
• Клетки ткани имеют общее происхождение и специализацию.
• Орган образован несколькими тканями, объединёнными общей функцией.
• Система органов состоит из органов, работающих согласованно.
• У растений выделяют образовательные, покровные, основные, проводящие и механические ткани.
• У животных выделяют эпителиальную, соединительную, мышечную и нервную ткани.
• Строение ткани и органа связано с выполняемой функцией.