Cos'è una cellula?
Alcuni organismi come i batteri sono costituiti solo da una singola cellula e sono quindi indicati come singole cellule. Gli organismi superiori sono costituiti da una moltitudine di cellule e sono chiamati cellule multicellulari. Gli esseri umani sono costituiti da circa dieci trilioni di cellule che si sono specializzate in compiti diversi e differiscono per dimensioni e forma a seconda del tipo di cellula.
Ad esempio, ci sono cellule nervose lunghe e sottili, globuli rossi sferici e cellule adipose rotonde. A 110-140 micrometri, la cellula uovo è la più grande cellula umana. Ciò che tutte le cellule hanno in comune è che contengono l'intera informazione genetica sotto forma di DNA (acido desossiribonucleico), possono guadagnare e utilizzare energia e sono in grado di moltiplicarsi attraverso la divisione cellulare. Le cellule possono riunirsi in associazioni di tessuti. Quattro gruppi di tessuti principali sono costituiti da oltre 200 diversi tipi di cellule nell'uomo: tessuto epiteliale, tessuto muscolare, tessuto connettivo e tessuto nervoso.
Anatomia e struttura
Le cellule umane sono circondate all'esterno dalla membrana cellulare. A differenza delle cellule vegetali, non hanno una parete cellulare. La dimensione delle cellule non è correlata alla dimensione di un organismo. Gli organismi più grandi consistono semplicemente in un numero maggiore di cellule. Il citoplasma si trova all'interno della membrana cellulare.
Vari cosiddetti organelli si trovano nel citoplasma. Questi includono il nucleo cellulare, i mitocondri, il reticolo endoplasmatico, l'apparato di Golgi, i lisosomi e i perossisomi. Gli organelli sono specializzati in diversi compiti. Il nucleo cellulare contiene l'informazione genetica sotto forma di DNA e nell'uomo è separato dal citoplasma da un involucro nucleare.
Parte del DNA si trova anche nei mitocondri. Con il reticolo endoplasmatico (ER) viene fatta una distinzione tra ER ruvido e liscio. Ci sono ribosomi sul pronto soccorso grezzo che mancano sul pronto soccorso liscio. Altri componenti cellulari includono il citoscheletro, RNA (acido ribonucleico) e centrioli. La matrice extracellulare si trova tra le singole cellule al di fuori della membrana cellulare.
Funzione e compiti
La membrana cellulare serve a separare la cellula dall'ambiente circostante e a proteggerla. Viene utilizzato per controllare quali sostanze entrano ed escono dalla cellula. Può comunicare con le cellule vicine tramite proteine contenute nella membrana cellulare. Il citoscheletro è responsabile dell'elasticità e della stabilità della cellula. Consente sia i movimenti attivi della cellula che i movimenti all'interno della cellula. I ribosomi sono il luogo della cellula dove le proteine vengono sintetizzate con l'aiuto di RNA specifico.
L'apparato di Golgi forma varie secrezioni ed è coinvolto nel metabolismo della cellula. I lisosomi rappresentano l'apparato digerente della cellula, contengono numerosi enzimi con i quali possono abbattere le sostanze estranee e cellulari. I perossisomi sono usati per la disintossicazione. Possono utilizzare l'ossigeno, legare i radicali liberi e abbattere vari prodotti metabolici.
I centrioli sono necessari per la divisione cellulare e quindi per la moltiplicazione delle cellule. Poiché ogni cellula può guadagnare e utilizzare energia oltre che moltiplicarsi, ogni cellula è in grado di sopravvivere da sola. Tuttavia, alcune cellule specializzate hanno perso questa capacità. A seconda della loro specializzazione, le cellule hanno compiti diversi. Le cellule specializzate provengono dalle cosiddette cellule staminali.
Le cellule staminali sono cellule generali del corpo che possono moltiplicarsi dividendosi in nuove cellule staminali e svilupparsi in specifici tipi di cellule. Quando una cellula si specializza, alcuni geni vengono inattivati e altri vengono attivati. Questo porta alla formazione delle proteine che sono specificamente richieste in un certo tipo di cellula. Di conseguenza, una cellula epatica, ad esempio, è chimicamente e strutturalmente diversa da una cellula nervosa, anche se entrambe contengono le stesse informazioni genetiche.
Malattie e disturbi
Il cancro è una malattia comune delle cellule. Nel cancro, l'equilibrio regolato dal gene tra la divisione cellulare e la morte cellulare (nota come apoptosi) è disturbato. Ciò porta a una crescita incontrollata di cellule e tumori. Le cellule nervose del cervello muoiono in varie malattie neurodegenerative. Questo può dipendere dall'età, come nel caso della demenza o del morbo di Parkinson.
Tuttavia, la perdita di cellule correlata all'età e delle loro funzioni è normale in una certa misura e di solito è ben tollerata dall'organismo. Solo quando un numero di cellule superiore alla media muore, i sintomi si sviluppano. Altre malattie neurodegenerative si verificano indipendentemente dall'età, come la sclerosi laterale amiotrofica (SLA), la malattia di Huntington o la malattia di Creutzfeldt-Jakob.
Nelle reazioni allergiche c'è una reazione eccessiva di cellule specializzate del sistema immunitario. In caso di allergia, combattono una sostanza innocua per il corpo, che porta ai sintomi allergici. Una malattia cellulare molto rara è la malattia ereditaria a cellule I, nota anche come mucolipidosi II. È una malattia da accumulo lisosomiale in cui uno degli enzimi normalmente presenti nei lisosomi non può essere trasportato qui a causa di un difetto genetico.
Con la mastocitosi o la cosiddetta malattia di Czernin, c'è un forte aumento dei mastociti. Questo può influenzare la pelle o gli organi interni. I sintomi sono innescati da sostanze rilasciate dai mastociti, principalmente istamina.
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