Структурной и функциональной единицей живого является клетка — анатомическая основа большинства организмов, включая человека. Комплексы специализированных клеток, характеризующиеся общностью происхождения и сходством как структуры, так и выполняемых функций, называются тканью. Различают четыре основных типа тканей: эпителиальную, соединительную, мышечную и нервную.

Эпителиальная ткань

Эпителиальная ткань покрывает поверхность тела и полости различных трактов и протоков, за исключением сердца, кровеносных сосудов и некоторых полостей. Кроме того, практически все железистые клетки — эпителиального происхождения. Слои эпителиальных клеток на поверхности кожи защищают тело от инфекций и внешних повреждений.

Клетки, выстилающие пищеварительный тракт от рта до анального отверстия, обладают несколькими функциями: они секретируют пищеварительные ферменты, слизь и гормоны; всасывают воду и продукты пищеварения. Эпителиальные клетки, выстилающие дыхательную систему, секретируют слизь и удаляют ее из легких вместе с задерживаемой ею пылью и другими инородными частицами.

В мочевыводительной системе эпителиальные клетки осуществляют выделение и реабсорбцию (обратное всасывание) различных веществ в почках, а также выстилают протоки, по которым моча выводится из организма. Производными эпителиальных клеток являются половые клетки человека — яйцеклетки и сперматозоиды, а весь путь, который они проходят от яичников или семенников (мочеполовой тракт), покрыт специальными эпителиальными клетками, секретирующими ряд веществ, необходимых для существования яйцеклетки или сперматозоида.

Соединительная ткань

Соединительная ткань, или ткани внутренней среды, представлена разнообразной по структуре и функциям группой тканей, которые располагаются внутри организма и не граничат ни с внешней средой, ни с полостями органов.

В целом, соединительная ткань составляет то, что называют внутренней средой организма. Она очень разнообразна и представлена различными видами — от плотных и рыхлых форм до крови и лимфы, клетки которых находятся в жидкости. Принципиальные различия типов соединительной ткани определяются соотношениями клеточных компонентов и характером межклеточного вещества.

Плотная волокнистая соединительная ткань. В плотной волокнистой соединительной ткани (сухожилия мышц, связки суставов) преобладают волокнистые структуры, она испытывает существенные механические нагрузки. Существует оформленная, где хондриновые волокна идут параллельно, и  неоформенная, где волокнистые структуры формируют сетку.

Рыхлая волокнистая соединительная ткань. Рыхлая волокнистая соединительная ткань чрезвычайно распространена в организме. Она очень богата клеточными формами разных типов. Одни из них участвуют в образовании волокон ткани (фибробласты), другие, что особенно важно, обеспечивают прежде всего защитные и регулирующие процессы, в том числе через иммунные механизмы (макрофаги, лимфоциты, тканевые базофилы, плазмоциты). Включает коллагеновые, эластические и ретикулярные волокна. Эта ткань окружает все кровеносные сосуды и большинство органов.

Жировая ткань. Жировая ткань похожа на рыхлую соединительную ткань. Клетки крупные, наполнены жиром. Выполняет питательную, формообразующую и терморегулирующую функции. Подразделяется на два типа: белую и бурую. У человека преобладает белая жировая ткань, часть ее окружает органы, сохраняя их положение в теле и другие функции. Количество бурой жировой ткани у человека невелико (она имеется главным образом у новорожденного ребенка).

Главная функция бурой жировой ткани – теплопродукция. Бурая жировая ткань поддерживает температуру тела животных во время спячки и температуру новорожденных детей.

Хрящевая. Соединительная ткань с плотным межклеточным веществом представлена либо хрящом, либо костью. Хрящ обеспечивает прочную, но гибкую основу органов. Наружное ухо, нос и носовая перегородка, гортань и трахея имеют хрящевой скелет. Основная функция этих хрящей состоит в поддержании формы различных структур. Хрящевые кольца трахеи препятствуют его спадению и обеспечивают продвижение воздуха в легкие. Хрящи между позвонками делают их подвижными относительно друг друга.

Костная. кость представляет собой соединительную ткань, межклеточное вещество которой состоит из органического материала (оссеина) и неорганических солей, главным образом фосфатов кальция и магния. В ней всегда присутствуют специализированные костные клетки — остеоциты (видоизмененные фибробласты), рассеянные в межклеточном веществе.

В отличие от хряща кость пронизана большим количеством кровеносных сосудов и некоторым числом нервов. С внешней стороны она покрыта надкостницей (периостом).

Надкостница является источником клеток-предшественников остеоцитов, и восстановление целости кости — одна из ее основных функций. Рост костей конечностей в длину в детском и юношеском возрасте происходит в т.н. эпифизарных (расположенных в суставных концах кости) пластинках. Эти пластинки исчезают, когда рост кости в длину прекращается.

Если рост прекращается рано, образуются короткие кости карлика; если же рост продолжается дольше обычного или происходит очень быстро, получаются длинные кости гиганта. Скорость роста в эпифизарных пластинках и кости в целом контролируется гипофизарным гормоном роста.

Кровь. Кровь — это соединительная ткань с жидким межклеточным веществом, плазмой, составляющей немногим более половины общего объема крови. Плазма содержит белок фибриноген, который при соприкосновении с воздухом или при повреждении кровеносного сосуда образует в присутствии кальция и факторов свертывания крови фибриновый сгусток, состоящий из нитей фибрина.

Прозрачная желтоватая жидкость, остающаяся после образования сгустка, называется сывороткой. В плазме находятся различные белки (в т.ч. антитела), продукты метаболизма, питательные вещества (глюкоза, аминокислоты, жиры), газы (кислород, углекислый газ и азот), разнообразные соли и гормоны. В среднем у взрослого мужчины ок. 5 л крови.

В красных кровяных клетках (эритроцитах) содержится гемоглобин — железосодержащее соединение, имеющее высокое сродство к кислороду. Основная часть кислорода переносится зрелыми эритроцитами, которые из-за отсутствия у них ядра живут недолго — от одного до четырех месяцев. Они образуются из ядерных клеток костного мозга, а разрушаются, как правило, в селезенке.

В 1 мм3 крови женщины около 4 500 000 эритроцитов, мужчины — 5 000 000. Миллиарды эритроцитов ежедневно заменяются новыми. У обитателей высокогорных районов содержание эритроцитов в крови повышено как адаптация к меньшей концентрации в атмосфере кислорода. Число эритроцитов или количество гемоглобина в крови снижено при анемии.

Белые кровяные клетки (лейкоциты) лишены гемоглобина. В 1 мм3 крови в среднем содержится примерно 7000 белых клеток, т.е. на одну белую клетку приходится около 700 красных клеток. Белые клетки разделяют на агранулоциты (лимфоциты и моноциты) и гранулоциты (нейтрофилы, эозинофилы и базофилы).

Лимфоцитам (20% всех белых клеток) принадлежит решающая роль в образовании антител и других защитных реакциях. Нейтрофилы (70%) содержат в цитоплазме ферменты, разрушающие бактерии, поэтому их скопления обнаруживаются в тех участках тела, где локализуется инфекция. Функции эозинофилов (3%), моноцитов (6%) и базофилов (1%) тоже в основном носят защитный характер. В норме эритроциты находятся только внутри кровеносных сосудов, но лейкоциты могут покидать кровяное русло и возвращаться в него. Продолжительность жизни белых клеток — от одного дня до нескольких недель.

Образование кровяных клеток (гемопоэз) — сложный процесс. Все клетки крови, а также тромбоциты происходят из стволовых клеток костного мозга.

Мышечная ткань

Мышцы обеспечивают передвижение организма в пространстве, его позу и сократительную активность внутренних органов. Мышечные клетки называют мышечными волокнами, потому что они постоянно вытянуты в одном направлении.

Мышечная ткань обладает возбудимостью и способностью к активному сокращению под влиянием нервной системы и некоторых веществ. Процессу сокращения способствуют тонкие волокна, называемые миофибриллы, которые образованы из миозинов и актинов (белковых соединений). При соприкосновении этих веществ происходит увеличение длины мышц человека.

Микроскопические различия позволяют выделить два типа этой ткани — гладкую (неисчерченную) и поперечнополосатую (исчерченную).

Поперечно-полосатая мышечная ткань. В составе этой разновидности ткани присутствуют крупные клетки (до 120 мм) волокоподобного типа, которые к тому же являются многоядерными. Мышечные волокна имеют поперечную исчерченность, представляющую собой чередование светлых и темных участков.

Поперечно-полосатая мышечная ткань подразделяется на скелетную и сердечную. Скелетная мышечная ткань состоит из волокон вытянутой формы, достигающих в длину 10–12 см. Сердечная мышечная ткань, так же как и скелетная, имеет поперечную исчерченность.

Однако, в отличие от скелетной мышцы, здесь есть специальные участки, где мышечные волокна плотно смыкаются. Благодаря такому строению сокращение одного волокна быстро передается соседним. Это обеспечивает одновременность сокращения больших участков сердечной мышцы. Сокращение мышц имеет огромное значение. Сокращение скелетных мышц обеспечивает движение тела в пространстве и перемещение одних частей по отношению к другим.

Гладкая мышечная ткань. Состоят из веретенообразных одноядерных клеток с фибриллами, лишенными поперечных полос. Эти мышцы действуют медленно и сокращаются непроизвольно. Они выстилают стенки внутренних органов (кроме сердца). Благодаря их синхронному действию пища проталкивается через пищеварительную систему, моча выводится из организма, регулируются кровоток и кровяное давление, яйцеклетка и сперма продвигаются по соответствующим каналам.

Нервная ткань

Нервная ткань характеризуется максимальным развитием таких свойств, как раздражимость и проводимость. Раздражимость — способность реагировать на физические (тепло, холод, свет, звук, прикосновение) и химические (вкус, запах) стимулы (раздражители). Проводимость — способность передавать возникший в результате раздражения импульс (нервный импульс). Элементом, воспринимающим раздражение и проводящим нервный импульс, является нервная клетка (нейрон).

Нейрон состоит из тела клетки, содержащего ядро, и отростков — дендритов и аксона. Каждый нейрон может иметь много дендритов, но только один аксон, у которого бывает, однако, несколько ветвей.

Дендриты, воспринимая стимул от разных участков мозга или с периферии, передают нервный импульс на тело нейрона. От тела клетки нервный импульс проводится по одиночному отростку — аксону — к другим нейронам или эффекторным органам.

Аксон одной клетки может контактировать либо с дендритами, либо с аксоном или телами других нейронов, либо с мышечными или железистыми клетками; эти специализированные контакты называются синапсами.

Аксон, отходящий от тела клетки, покрыт оболочкой, которую образуют специализированные (шванновские) клетки; покрытый оболочкой аксон называют нервным волокном. Пучки нервных волокон составляют нервы. Они покрыты общей соединительнотканной оболочкой, в которую по всей длине вкраплены эластические и неэластические волокна и фибробласты (рыхлая соединительная ткань).

В головном и спинном мозгу присутствует еще один тип специализированных клеток — клетки нейроглии. Это вспомогательные клетки, содержащиеся в мозгу в очень большом количестве. Их отростки оплетают нервные волокна и служат для них опорой, а также, по-видимому, и изоляторами. Кроме того, они имеют секреторную, трофическую и защитную функции. В отличие от нейронов клетки нейроглии способны к делению.