Viden om kroppen: Celler og Væv

I løbet af sommeren vil du på fitness-blog kunne læse en række af artikler omhandlende menneskekroppen. En grundlæggende indsigt i, hvordan vores krop er bygget op og fungerer, er god at have, hvis man interesserer sig for træning og sundhed. Inden for disse emner kan det nemlig af og til være svært at skille skidt fra kanel. Men med en basal forståelse for kroppen har man taget første skridt til selv at kunne gennemskue, hvornår noget er helt ude i skoven. Den menneskelige biologi er dog også bare fascinerende i sig selv, og måske kan disse artikler gøre nogle af jer læsere mere interesserede i emnet. I så fald kan man ”dykke dybere” i de bøger, som er angivet i litteraturafsnittet. Første artikel omhandler celler og væv og er skrevet af Jens Lund..

Fysiologien er læren om kroppens funktioner, mens anatomien er læren om kroppens opbygning. Vi vil i denne artikelrække hovedsageligt fokusere på fysiologien, og forhåbentlig vil du lære en masse nyt. Jeg vil bestræbe mig på at skrive i et forståeligt og pædagogisk sprog, så alle kan være med og forstå indholdet. Er der alligevel noget, som du undrer dig over eller som er uforståeligt, så hold ikke igen med at stille spørgsmål i kommentarfeltet. De forskellige artikler vil desuden være suppleret med illustrative videoer fra youtube.   I denne første artikel ser vi nærmere på de celler og det væv vores krop er opbygget af.

Menneskekroppen er opbygget af mange milliarder celler. Alt afhængig af hvilken celletype der er tale om, har cellen en helt bestemt funktion, som den skal udføre, for at kroppen som helhed kan fungere optimalt.

Celler meget små, hvorfor celler oftest er samlet i et stort antal så virkningen af cellernes funktioner bliver tilstrækkelig stor. En større eller mindre samling af ens celler kaldes et væv. Kroppens vævstyper ser vi nærmere på efter, at vi har været i gennem cellens generelle opbygning.

Cellen – Hvad er en celle?

En celle kan sammenlignes med en lille blære. Både udenfor og indeni cellen findes væske, og dette er årsagen til, at kroppens vandindhold er på ca. 60 %. En levende celle har et stofskifte hvilket betyder, at den optager næringsstoffer og udnytter disse. Næringsstoffer er dem, som vi finder i kosten. Næringsstofferne bruger cellerne som brændstof og som byggesten til f.eks. at danne hormoner, celledele eller nyt muskelvæv. Det er altså ude i den enkelte celle, at kostens energigivende næringsstoffer omdannes til energi.

For at cellerne kan omdanne næringsstofferne til brugbar energi skal de bruge ilt (O2), og som affaldsprodukt dannes kuldioxid (CO2). Det er lungernes opgave at optage ilt og udskille kuldioxid, og kredsløbets opgave (hjerte og blodkar) at pumpe ilt og næringsstoffer rundt til alle kroppens celler via blodet. Nyrerne har til opgave at rense blodet for affaldsstoffer, som vi ikke har brug for, og i fordøjelseskanalen nedbrydes føden, så vi kan optage den i tarmene. Cellerne kan styres vha. nervesystemet og vha. hormoner, som også sendes rundt i kroppen via blodet. Alle disse organsystemer ser vi nærmere på i kommende artikler.

Cellemembranen

Cellen er som sagt en lille væskefyldt blære, og yderst findes en tynd hinde. Denne hinde kaldes for cellemembranen og består af fedtstoffer. Fedtstoffer og vand er ikke blandbare, hvilket du sikkert kender fra køkkenet. Derfor kan den fedtholdige membran afskærme cellens indre fra omgivelserne, og vha. porer og kanaler i cellemembranen kan cellen selv bestemme, hvilke stoffer der skal hhv. ind og ud af cellen.

De fedtstoffer der findes i cellemembranen kaldes fosfolipider. Fosfolipider er fedtsyrer, hvorpå der er sat et vandopløseligt ”hoved”. Ved at placere sig i et dobbeltlag med de vandopløselige hoveder ud mod hhv. væsken indenfor og udenfor cellen og med fedtsyrerne ind mod midten, kan fosfolipiderne danne den stærke cellemembran. I cellemembranen findes også kolesterol, som er med til at sikre, at membranen har den rette elasticitet.

For at cellen kan optage og udskille stoffer er det nødvendigt med kanaler og porer i membranen, hvor denne transport af stoffer ind og ud af cellen kan foregå. Det er nemlig ikke alle stoffer, der bare sådan kan trænge igennem den fedtholdige membran. Det er proteinmolekyler, som varetager transporten af stoffer ind og ud af cellen, og der findes overordnet 4 forskellige transportmetoder:

–        Diffusion

–        Pumper

–        Osmose

–        Endo- og exocytose

Diffusion er en passiv transportform der ikke kræver energi. Når stoffer diffunderer, bevæger de sig fra et område med høj koncentration af stoffet til et område med en lavere koncentration. Det kan lidt sammenlignes med at have mange mennesker lukket inde i et lokale. Når dørene åbnes vil vandre ud og således udligne koncentrationsforskellen mellem lokalet og omgivelserne.

I cellerne forbruges der hele tiden ilt i dannelsen af energi, hvorfor koncentrationen af ilt inde i cellen falder. I blodet er koncentrationen af ilt dog høj, da der hele tiden strømmer nyt friskt blod forbi cellerne. Ilt vil derfor bevæge sig (diffundere) fra blodet, gennem den mellemliggende vævsvæske og cellemembranen og ind i cellen.  Omvendt bevæger kuldioxid, som hele tiden dannes inde i cellen, sig ud gennem cellemembranen og over i blodet, hvor det transporteres til lungerne.

Mange stoffer kan dog ikke ligesom ilt og kuldioxid uhindret passerer cellemembranen, idet de rent kemisk ”ser forkerte ud” – f.eks. kan de være for store. Disse stoffer som f.eks. glukose og aminosyrer kan derfor blive transporteret ind og ud af cellen vha. transportproteiner. Når stoffer transporteres fra høj til lav koncentration vha. transportproteiner kaldes det faciliteret diffusion. Nogle gange kan det dog også være nødvendigt at transportere stoffer den modsatte vej fra lav til høj koncentration, og til dette benyttes pumperne. Denne form for transport kræver energi og kaldes derfor aktiv transport. Du kan sammenligne det med at rydde op på dit værelse – det kræver energi at ordne og stille på plads. Omvendt kan det føles som om, at der helt af sig selv bliver rodet igen efter kort tid. Et eksempel på en meget vigtig pumpe i kroppens celler er natrium/kalium-pumpen, som konstant sørger for, at natrium pumpes ud af cellen, mens kalium pumpes ind. Dette spiller en afgørende rolle for udbredelsen af nervesignaler.

Osmose er en passiv transport af vand gennem en halvgennemtrængelig membran, hvilket cellemembranen er. Hvis der er meget stof opløst på en side af en membran, men ikke på den anden, og de opløste stoffer ikke kan bevæge sig igennem membranen, vil vandmolekyler flytte sig i stedet for. I kroppens celler skaber forskellige salte og andre stoffer det såkaldte osmotiske tryk. I vævsvæsken, som er den væske der findes imellem cellerne, er der ligeledes opløste stoffer og dermed et osmotisk tryk. Trykket i cellerne og i vævsvæsken har samme størrelse. Hvis man placerede en celle i helt rent vand, ville der ikke være nogle opløste stoffer i væsken uden for cellen, og vand ville derfor bevæge sig ind i cellen for at sænke koncentrationen af de opløste stoffer. Denne transport af vand ville fortsætte indtil det osmotiske tryk var ens på begge sider af cellemembranen, men cellen ville dog sprænge og dermed blive totalt ødelagt inden. Det osmotiske tryk er årsagen til, at det kan være farligt at drikke ALT for meget vand, som nogle gør det i forbindelse med vanvittige udrensningskure. Det er også grunden til, at man på hospitaler bruger saltvandsdrop i stedet for almindeligt vand.

Endo- og exocytose er to former for transport der går hver sin vej i gennem membranen. Ved endocytose bliver store partikler transporteret ind i cellerne ved at cellemembranen ”opsluger” det der skal optages. Omvendt bliver stoffer ved exocytose pakket ind i små blærer, som derefter vandrer ud mod cellemembranen, smelter sammen med denne og dermed frigives til omgivelserne. På denne måde kan kirtelceller udskiller deres sekreter.

I cellemembranen desuden receptorer som har til funktion at modtage signaler fra omgivelserne. Dette kunne f.eks. være nervesignaler, hormoner eller andre signalmolekyler.

Cellens organeller – de små kemiske fabrikker

Væsken som findes inde i cellen kaldes for cytosolen, og i denne væske findes organeller. Organellerne kan sammenlignes med små kemiske fabrikker og destruktionsanlæg, som udfører mange af cellens funktioner. Der er meget stor forskel på kroppens celler, alt afhængig af hvilken funktion de har, men de indeholder alle samme genetiske materiale. I cellekernen findes generne fordelt på 23 kromosompar. Et gen er en opskrift på et protein og forskellen på f.eks. muskelceller, nerveceller eller kirtelceller skyldes, at bestemte celler kun aktiverer bestemte gener – nemlig præcis de gener den enkelte celle skal bruge. De fleste celler har kun én kerne, men der findes også undtagelser. Muskelceller indeholder nemlig mange kerner og røde blodlegemer indeholder slet ingen.

Når en celle skal danne et nyt protein – f.eks. en betacelle i bugspytkirtlen, som skal danne insulin eller muskelcellen, der har brug for nye proteiner for at reparere muskelvæv – så bliver der lavet en kopi af det bestemte gen, som netop koder for dette protein. Kopien af genet bliver derefter transporteret ud af cellekernen og hen til ribosomerne, som er cellens proteinfabrikker. I ribosomet aflæses koden i det kopierede gen, sådan at det ønskede protein kan blive dannet ud fra aminosyrer. Nogle proteiner skal modificeres inden de er brugbare, hvilket det endoplasmatiske reticulum og golgi-apparatet er med til at sørge for. Dette vil vi dog ikke gå nærmere ind i. Det kan dog nævnes, at det endoplasmatiske reticulum i muskelceller kaldes det sarcoplasmatiske reticulum og indeholder store mængder calciumioner. Disse calciumioner spiller en nøglerolle i muskelsammentrækninger.

Ud over de allerede nævnte organeller findes der også små enzymholdige blærer kaldet lysosomer. Lysosomerne er i stand til at nedbryde gamle nedslidte celledele og sørger således for, at der ikke flyder ”skrald” rundt i cellen.

Det sidste organel vi vil se på i denne artikel er mitokondrierne. Mitokondrierne er cellens kraftværker, som konstant omdanner næringsstoffer til brugbar energi i form af ATP. I muskelceller, hvor energibehovet er stort, findes der mange mitokondrier, mens indholdet af mitokondrier er lavere i mindre energikrævende celletyper. Mitokondrierne har form som en lille aflang og tyk bønne. Mitokondriernes vægge består af to lag – hhv. den inderste og den yderste membran. Den inderste membran er meget foldet og her findes mange enzymer der er nødvendige, når næringsstofferne skal forbrændes.

Efter at næringsstofferne er blevet fordøjet i mave-tarmsystemet og optaget i blodbanen transporteres de rundt til kroppens celler. Efter optagelsen i cellens mitokondrier kan næringsstofferne blive forbrændt, hvilket som tidligere skrevet kræver ilt. Den kemiske reaktion ser således ud:

Glukose / fedtsyrer + ilt (O2) à vand (H20) + kuldioxid (CO2) + energi (ATP)

Lige efter et måltid vil der dog være overskud af glukose og fedtsyrer i blodbanen, hvorfor dette vil blive deponeret i hhv. lever og muskler samt fedtceller, indtil cellerne mangler ny energi.

Væv – Hvad er væv?

Væv er som sagt en samling af samme slags celler, og der findes 4 hovedtyper af væv i kroppen:

–        Støttevæv

–        Epitelvæv

–        Muskelvæv

–        Nervevæv

Støttevæv

Støttevæv har, som navnet antyder, til opgave at understøtte noget. Eksempelvis kan nævnes knoglerne, der har til opgave af afstive kroppen, mens bindevæv i blodkarrenes væg holder sammen på blodkarrene. Cellerne, som udgør støttevæv, er i sig selv bløde, men ved at udskille trykfaste stoffer til den væske der ligger i mellem cellerne, får støttevævet dets styrke.

Bindevæv, knoglevæv og bruskvæv er alle 3 typer af støttevæv. Knogle- og bruskvæv vil vi se nærmere på i en kommende artikel. Bindevæv er kendetegnet ved både at kunne være løst og fast. Det findes mange steder i kroppen og bindevævscellerne producerer fibre. Disse fibre er proteintråde som kan være kollagene eller elastiske. De kollagene fibre er meget faste og ikke særligt elastiske. De findes i store mængder i ledbånd og sener. De elastiske fibre derimod findes f.eks. i huden, som jo er ret eftergivelig.

Epitelvæv

Epitelvæv er det væv som dækker overflader. F.eks. er hudens yderste lag et epitel, men epitelvæv findes eksempelvis også i urinblæren, fordøjelseskanalen, hjertet og blodkarrene. Epitelvævet har forskellig opbygning og styrke alt afhængig af, hvor i kroppen det er placeret. Det er klart, at hudens epitel skal være markant mere slidstærkt end det epitel, der beklæder tyndtarmen. I tyndtarmen skal næringsstofferne nemlig optages, hvorfor et alt for tykt lag epitelvæv ville hæmme optagelsesprocesserne.

De fleste af kroppens kirtler dannes ved, at epitelvæv vokser ned i det underliggende væv. Man skelner mellem eksokrine og endokrine kirtler. Eksokrine kirtler har udførelsesgang til en overflade, hvorigennem deres sekreter udskilles. Eksempler på eksokrine kirtler er spyt- og svedkirtler. Endokrine kirtler udskiller deres stoffer til blodbanen, og hormonproducerende kirtler er endokrine kirtler.

Muskelvæv

Kroppens muskelvæv består, som du sikkert ved, af celler der i stand til at trække sig sammen. Man siger, at disse celler er kontraktile. Der findes 3 typer af muskelvæv – tværstribet muskelvæv, hjertemuskelvæv og glat muskelvæv.

Det tværstribede muskelvæv kaldes også for skeletmuskulaturen, idet det findes i de muskler, vi bruger til bevægelse – altså alt lige fra et lille blink med øjet til et maxforsøg i bænkpres. Vi vil senere se nærmere på den tværstribede muskulatur, som jo er særlig interessant i forbindelse med træning.

Hjertemuskulatur findes kun i hjertet. Denne muskulatur vil vi gå mere i dybden med, når vi når til kredsløbet.

Den glatte muskulatur findes i mange af kroppens organer som f.eks. blæren og tarmene. Det er dog også glat muskulatur der trækker sig sammen, når vi får gåsehud eller når pupillernes størrelse udvider sig eller trækker sig sammen. Den glatte muskulatur er i modsætning til skeletmuskulaturen ikke under viljens kontrol.

Nervevæv

De celler som udgør nervevævet kan både modtage og afsende nerveimpulser. Vi vil i en senere artikel gå mere i dybden med nervevævet.

Opsummering

Vi har i denne artikel set, hvordan celler helt overordnet ser ud. Yderst i cellen findes den fedtholdige cellemembran der afskærmer cellen fra omgivelserne. Nogle få stoffer som f.eks. ilt og kuldioxid kan let trænge i gennem membranen, mens andre stoffer må transporteres vha. transportproteiner.

Inde i cellen findes forskellige organeller. I cellekernen findes arvematerialet (generne) som koder for de proteiner cellen skal bruge. Selve dannelsen af proteiner foregår i ribosomerne, og hvis proteinerne skal modificeres yderligere kan dette ske i det endoplasmatiske reticulum og golgi-apparatet. Lysosomerne er cellens skraldemænd som holder cellen ren og pæn, mens mitokondrierne er de kraftværker, der konstant omdanner kostens energigivende næringsstoffer til brugbar energi i form af ATP.

Vi har desuden set kort på de 4 overordnede vævstyper kroppen indeholder – støttevæv, epitelvæv, muskelvæv og nervevæv.

Videoer

Cellemembranens (plasmamembranens) opbygning:

[youtube]http://youtu.be/moPJkCbKjBs[/youtube]

Cellens overordnede opbygning – En rigtig god video!

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=Fzj6TRnXmps&feature=related[/youtube]

Transportformer i cellen (Her gennemgås flere typer af transport end dem, du har læst om i teksten):

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=kfy92hdaAH0&feature=related[/youtube]

Spørgsmål?

Har du spørgsmål til artiklen, så er Jens Lund klar til svare! Benyt kommentarfeltet nederst på denne side…

Litteratur

Nielsen og Springborg: Ind under huden – Anatomi og fysiologi, 2. udgave, Munksgaard Danmark, 2005.

Schibye og Klausen: Menneskets fysiologi – Hvile og arbejde, 2. udgave, FADL’s forlag, 2005.

Artiklen er skrevet af: Navn: Jens LundAlder: 22 år Beskæftigelse: Uddannet i ernæring og sundhed samt underviser i ernæring på Fitness Worlds instruktøruddannelse og i ernæring, sundhed, fysiologi og anatomi på CPH WEST Skriver også på sin egen side – SundScience, hvor han med videnskabelig tilgang, skriver om kost, motion og kroppens biologi.