4. Клітина від клітини
Формулювання положення «Будь-яка клітина від клітини» (Omniscellulaecellula) пов'язана з ім'ям знаменитого вченого Р. Вірхова. Т. Шван у своїх узагальненнях підкреслював однаковість принципу розвитку клітин як у тварин, так і у рослин. Це уявлення базувалося на висновках Шлейдена про те, що клітини можуть утворюватися із зернистої маси в надрах клітин наново (теорія цитобластеми). Р. Вірхов як противник ідеї самозародження життя наполягав на «наступному розмноженні клітин». Сьогодні сформульоване Р. Вірховим афористичне визначення вважатимуться біологічним законом.Розмноження клітин прокаріотичних та еукаріотичних відбувається лише шляхом поділу вихідної клітини, якому передує відтворення її генетичного матеріалу (редуплікація ДНК).
У еукаріотичних клітин єдино повноцінним способом розподілу є мітоз (або мейоз при утворенні статевих клітин). При цьому утворюється спеціальний апарат клітинного поділу - клітинне веретено, за допомогою якого рівномірно і точно по двох дочірніх клітин розподіляються хромосоми, які до цього подвоїлися в числі. Цей тип поділу спостерігається у всіх еукаріотичних, як рослинних, так і тваринних клітин.
Прокаріотичні клітини, що діляться так званим бінарним чином, також використовують спеціальний апарат поділу клітин, що значно нагадує мітотичний спосіб поділу еукаріотів (див. нижче).
Сучасна наука відкидає інші шляхи утворення клітин та збільшення їх числа. Описи утворення клітин, що з'явилися у свій час, з «неклітинної живої речовини» виявилися в кращому випадку результатом методичних недоліків або навіть помилок, а в гіршому – плодом наукової недобросовісності.
У свій час вважали, що клітини можутьрозмножуватися прямим розподілом, шляхом так званогоамітоза. Проте прямий поділ клітинного ядра, та був і цитоплазми, спостерігається лише в деяких інфузорій. При цьому амітотично ділиться тільки макронуклеус, тоді як генеративні мікронуклеуси діляться виключно шляхом мітозу, за яким настає поділ клітини - цитотомія. Часто поява дво-або багатоядерних клітин також вважали результатом амітотичного розподілу ядер. Однак поява багатоядерних клітин є або результатом злиття один з одним декількох клітин (гігантські багатоядерні клітин запалення, остеокласти та ін) або результатом порушення самого процесу цитотомії (див. нижче).
5. Клітини та багатоклітинний організм
Роль окремих клітин у багатоклітинному організмі зазнавала неодноразового обговорення та критики і зазнала найбільших змін. Т. Шван уявляв собі багатогранну діяльність організму як суму життєдіяльності окремих клітин. Це уявлення було свого часу прийнято та розширено Р. Вірховим і одержало назву теорії «клітинної держави». Вірхов писав: «… всяке тіло, скільки-небудь значного обсягу, представляє пристрій, подібний до суспільного, де безліч окремих існувань поставлено в залежність один від одного, але так, проте ж, що кожне з них має свою власну діяльність, і якщо спонукання до цієї діяльності воно і отримує від інших частин, зате саму роботу свою воно здійснює власними силами» (Вірхов, 1859).
Дійсно, хоч би яку сторону діяльності цілого організму ми брали, чи то реакція на подразнення чи рух, імунні реакції, виділення та багато іншого, кожна з них здійснюється спеціалізованими клітинами. Клітина – це одиниця функціонування вбагатоклітинний організм. Але клітини об'єднані у функціональні системи, у тканини та органи, які перебувають у взаємному зв'язку один з одним. Тому немає сенсу у складних організмах шукати головні органи чи головні клітини. Багатоклітинні організми являють собою складні ансамблі клітин, об'єднані в цілісні інтегровані системи тканин та органів, підпорядковані та пов'язані міжклітинними, гуморальними та нервовими формами регуляції. Ось чому ми говоримо про організм як про ціле. Спеціалізація елементів багатоклітинного єдиного організму, розчленованість його функцій дають йому великі можливості пристосування для розмноження окремих індивідуумів, задля збереження виду.
Зрештою можна сказати, що клітина у багатоклітинному організмі – це одиниця функціонування та розвитку. Крім того, першоосновою всіх нормальних та патологічних реакцій цілісного організму є клітина. Дійсно, всі численні властивості та функції організму виконуються клітинами. Коли в організм потрапляють чужорідні білки, наприклад, бактеріальні, то розвивається імунологічна реакція. При цьому в крові з'являються білки-антитіла, які зв'язуються з чужими білками та їх інактивують. Ці антитіла – продукти синтетичної активності певних клітин, плазмацитів. Але щоб плазмацити почали виробляти специфічні антитіла, необхідна робота і взаємодія цілого ряду спеціалізованих клітин-лімфоцитів і макрофагів. Інший приклад, найпростіший рефлекс - слиновиділення у відповідь на пред'явлення їжі. Тут проявляється дуже складний ланцюг клітинних функцій: зорові аналізатори (клітини) передають сигнал у кору головного мозку, де активується цілий ряд клітин, що передають сигнали на нейрони, які посилають сигнали до різних клітин слинної залози, де одні виробляютьбілковий секрет, інші виділяють слизовий секрет, треті, м'язові, скорочуючись, видавлюють секрет у протоки, а потім у порожнину рота. Такі ланцюги послідовних функціональних актів окремих груп клітин можна простежити на багатьох прикладах функціональних відправлень організму.
Життя нового організму починається із зиготи – клітини, що вийшла в результаті злиття жіночої статевої клітини (ооциту) зі спермієм. При розподілі зиготи виникає клітинне потомство, яке також ділиться, збільшується в числі і набуває нових властивостей, спеціалізується, диференціюється. Зростання організму, збільшення його маси є результатом розмноження клітин і результатом вироблення ними різноманітних продуктів (наприклад, речовини кістки або хряща).
І, насамкінець, саме поразка клітин чи зміна їх властивостей є основою розвитку всіх без винятку захворювань. Це положення було вперше сформульовано Р. Вірховим (1858) у його знаменитій книзі «Клітинна патологія». Класичним прикладом клітинної обумовленості розвитку хвороби може бути цукровий діабет, поширене захворювання сучасності. Його причина - недостатність функціонування лише однієї групи клітин, так званих В-клітин острівців Лангерганса в підшлунковій залозі. Ці клітини виробляють гормон інсулін, який бере участь у регуляції цукрового обміну організму.
Всі ці приклади показують важливість вивчення структури, властивостей і функцій клітин для різних біологічних дисциплін і для медицини.