Hücre Yüzeyindeki Bazı Yapılar
Hücrenin işlevi île ilgili ya da diğer hücrelerle ilişkisini sağlayan yapılardır. Hücrenin yaptığı işe ve bulunduğu yere göre farklılıklar gösterirler.
Mikrovillus
Özellikle emme görevi fazla olan hücrelerde, örneğin bağırsak epitelinde, hücre dış yüzeyini artırmak için, hücre zarının bir miktar sitoplazma ile beraber dışarıya doğru meydana getirdiği, parmak şeklinde 0.6-0.8 mikron uzunluğunda 0.08-0.1 mikron kalınlığındaki çıkıntılardır, ince bağırsakta her bir hücrede aşağı yukarı 3000-4000 mikrovillus bulunmaktadır. Bu mikrovilluslar (çoğulu mikrovilli) makromolekülleri parçalayan ve hücre içine taşıyan enzimleri taşır.
Sıvı geçirimine (alışverişine) kuvvetlice özelleşmiş (ozmoregülasyon yapan) hücrelerin taban kısımları (böbrek Malpiki tüplerinin epitel hücreleri) kaide labirenti denen birçok kıvrım ve girinti taşır. Epitel hücrelerinin alt kısmındaki "Kaide Zarı" hücre dışı bir yapı ve salgıdır; epitel hücrelerini alttaki bağ dokudan ayırmaya yarar.
Fagositoz (Phagocytosis), Pinositoz (P/nocytosfs) ve Eksositoz (Exocytosis) ya da Eksturziyon (Extursion)
Amikronlar, yani iyonlar ve moleküller (10 A°)rezorpsiyonla, submikronlar (10 A° - 0.1 mikron) athrocytos'la (atrositozla), mikronlar (0.1 mikrondan büyük) fagositozla alınırlar. Su gibi küçük moleküllerin birçoğu hücre içerisine ozmozla, hücre zarının değişmesine gerek kalmadan girebildikleri halde, bir kısmı, örneğin potasyum ve sodyum tuzları, diğer makromoleküller gibi pinositoz meydana getirir. Büyük moleküllerin ve bazı katı cisimlerin hücre içine alınabilmesi için hücre zarının yapısal olarak değişmesi gerekir. Sitoplazma, büyük bir cismi, yalancı ayak ya da içeriye çöken bir kesecik (vezikül) meydana getirerek hücre içine alabilir. Ayrıca hücre yüzeyinde bir takım yarık ve çukurlar vardır. Bunların içindeki sıvı ve katılar boğumlanmak suretiyle bir kesecik şeklinde sitoplazma içerisine alınır, işte bu yolla sıvı maddelerinin hücre içerisine alınmasına pinositoz (Yunanca, pinein = içmek demektir) katı maddelerin alınmasına fagositoz (Yunanca, phagein = yemek demektir) her ikisine birlikte "E n d o s i t o z" denir. Bu yolla, normal olarak bimoleküler yağ tabakasından geçemeyecek moleküllerin hücre içine nasıl girebildikleri anlaşılır. Hatta aç bırakılan bir amip % 1'lik globülin çözeltisinden, iki saat içinde vücudunun % 30-40'ı kadar molekülü bu şekilde alma gücüne sahiptir. Fagositozla meydana gelen kesecikler diğerlerinden çok daha büyüktür, içeriye giren bu kesecikler lizozomlarla çevrilerek, onların zarlarıyla kaynaşır ve böylece kesecik içerisindeki maddeler diffüzyonla zardan geçecek kadar küçük moleküllere parçalanır. Sadece su ve küçük moleküllü diğer temel besin maddelerini içeren kesecikler bu diffüzyonla gittikçe küçülür ve bir zaman sonra da çevresini saran zar birimiyle birlikte kaybolur. Bununla beraber içerisinde sindirilemeyen artık madde içeren kesecikler Golgi aygıtı (GA)'nın sisternlerine kaynaşır ve daha sonra anlatacağımız gibi ekstruziyon dediğimiz yolla dışarıya atılır.
Buna karşın Golgi aygıtında oluşan salgılar ve sindirim artık maddeleri zar biriminden meydana gelmiş kesecikler içinde, zara doğru hareket ederek, orada hücre zarına birleşir ve kaynaşırlar. Daha sonra dışanya doğru balon yapan çıkıntılarla (meydana gelen delikten) atılırlar; buna "Ekstruziyon" (latince Ex= dışarı, trudere= atmak) ya da "E k s o s i t o z" denir. Kesecik plazmalem-maya yuvarlak bir testi gibi bağlanır. Testinin ağzı dışarıya dönüktür.Bu testi şeklindeki kesecik, içerisindeki sıvı aktıkça küçülür ve bir zaman sonra da kaybolur. Keseciğin de hücre zarına homolog olduğu varsayılmaktadır. Eksositoza örnek, insülinin kana verilişi gösterilebilir.
Hücreler Arası Bağlantılar (Juncturae Cellularum)
İki hücrenin birbirine bağlanmasını ve haberleşmesini sağlayan özel bölgeler olarak tanımlanır. Bu bağlanma çeşitli dokularda çeşitli şekillerde bulunur. Sinir, duyu ve bazı kas hücrelerinde sinapsis adım alır. Hücreler arasındaki bağlanmayı şu gruplara ayırabiliriz
Sıkı Bağlantı: Dış etkilerden vücudu koruyan hücrelerde bulunur. Epitel hücreleri arasındaki kuvvetli bağlantı bu tiptir. Hücreler arasında aralık yok gibidir. Yalıtma özelliği genellikle fazladır.
Desmozomlar: Aynı işlevi yürüten hücrelerin ortak hareket etmelerini ve birbirine yapışmalarını sağlayan sitoplazmik uzantılardır. Çoğunluk simetriktirler. Bu uzantılar küçük bölgeler halinde olabilir (düğme desmozom) ya da hücrenin etrafını çepeçevre sarar (kemer desmozom). Mekanik etki altında kalan hücrelerde düğme desmozom daha fazladır. Esasında hücre bağlantıları, hücrelerin serbest yüzünden derinlere doğru farklı bölgeler gösterir.
Geçit Bölgeleri: Bir zigotun (çok hücrelide) gelişerek, aralarında düzenleme ve işbölümü oluşmuş, yapısal olarak farklılaşmış hücreleri meydana getirmesi, hücreler arasındaki bilgi iletimi ile mümkün olmaktadır. Bu iletişim madde ve elektrik iletimi şeklinde olabilir. Nitekim 1000 dalton büyüklüğündeki moleküllerin, hücreler arasında bulunan 10-20 A° çapındaki geçit bölgelerinden iletildikleri saptanmıştır. Bu geçitler iki hücrenin birbirine yaklaştıkları bölgelerde oluşan borucuklardır. Boruculardan, iyonların, şekerlerin, amino asitlerin, nükleotitlerin, vitaminlerin, steroyit hormonların ve siklik adenozin mono fosfatın geçtiği saptanmıştır. Keza elektriksel uyarımlar da diğer hücrelere bu geçit bölgelerinden iletilir, iyonların geçiş sırasında dış ortama sızmaması için geçiş borucuklarının geçirgenliği normal hücre zarına göre 1000-10.000 defa azaltılmıştır, iki canlı hücre yapay bir ortamda yan yana getirilirse, çok kısa bir sürede (saniyeler içinde) hücreler arası ulaşım bölgelerini oluştururlar. Hücre zarının üzerindeki özel almaçlar, aynı kökenden gelen diğer hücrelerin tanınmasını sağlarlar, örneğin embriyonik evrede karmakarışık edilen hücreler, geldikleri doku çeşidine göre birbirlerini tanıyarak bir araya gelebilirler.
Hücreler arası ulaşım bölgelerinin oluşumunun ve geçirgenliğinin miktarı Ca + + iyonlarının hücre içindeki azlığına (normal olarak hücre içindeki derişimi düşüktür) ve hücre yüzeyindeki glikoproteinlerin fazlalığına bağlıdır. Hücreler arası bölgede Ca + + ve Mg + + derişiminin fazla olması, geçit tüpcüklerinin yalıtılmasına, bu da hücreler arası geçirgenliğin artmasına neden olur. Ca + + iyonları hücre zarına tutunarak belirli iyonların taşınımını önler, iki hücre arasında bağ meydana gelince, borucuğun açıldığı yerdeki Ca + + iyonları (borucuk içinde kalan ) hücre zarından aynlarak sitoplazma içine girer ve çoğunlukla da aktif pompalanma ile dışarıya atılır (ATP kullanılarak). ATP sentezi önlendiğinde, hücreler arasındaki bağ yerlerine tutunmuş Ca4' + iyonları atılmadığı için hücreler arasındaki geçirgenlik (bağ yapma gücü) azalacak ve hücreler birbirinden ayrılacaktır.
Hücre arası geçitlerin en önemli görevi, embriyonik gelişim sırasında, bazı maddelerin hücreden hücreye bu yolla geçerek, doku ve hücre farklılaşmasını sağlamasıdır. Hücre çoğalmasının da bu yolla sınırlandığına ilişkin gözlemler vardır. Kanser hücresinde bu bilgi iletimi olmadığı için (büyük bir olasılıkla hücreler arası bağlantılar yok edildiği ya da oluşmadığı için), komşu hücrelerin durdurucu etkisini alamamakta ve sınırsız çoğalma sürecine girerek kötü huylu tümörleri yapmaktadır. Nitekim kanser hücreleri birbirine ya da normal hücrelere temas etse dahi bölünmesine devam eder; buna karşın normal hücreler komşu hücrelere ya da kanserli hücrelere temas ederse, bölünmesini durdurur ya da sınırlar.
Siller (Cilia cellularia)
Bazı hücrelerin yüzeyinde sil (kirpik) ve kamçı olarak isimlendirilen yapılar vardır. Hareketli olanlara "Kinetosilia", hareketsiz olanlara "Stereosilia" denir. Stereosiller, kinetositlerden uzundur ve kinetozom (dip taneciği) taşımazlar. Şillerin uzunluğu 5-10, kalınlıkları 0.2-0.25 mikrondur. Bulundukları hücrede sayıları çok fazladır. Flagellumlar (kamçılar) bulundukları hücrede ya bir ya da birkaç tanedir; uzunluğu 150 mikrona ulaşır, insandaki spermanın kuyruğu kamçı yapısındadır; uzunluğu 40-50 mikrondur. Çok sayılı kamçıya ependym (omurgalı hayvanların merkezi sinir sistemini örten epitel) hücrelerinde rastlanır.
Bütün titrek siller ve kamçılar hemen hemen aynı yapıya sahiptir. Enine kesitte 11 adet boyuna uzanan mikrotubulustan meydana geldiği görülmüştür. Bunlardan iki tanesi ortada yer alır (Diplomikrotobulus Sentralis), diğer 9 tanesi 2'li mikrotubuluslar halinde çevreye sıralanmıştır (Diplomikrotubulus Periferiki). Ayrıca bir üçüncü mikrotubulusa ait olduğu sanılan ve belirli yönde yer almış çıkıntılar vardır. Kamçı ve Şiilerin enine kesitinde, ortadaki filamentum aksiyaleyi oluşturan kısım bu fibrillerdir. Bunun etrafında bir matriks kısmı ve en dışta da plazmalemma bulunur. Gerek siller gerekse kamçılar hücre dışında (Pars Ekstrasellularis) ve hücre içinde (Pars interselularis = Korpuskulum Bazale) kalan iki kısıma ayrılmıştır. Hepsi bir taban taneciğinden çıkmıştır (Bazal Granula). Bu taneciğe sinilerde Kinetozoma, kamçılılarda Blefaroplast ve çok hücrelilerin spermasında (kuyruk taneciğinde) Proksimal Sentriyol denir. Şillerin ve kamçıların bu taban taneciği ile bağlantıları kesilirse, hareket yeteneklerinin yitirildiği görülür. Şiller arasındaki eşgüdüm ilginçtir. Bir sildeki impuls diğer bütün Şillere, hatta komşu hücrelerdekine kadar geçerek, hepsinin belirli bir düzen içerisinde hareket etmesini sağlar. Kendi başlarına (otonom) hareket etme yetenekleri vardır, örneğin, ölen bir insanın, burun mukozasındaki ve böbrek kanallarındaki siller öldükten 2-3 gün sonra dahi hareketlidir. Kurbağaların, memelilerin ve yumuşakçaların ışığa karşı duyarlı hücreleri (çomakçılar ve koniler), sölenterlerdeki knidositler değişikliğe uğramış bir sildir.