Το κύτταρο είναι η δομική και λειτουργική μονάδα της ζωής. Το κύτταρο αποτελεί τη βάση της δομικής και λειτουργικής οργάνωσης ενός οργανισμού. Ανεξάρτητα από το πόσο τα κύτταρα του σώματος διαφέρουν μεταξύ τους, όλα έχουν ορισμένα βασικά χαρακτηριστηκά που είναι τα ίδια. Για παράδειγμα σε κάθε κύτταρο χρειάζεται ενέργεια για τη διατήρηση της ζωής του και την εύρυθμη λειτουργία του.
Κύτταρο & Θρέψη
Η βασική μονάδα ζωής του σώματος είναι το κύτταρο. Πολλά διαφορετικά κύτταρα, που συγκρατούνται με μεσοκυττάρια δομικά στοιχεία στήριξης, αποτελούν ένα όργανο πχ καρδιά, πνεύμονες κα. Το κάθε είδος κυττάρου είναι ειδικά προσαρμοσμένο για την επιτέλεση μιας ιδιαίτερης λειτουργίας. Αυτή καθορίζεται από τα γονίδια (DNA), τα οποία ελέγχουν τη λειτουργία όλων των κυττάρων του σώματος γιατί καθορίζουν ποιες ουσίες συντίθενται μέσα σε αυτά.
Ωστόσο, όλα τα κύτταρα στο ανθρώπινο σώμα έχουν κάποια βασικά κοινά χαρακτηριστικά.
Για να μπορούν να ζουν, να μεγαλώνουν και να επιτελούν τις ειδικές τους λειτουργίες χρειάζονται ενέργεια. Αυτή η ενέργεια προέρχεται από την τροφή (υδατάνθρακες- πρωτεϊνες- λίπη) και από το οξυγόνο που προσλαμβάνεται από την ατμόσφαιρα με την αναπνοή. Στο ανθρώπινο σώμα όλοι οι υδατάνθρακες μετατρέπονται σε γλυκόζη πριν να φτάσουν στο κύτταρο, οι πρωτεϊνες μετατρέπονται σε αμινοξέα και τα λίπη σε λιπαρά οξέα. Οι γενικοί μηχανισμοί για τη μετατροπή των θρεπτικών ουσιών σε ενέργεια είναι βασικά οι ίδιοι σε όλα τα κύτταρα και τα τελικά προϊόντα των χημικών τους αντιδράσεων αποδίδονται προς τα υγρά που τα περιβάλλουν (εξωκυττάριο υγρό). Μέσα στο εξωκυττάριο υγρό περιέχονται τα ιόντα και οι θρεπτικές ουσίες που χρειάζονται τα κύτταρα για να διατηρηθούν στη ζωή. Αυτό το περιβάλλον (εξωκυττάριο υγρό) μέσα στο οποίο ζουν τα κύτταρα ονομάζεται εσωτερικό περιβάλλον του σώματος. Σε αυτόν τον χώρο τα κύτταρα μπορούν να ζουν, να μεγαλώνουν και να επιτελούν τις ειδικές τους λειτουργίες, μόνο εφόσον υπάρχουν διαθέσιμες οι θρεπτικές ουσίες δηλαδή, το οξυγόνο, οι υδατάνθρακες (γλυκόζη), οι πρωτεϊνες (αμινοξέα), τα λιπίδια και τα ιόντα (πχ ασβέστιο, νάτριο κ.α).
Κύτταρο & Μεταβολισμός
Στο εσωτερικό των κυττάρων λαμβάνουν χώρα χημικές αντιδράσεις με σκοπό:
α) τη διάσπαση μορίων τα οποία χρησιμεύουν ως τροφή και την παραγωγή ενέργειας (καταβολισμός) και
β) τη σύνθεση κυτταρικών συστατικών και την κατανάλωση ενέργειας (αναβολισμός).
Ο μεταβολισμός του κυττάρου περιλαμβάνει όλες αυτές τις χημικές αντιδράσεις που εμπλέκονται στην παραγωγή και την κατανάλωση ενέργειας μέσα στο κύτταρο (καταβολισμός και αναβολισμός).
Οι θρεπτικές ουσίες που χρειάζονται τα κύτταρα φθάνουν στο εξωκυττάριο υγρό από τους πνεύμονες (οξυγόνο) και τον γαστρεντερικό σωλήνα (υδατάνθρακες, πρωτεϊνες, λιπαρά οξέα). Όμως, για να μπορέσουν οι ουσίες που προσλαμβάνουμε με την τροφή να χρησιμοποιηθούν από τα κύτταρα, θα πρέπει να διασπαστούν σε απλούστερες μορφές . Το ήπαρ μεταβάλλει τη χημική σύσταση πολλών από αυτές τις ουσίες σε χρησιμότερη μορφή, ενώ άλλοι ιστοί του σώματος – τα λιποκύτταρα, η εσωτερική επιφάνεια του γαστρεντερικού σωλήνα, οι νεφροί και οι ενδοκρινείς αδένες – βοηθούν στη μετατροπή των ουσιών που έχουν απορροφηθεί ή τις αποθηκεύουν για να χρησιμοποιηθούν αργότερα.
Μέσα στο κύτταρο οι θρεπτικές ουσίες επιτελούν χημικές αντιδράσεις με το οξυγόνο (οξείδωση) και παράγεται διοξείδιο του άνθρακα και νερό. Όλες σχεδόν οι οξειδωτικές αντιδράσεις επιτελούνται μέσα σε ειδικά οργανύλλια του κυττάρου, που λέγονται μιτοχόνδρια, τα οποία αποτελούν τις «μονάδες παραγωγής ενέργειας του κυττάρου». Η ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας χρησιμοποιείται από το κύτταρο για την επιτέλεση των λειτουργιών του. Χωρίς τα μιτοχόνδρια τα κύτταρα δεν θα ήταν σε θέση να πάρουν σημαντικά ποσά ενέργειας από τις θρεπτικές ουσίες και το οξυγόνο και κατά συνέπεια όλες οι κυτταρικές λειτουργίες θα είχαν σταματήσει. Οι σημαντικότερες κυτταρικές λειτουργίες είναι οι εξής: σύνθεση ουσιών και αύξηση του σώματος, μυϊκή συστολή, έκκριση από αδένες, αγωγή νευρικών ώσεων, απορρόφηση θρεπτικών ουσιών.
Κατά τον ίδιο χρόνο που το αίμα παραλαμβάνει οξυγόνο από τους πνεύμονες, με την αναπνοή απελευθερώνεται διοξείδιο του άνθρακα προς την ατμόσφαιρα. Το διοξείδιο του άνθρακα είναι το αφθονότερο τελικό προϊόν του μεταβολισμού. Με τη διέλευση του αίματος από τους νεφρούς απομακρύνονται οι περισσότερες από τις άχρηστες για τα κύτταρα ουσίες (τελικά προϊόντα του μεταβολισμού των κυττάρων, ιόντα, νερό).
Κύτταρο & Ορμόνες
Η λειτουργία κάθε κυττάρου σε έναν πολυκύτταρο οργανισμό είναι συνδυασμός του ενδογενούς προγραμματισμού του κυττάρου (γονίδια) και των αλληλεπιδράσεων με γειτονικά κύτταρα και με το περιβάλλον. Για την αρμονική λειτουργία του οργανισμού και την επικοινωνία των κυττάρων μεταξύ τους απαιτούνται κάποιοι ρυθμιστικοί μηχανισμοί που είναι:
α) το νευρικό σύστημα &
β) το ενδοκρινικό σύστημα.
Το νευρικό σύστημα ρυθμίζει κατά κύριο λόγο τη δραστηριότητα των μυών και των αδένων του σώματος, ενώ το ενδοκρινικό σύστημα ρυθμίζει κατά κύριο λόγο τις μεταβολικές λειτουργίες του σώματος, όπως είναι ο ρυθμός των χημικών αντιδράσεων στα κύτταρα, η μεταφορά ουσιών μέσα από τις κυτταρικές μεμβράνες, είτε άλλες εκδηλώσεις του μεταβολισμού των κυττάρων, όπως είναι η αύξηση του σώματος και η έκκριση. Στο σώμα υπάρχουν οκτώ μεγάλοι ενδοκρινείς αδένες (υποθάλαμος – υπόφυση – θυρεοειδής – παραθυρεοειδείς – πάγκρεας – επινεφρίδια – ωοθήκες – όρχεις) καθώς και κύτταρα με ορμονική λειτουργία σε άλλα όργανα (πχ λίπος, πεπτικό κα) που παράγουν και απελευθερώνουν στο αίμα χημικές ουσίες, τις ορμόνες. Αυτές μεταφέρονται με το αίμα σε όλα τα μέρη του σώματος για να βοηθήσουν στη ρύθμιση της κυτταρικής λειτουργίας. Για παράδειγμα, η ορμόνη του θυρεοειδούς επιταχύνει τις περισσότερες χημικές αντιδράσεις σε όλα τα κύτταρα. Επίσης, η ινσουλίνη ρυθμίζει το μεταβολισμό της γλυκόζης, οι ορμόνες του φλοιού των επινεφριδίων τον μεταβολισμό των ιόντων και των πρωτεϊνών, ενώ η παραθορμόνη ρυθμίζει το μεταβολισμό των οστών ( ασβεστίου).
