组织

生物学

zǔ zhī

组织是一群相似的细胞协同工作、执行特定功能的集合,例如肌肉组织或叶片表皮。

Definition

组织是一群外观相似、承担相同功能的细胞;细胞联合起来形成组织,组织再联合起来形成器官。更完整地说,组织是一群相似的细胞连同它们之间的物质共同构成、执行特定功能的结构。动物有四种基本组织类型:上皮组织(覆盖和衬里)、结缔组织(支持与连接,包括骨骼和血液)、肌肉组织(运动)和神经组织(信号传递),而植物则拥有皮组织、维管组织和基本组织。每种组织都是由具有共同胚胎起源的细胞群及其细胞外基质构成的,在结缔组织中,细胞外基质甚至可能占据大部分体积:上皮组织是通过紧密连接相互连接、并固定在基膜上的极性化细胞层,结缔组织将细胞嵌埋在胶原蛋白、弹性蛋白和蛋白聚糖基质中,肌肉组织含有可收缩的肌动蛋白肌球蛋白排列,神经组织则由神经元和起支持作用的胶质细胞组成。组织的身份通过细胞间信号传递和钙黏蛋白等黏附分子来维持,而组织学,也就是对组织的显微研究,是诊断疾病的核心手段。

Example

肌肉组织由许多肌肉细胞共同收缩构成,因此当你弯曲手臂时,肱二头肌中的肌肉组织正在缩短。小肠内壁是一种上皮组织,由于有许多褶皱和指状绒毛,其表面积可达约$30\ \text{m}^2$;木质部则是一种植物维管组织,负责把水分从根部运输到叶片,在高大的树木中运输距离有时可超过$100\ \text{m}$。骨骼是一种结缔组织,其中骨细胞占据的体积不足$10$百分比,其余部分是由胶原纤维和羟基磷灰石晶体构成的矿化基质,赋予骨骼抗拉和抗压强度;心肌细胞通过带有缝隙连接的闰盘相互连接,使得整个组织能够作为一个整体协同收缩。

Key Insight

单个细胞能做的事情十分有限,但成千上万个同类细胞协同工作,却能够牵动整条肢体的运动。血液虽然是流动的,却也是一种组织:它是由多种细胞(红细胞、白细胞、血小板)加上共同的介质(血浆)构成、承担共同功能(运输)的细胞群体。组织工程和器官移植排斥反应都取决于同一个事实:细胞能够通过化学方式识别自己的组织邻居,一个处于错误组织环境中的细胞通常会停止发挥功能或被清除。