人体是由细胞和细胞所产生的物质构成的,这一点几乎人人知晓。而细胞是构成生命物质的微小单位,对于它的观察,科学家需借由高倍显微镜。通常情况下,细胞由细胞核包裹着,一个细胞就是一个单位,它通常包含一团细胞质粒。每个细胞里面都包含着一颗椭圆状核,或者有多颗小型的椭圆状核。核里含有一种叫作染色物质的网络组织,这种物质具有很独特的染色性质,有一些色素就是取自它们中间。细胞的整个活动,从某种程度讲,是由细胞核来控制的。在有机体存活期间,很多细胞具有很独特的表现,而有些细胞却会在极其短暂的时间内被它们自己的分泌物所遮掩。
如果你确实在化学、物理学方面,具有足够高的知识水平的话,那么让你来构成一个人体,你将如何去做?会用哪些不同种类的细胞?又会对这些细胞编成怎样的种类模式?
通过科学研究人们发现,有四种基本的组织构成了人体,而它们是由四种不同类型的细胞和细胞产物构成的。人体的各个器官的形成,正是源于这四种基本组织的不同组合,有了人体的皮肤、大脑、肌肉、心脏、肝肺、腺体等。
首先,人体表层及所有开放部位的细胞。在构造人体时,我们首先考虑的是人体皮肤的表层,所以我们需要一些细胞来组成一种表层膜。其中,我们根据人体表层包含的不同部位,要去对这一组织中的细胞做一些改变,使其能够构成手指、脚趾、牙齿、头发。在另一些部位,如眼球的水晶体,也同样要对这一组织中的细胞进行更改,以使得让其透光。另外,还需要一些细胞去构成内管和内腔,如人体不可少的消化道——嘴、胃、大小肠等;血管和脑内的通道也需要一些细胞来构成。还要将这些组织组合成被我们称之为腺体的结构,而且进行更改,使它们能分泌体液,如汗水、唾液和眼泪,以及除此之外的人体中所需要排泄和分泌的体液和化学物质。对于上述用途的细胞,我们将其命名为“上皮细胞”。
其次,为支持和连接人体各部分而构成的组织细胞。因为人体的各部位具有不同的特征,所以我们不能仅采用一种类型的细胞来构成人体,连接人体各部分是需要坚固的组织来完成的。
肌肉的维系需要高度弹性的腱,鼻子需要牢固的软骨来构成,这样鼻孔才能张开。当人体处于胚胎期时,一个强健的框架是必不可少的,有了它才能够存放矿物盐,使得骨骼形成。当形成骨骼后,之前的结缔组织的框架也就没有了。
骨头的外面还需要有一层坚韧的纤维“外套”,即骨膜,使骨骼与骨骼的连接处有一个缓冲物存在。为了确保骨头的移动,我们还需要一种物质来对其维系,这种物质就是非常坚韧牢固的纤维——白色的纤维软骨。而所有这些支持联结的框架构成的,就是结缔组织细胞。人们将这些组织叫作结缔组织,它们就是那些软骨和骨骼、肌腱、纤维、网眼状结构。
再次,形成肌肉组织的细胞。我们所要构造的人体当然要具备自由行动的能力:能够呼吸,心脏可以跳动;胃能收缩和扩张。换句话说,在我们构造人体时,必须考虑他的许多中空的内部器官的形状,以及大小的变化。譬如,对于人体的胃,我们必须要考虑在大小方面的变化;对于血管也是如此,它的大小一定要有一定的变化,要为其提供运动能力。而如果想要体现所有不同的人体肌肉功能,单凭一种肌肉细胞是办不到的,所以我们需要两种肌肉细胞和两种组织。
概括来讲,第一种是横纹肌和骨骼肌细胞和横纹状肌肉组织。这些横纹肌细胞的直径平均为1/500英寸,通常情况,其长度是一英寸,并且没有分支。由于是纵贯整个细胞的由黑白相间的条纹构成细胞,因此,研究者将这种细胞称之为横纹细胞。它的像其他细胞一样,也有细胞核,一般情况下它也含有多个细胞核。在每个细胞表面覆盖着一层坚韧的结缔组织膜。
通常,构成一条肌肉需由成千上百个这样的细胞(横纹肌组织)。作为一个整体,肌肉同样也和其他组织一样,被结缔组织的保护鞘包裹,这层保护鞘被称为肌外膜。血管交叉纵横于肌肉之间。在人体中,很多大肌肉的构成都是这样的,如手臂的二头肌、舌头、控制眼睛的六大肌肉、大腿和躯干的肌肉。我们在进行快速或大幅度运动时,横纹肌就开始发挥作用。
第二种是非横纹肌和平滑肌细胞和平滑肌组织。构成非横纹肌的平滑肌细胞又细又长,很像我们的头发丝。这些细胞组织成层,构成肌肉层。非横纹肌组织是构成人体很多重要部位的物质,如我们的胃、肠、膀胱、性器官、眼球的虹膜(控制瞳孔的开合)、通向腺体的导管管壁、以及动脉和静脉的主要肌肉层都是其构成的。
最后,神经细胞和神经组织。除了那些基本组织的构成,我们还需要另外一类细胞构成的组织,使得我们人体变成更为完善的物质。
人类在面对刺激时,必须具备做出快速而复杂的反应的能力。大家很清楚,动物之所以能够做出反应,是用横纹肌和非横纹肌、腺体、或者肌肉与腺体的结合而做到的。一般情况下,敏感的刺激点与反应发生点并不同步,它们之间会有一段距离。譬如,在我们走路时,都有被尖锐的东西刺到脚的经验,当这种情况发生后,我们会立即停下,将那个刺入我们脚上的东西拽出来。
我们之所以能做出如此反应,其实皆赖于我们特异高度发展的神经细胞,以及其反应过程。假如我们不具备这些,这一反应就不会发生。即从脚上的皮肤传递到脊髓,并由此上传到大脑,再经由大脑回到脊髓,然后又从脊髓传递到躯干肌肉、手和手指,使得这样一条通路得以形成。神经细胞以及它所反应的这一过程,只是用肌肉快速联结感官的身体结构。
当然,并不是说神经细胞与人体的其他细胞相比具有怎样的特殊性,而从一般的身体构造来看,它与别的细胞没有什么不同。在每个神经细胞中,都包含着一个细胞体以及其旁支或是突起,这些旁支或是突起,有时会数量很少,有时又会很多。
下面我们就拿人体脊椎的某个细胞为例,来对此加以说明。这个细胞内含有一个细胞体,在细胞体周围,我们可以看到很多短小的旁枝生出来。密密匝匝的旁枝就像一棵大树上的枝丫,所以我们称其为树突。我们还能看到,从细胞体的某处延伸出来的一条细长的纤维,其所延伸的距离不等,有的长一些,有的短一些,研究者称其为轴突。通常,在轴突上面也有一些旁枝长出,人们叫它侧突。在整个轴突的表面上,被一层名为髓鞘的脂肪保护层所覆盖。这种东西在树突上则看不到。
以上这些是对细胞及其突起的描述,它们通常被称作神经元。神经元构成了大脑和脊髓,它是一切组织的基本单位。
在这里,树突就相当于一个收容站,其功能是接受各种神经冲动。神经冲动进入轴突和侧突载体正是细胞体。由于,一个神经元的轴突末梢和另一个神经元的树突是相连接的。因此,当神经冲动进入轴突后,又通过轴突进入下一个神经元的树突。由此可见,神经元系统中的传导存在着一定方向性。