В результате обмена веществ живой организм не только сохраняется, но и развивается, растёт и размножается благодаря белку, который во взаимодействии с другими веществами является главной составной частью обмена веществ в организме.

Благодаря своей неустойчивости белок может переходить из одного состояния в другое: он находится то в жидком виде, то в виде студня, то в виде волокнистого или зернистого осадка. Такие превращения белок может претерпевать в клетке в результате взаимодействия с теми или иными веществами в процессе нормальной жизнедеятельности. Эти явления можно, например, наблюдать во время клеточного деления. Подобные же изменения могут быть вызваны в клеточном ядре и искусственно, путём механического раздражения или при воздействий на клетку различными веществами.

В зависимости от того, какую роль выполняют те или иные клетки в целом организме, они имеют соответствующий характер своего строения. Мышечные волокна, клетки крови (красные и белые кровяные шарики), клетки кожи — все они резко отличаются друг от друга как по форме своего строения, так и по той работе, к которой приспособлена и которую выполняет данная клеточная форма (рис. 2).

Каким образом клетки организма приобретают то или иное строение, приспособленное к характеру выполняемой ими работы, или, как говорят, функции? На этот вопрос наука полного ответа пока не даёт. Но на основании рассмотрения того, что в этом отношении биологам известно, мы можем сказать, что, повидимому, та или иная форма приобретается клеткой благодаря взаимодействию её белков с другими веществами и влиянию на эту клетку различных условий окружающей среды: разнообразных веществ, клеток-соседей, электрических влияний и многих

И других условий в организме, которых мы еще не знаем. Всё это приводит к выработке того рода обмена веществ, который необходим для выполнения клеткой определённой работы, например, для выделения железистыми клетками их секрета[8].

В зависимости от характера обмена веществ клетка вырабатывает те или иные продукты: одни железистые клетки выделяют слюну, другие — жёлчь, третьи — желудочный сок и т. д.

^{Рис. 2. Различные клетки животного организма}

Обмен веществ может быть таков, что жизнедеятельность клетки выражается в её способности к сокращению и расслаблению, что наблюдается в мышечном волокне.

В организме наиболее сложно устроенных животных, в особенности в организме человека, наиболее важную роль играет нервная система, в частности нервная клетка.

Великие русские физиологи И. М. Сеченов и И. П. Павлов раскрыли роль нервной системы как главного регулятора жизненных процессов и психической деятельности человека. Свою работу нервные клетки могут выполнять, вследствие своеобразного характера их обмена веществ, благодаря которому нервная клетка обладает сильно выраженной способностью к возбуждению, и вследствие особой формы строения нервных клеток. Нервные клетки имеют длинные отростки, по которым проходит нервное возбуждение. Если нервный отросток приходит в соединение с мышечным волокном, то возбуждение вызывает сокращение волокна. При других условиях то же возбуждение вызывает иное действие. Придя, например, в соединение с железистой клеткой, оно вызывает в ней выделение определённых веществ.

Способностью к движению обладают не только мышечные клетки; эту способность имеют и другие клетки, например, белые клетки крови. Вытягивая часть своего бесформенного тельца вперёд и переливая постепенно всю свою протоплазму, белая кровяная клетка может передвигаться и проползать между другими клетками организма. Замечательный русский учёный И. И. Мечников подробно исследовал свойства белых кровяных клеток. Оказалось, что они могут захватывать при помощи своих отростков мелкие посторонние частички. Белые кровяные клетки чрезвычайно полезны для организма. Они захватывают и поглощают вредные микробы и этим спасают нас при заболеваниях от микробного заражения. Они появляются в несметных количествах в засоренной ране и поглощают там частицы попавшей грязи и бактерий, образуя так называемый гной.

На своей поверхности клетка большей частью имеет оболочку. Клеточная оболочка представляет собой поверхностный слой живого вещества протоплазмы клетки, изменившийся под влиянием среды, несколько более плотный, чем живое вещество внутри самой клетки.

Оболочки разделяют между собой отдельные клетки в организме животного. Тонкий слой оболочек не всегда можно увидеть в живом неповреждённом состоянии. Только после специальной обработки и окраски оболочек они становятся ясно видимыми.

В растительном организме, как уже было сказано, каждая клетка выделяет вокруг себя толстые и очень прочные стенки, состоящие главным образом из целлюлозы. Целлюлоза, или клетчатка, представляет собой вещество, необычайно устойчивое к всевозможным химическим воздействиям. Свойства целлюлозы дают возможность широкого использования её в лёгкой промышленности для производства искусственного шёлка, искусственной шерсти, целлулоида и пр.

Оболочки растительных клеток первыми обращают на себя внимание каждого, кто рассматривает растение под

микроскопом. Благодаря своей прочности стенки растительных клеток обычно остаются неизменившимися, когда их живое содержимое высыхает, умирает или так или иначе уничтожается (например, бактериями при гниении) Немудрено, что первые учёные, несмотря на плохое качество своих микроскопов и на отсутствие умения обращаться с необычайно нежными живыми объектами, заметили прежде всего целлюлозные стенки; на живое вещество клеток они тогда не обратили внимания. Рисунок 1 изображает именно эти грубые стенки растительной клетчатки.

Одно время многие учёные думали даже, что оболочки — это и есть самое главное, что имеется в живой клетке. Когда же обнаружили, что живым является содержимое клетки, а сами стенки обслуживают живую растительную клетку лишь в качестве футляра, состоящего из безжизненных продуктов выделения клеток, тогда некоторые учёные впали в другую крайность: они стали совершенно отрицать значение оболочки клеток у животных.

^{Рис. 3. Различные стадии (1–3) разрушения оболочек}

Однако тщательное изучение вопроса об оболочках в нашей лаборатории показало, что животная клетка окружена оболочкой, которая образуется на поверхности молодых клеток. Вначале она бывает рыхлая и мало заметная; для её обнаружения достаточно тем или иным способом её прорвать (рис. 3). При разрыве оболочки жидкое содержимое клетки выливается наружу. Если к препарату прибавить раствор красок, то можно окрасить оболочку в один цвет, а содержимое клетки — в другой цвет.

При старении оболочка делается более тонкой и плотной.

Оболочки играют очень важную роль в жизни клеток, а следовательно, и в жизни всего организма. Они служат препятствием для веществ, которые могут извне попасть внутрь клетки, или для веществ самой клетки при переходе их в окружающую среду. Эти вещества могут быть важными и нужными для жизнедеятельности клетки или, наоборот, вредными, ядовитыми, способными привести клетку к гибели, к тому или иному нарушению её обмена веществ.

^{Рис. 4. Оболочки клеток: 1 — тонкие, однородные; 2 — зернистые; 3 — вакуолизированные}

Оболочка обладает способностью пропускать через себя одни вещества и задерживать и видоизменять другие вещества. Эта способность оболочки называется избирательной проницаемостью.

От чего же зависит избирательная проницаемость? Оболочку клетки можно до некоторой степени сравнить с пергаментной бумагой, которая так же, как оболочка клетки, пропускает одни вещества и не пропускает другие. Пергамент — это мёртвый материал, имеющий очень мелкие отверстия — поры, благодаря которым через него, как через сито, проходят более мелкие частицы (молекулы) и задерживаются более крупные, что используется в практике для разделения веществ, например, для отмывания солей от белков.