История развития гистологии цитологии и эмбриологии кратко
Обновлено: 02.07.2024
1. Гистология наука о микроскопическом и субмикроскопическом строении, развитии и жизнедеятельности тканей животных организмов. Следовательно, гистология изучает один из уровней организации живой материи тканевой. Различают следующие иерархические уровни организации живой материи:+
· структурно-функциональные единицы органов;
Гистология, как учебная дисциплина, включает в себя следующие разделы: цитологию, эмбриологию, общую гистологию (изучает строение и функции тканей), частную гистологию (изучает микроскопическое строение органов).
Основным объектом изучения гистологии является организм здорового человека и потому данная учебная дисциплина именуется как гистология человека.
Основная задача гистологии состоит в изучении строения клеток, тканей, органов, установления связей между различными явлениями, установление общих закономерностей.
Гистология, как и анатомия, относится к морфологическим наукам, главной задачей которых является изучение структур живых систем. В отличие от анатомии, гистология изучает строение живой материи на микроскопическом и электронно-микроскопическом уровне. При этом, изучение строения различных структурных элементов проводится в настоящее время с учетом выполняемых ими функций. Такой подход к изучению структур живой материи называется гистофизиологическим, а гистология нередко именуется как гистофизиология. Кроме того, при изучении живой материи на клеточном, тканевом и органном уровнях рассматривается не только форма, размеры и расположение интересующих структур, но методом цито- и гистохимии нередко определяется и состав веществ, образующих эти структуры. Наконец, изучаемые структуры обычно рассматриваются с учетом их развития, как во внутриутробном (эмбриональном) периоде, так и на протяжении постэмбрионального онтогенеза. Именно с этим связана необходимость включения эмбриологии в курс гистологии.
Гистология, как любая наука, имеет свои объекты и методы их изучения. Непосредственными объектами изучения являются клетки, фрагменты тканей и органов, особым способом приготовленные для изучения их под микроскопом.
2. Объекты исследования подразделяются на:
· живые (клетки в капле крови, клетки в культуре и другие);
· мертвые или фиксированные, которые могут быть взяты как от живого организма (биопсия), так и от трупов.
В любом случае после взятия кусочков они подвергаются действию фиксирующих растворов или замораживанию. И в научных, и в учебных целях используются фиксированные объекты. Приготовленные определенным способом препараты, используемые для изучения под микроскопом, называются гистологическими препаратами.
Гистологический препарат может быть в виде:
· тонкого окрашенного среза органа или ткани;
· мазка на стекле;
· отпечатка на стекле с разлома органа;
· тонкого пленочного препарата.
Гистологический препарат любой формы должен отвечать следующим требованиям:
· сохранять прижизненное состояние структур;
· быть достаточно тонким и прозрачным для изучения его под микроскопом в проходящем свете;
· быть контрастным, то есть изучаемые структуры должны под микроскопом четко определяться;
· препараты для световой микроскопии должны долго сохраняться и использоваться для повторного изучения.
Эти требования достигаются при приготовлении препарата.
3.Выделяют следующиеэтапы приготовления гистологического препарата
Взятие материала (кусочка ткани или органа) для приготовления препарата. При этом учитываются следующие моменты: забор материала должен проводиться как можно раньше после смерти или забоя животного, а при возможности от живого объекта (биопсия), чтобы лучше сохранились структуры клетки, ткани или органа; забор кусочков должен производиться острым инструментом, чтобы не травмировать ткани; толщина кусочка не должна превышать 5 мм, чтобы фиксирующий раствор мог проникнуть в толщу кусочка; обязательно производится маркировка кусочка (указывается наименование органа, номер животного или фамилия человека, дата забора и так далее).
Фиксация материала необходима для остановки обменных процессов и сохранения структур от распада. Фиксация достигается чаще всего погружением кусочка в фиксирующие жидкости, которые могут быть простыми спирты и формалин и сложными раствор Карнуа, фиксатор Цинкера и другие. Фиксатор вызывает денатурацию белка и тем самым приостанавливает обменные процессы и сохраняет структуры в их прижизненном состоянии. Фиксация может достигаться также замораживанием (охлаждением в струе СО2, жидким азотом и другие). Продолжительность фиксации подбирается опытным путем для каждой ткани или органа.
Заливка кусочков в уплотняющие среды (парафин, целлоидин, смолы) или замораживание для последующего изготовления тонких срезов.
Приготовление срезов на специальных приборах (микротоме или ультрамикротоме) с помощью специальных ножей. Срезы для световой микроскопии приклеиваются на предметные стекла, а для электронной микроскопии - монтируются на специальные сеточки.
Окраска срезов или их контрастирование (для электронной микроскопии). Перед окраской срезов удаляется уплотняющая среда (депарафинизация). Окраской достигается контрастность изучаемых структур. Красители подразделяются на основные, кислые и нейтральные. Наиболее широко используются основные красители (обычно гематоксилин) и кислые (эозин). Нередко используют сложные красители.
Просветление срезов (в ксилоле, толуоле), заключение в смолы (бальзам, полистерол), закрытие покровным стеклом.
После этих последовательно проведенных процедур препарат может изучаться под световым микроскопом.
Для целей электронной микроскопии в этапах приготовления препаратов имеются некоторые особенности, но общие принципы те же. Главное отличие заключается в том, что гистологический препарат для световой микроскопии может длительно храниться и многократно использоваться. Срезы для электронной микроскопии используются однократно. При этом вначале интересующие объекты препарата фотографируются, а изучение структур производится уже на электронограммах.
Из тканей жидкой консистенции (кровь, костный мозг и другие) изготавливаются препараты в виде мазка на предметном стекле, которые также фиксируются, окрашиваются, а затем изучаются.
Из ломких паренхиматозных органов (печень, почка и другие) изготавливаются препараты в виде отпечатка органа: после разлома или разрыва органа, к месту разлома органа прикладывается предметное стекло, на которое приклеиваются некоторые свободные клетки. Затем препарат фиксируется, окрашивается и изучается.
Наконец, из некоторых органов (брыжейка, мягкая мозговая оболочка) или из рыхлой волокнистой соединительной ткани изготавливаются пленочные препараты путем растягивания или раздавливания между двумя стеклами, также с последующей фиксацией, окраской и заливкой в смолы.
4.Основным методом исследования биологических объектов, используемым в гистологии является микроскопирование, т. е. изучение гистологических препаратов по микроскопом. Микроскопия может быть самостоятельным методом изучения, но в последнее время она обычно сочетается с другими методами (гистохимии, гисторадиографии и другие). Следует помнить, что для микроскопии используются разные конструкции микроскопов, позволяющие изучить разные параметры изучаемых объектов. Различают следующие виды микроскопии:
· световая микроскопия (разрешающая способность 0,2 мкм) наиболее распространенный вид микроскопии;
· ультрафиолетовая микроскопия (разрешающая способность 0,1 мкм);
· люминесцентная (флюоресцентная) микроскопия для определения химических веществ в рассматриваемых структурах;
· фазово-контрастная микроскопия для изучения структур в неокрашенных гистологических препаратов;
· поляризационная микроскопия для изучения, главным образом, волокнистых структур;
· микроскопия в темном поле для изучения живых объектов;
· микроскопия в падающем свете для изучения толстых объектов;
· электронная микроскопия (разрешающая способность до 0,1—0,7 нм), две ее разновидности просвечивающая (трансмиссионная) электронная микроскопия и сканирующая или растровая микроскопии дает отображение поверхности ультраструктур.
Гистохимические и цитохимические методы позволяет определять состав химических веществ и даже их количество в изучаемых структурах. Метод основан на проведении химических реакций с используемым реактивом и химическими веществами, находящимися в субстрате, с образованием продукта реакции (контрастного или флюоресцентного), который затем определяется при световой или люминесцентной микроскопии.
Метод гистоавторадиографии позволяет выявить состав химических веществ в структурах и интенсивность обмена по включению радиоактивных изотопов в изучаемые структуры. Метод используется чаще всего в экспериментах на животных.
Метод дифференциального центрифугирования позволяет изучать отдельные органеллы или даже фрагменты, выделенные из клетки. Для этого кусочек исследуемого органа растирают, заливают физиологическим раствором, а затем разгоняют в центрифуге при различных оборотах (от 2-х до 150 тыс.) и получают интересующие фракции, которые затем изучают различными методами.
Метод интерферометрии позволяет определить сухую массу веществ в живых или фиксированных объектах.
Иммуноморфологические методы позволяет с помощью предварительно проведенных иммунных реакций, на основании взаимодействия антиген-антитело, определять субпопуляции лимфоцитов, определять степень чужеродности клеток, проводить гистологическое типирование тканей и органов (определять гистосовместимость) для трансплантации органов.
Метод культуры клеток (in vitro, in vivo) выращивание клеток в пробирке или в особых капсулах в организме и последующее изучение живых клеток под микроскопом.
Единицы измерения, используемые в гистологии
Для измерения структур в световой микроскопии используются в основном микрометры: 1 мкм составляет 0,001 мм; в электронной микроскопии используются нанометры: 1 нм составляет 0,001 мкм.
5.В истории развития гистологии условно выделяют три периода:
Домикроскопический период (с IV в. до н. э. по 1665 г.) связан с именами Аристотеля, Галена, Авиценны, Везалия, Фаллопия и характеризуется попытками выделения в организме животных и человека неоднородных тканей (твердых, мягких, жидких и так далее) и использованием методов анатомической препаровки.
Микроскопический период (с 1665 г. по 1950 г.). Начало периода связывают с именем английского физика Роберта Гука, который, во-первых, усовершенствовал микроскоп (полагают, что первые микроскопы были изобретены в самом начале XVII в.), во-вторых, использовал его для систематического исследования различных, в том числе биологических объектов и опубликовал результаты этих наблюдений в 1665 г. в книге "Микрография", в-третьих, впервые ввел термин "клетка" ("целлюля"). В дальнейшем осуществлялось непрерывное усовершенствование микроскопов и все более широкое использование их для изучения биологических тканей и органов.
· все растительные и животные организмы состоят из клеток;
· все клетки развиваются по общему принципу из цитобластемы;
· каждая клетка обладает самостоятельной жизнедеятельностью, а жизнедеятельность организма является суммой деятельности клеток.
Однако вскоре Р. Вирхов (1858 г.) уточнил, что развитие клеток осуществляется путем деления исходной клетки (любая клетка из клетки). Разработанные Т. Шваном положения, клеточной теории актуальны до настоящего времени, хотя формулируется по-иному.
Современные положения клеточной теории:
· клетка является наименьшей единицей живого;
· клетки животных организмов сходны по своему строению;
· размножение клеток происходит путем деления исходной клетки;
· многоклеточные организмы представляют собой сложные ансамбли клеток и их производных, объединенные в системы тканей и органов, связанные между собой клеточными, гуморальными и нервными формами регуляции.
· Дальнейшее совершенствование микроскопов, особенно создание ахроматических объективов, позволило выявить в клетках более мелкие структуры:
· клеточный центр Гертвиг, 1875 г.;
· сетчатый аппарат или пластинчатый комплекс Гольджи, 1898 г.;
· митохондрии Бенда, 1898 г.
Современный этап развития гистологии начинается с 1950 г. с момента начала использования электронного микроскопа для изучения биологических объектов, хотя электронный микроскоп был изобретен раньше (Е. Руска, М. Кноль, 1931 г.). Однако для современного этапа развития гистологии характерно внедрение не только электронного микроскопа, но и других методов: цито- и гистохимии, гисторадиографии и других вышеперечисленных современных методов. При этом обычно используется комплекс разнообразных методик, позволяющий составить не только качественное представление об изучаемых структурах, но и получить точные количественные характеристики. Особенно широко в настоящее время используются различные морфометрические методики, в том числе автоматизированные системы обработки полученной информации с использованием компьютеров.
Гистология - раздел биологии, изучающий строение тканей живых организмов. В отличие от анатомии, гистология изучает строение организма на тканевом уровне. Гистология зародилась задолго до изобретения микроскопа. Первые описания тканей встречаются в работах Аристотеля, Галена, Авиценны, Везалия. В 1665 году Р. Гук ввёл понятие клетки и наблюдал в микроскоп клеточное строение некоторых тканей. Гистология как наука и как дисциплина объединяют в 2 раздела : общую и частную гистологию. Гистологические исследования проводили М. Мальпиги, А. Левенгук, Я. Сваммердам, Н. Грю и др. Новый этап развития науки связан с именами К. Вольфа и К. Бэра — основоположников эмбриологии.В середине XIX века А. Кёлликер, Лейдинг и др. создали основы современного учения о тканях.К. Майер ввел термин "гистология" в изданном в 1819 г. труде "О гистологии и новом подразделении тканей человеческого тела".
Общая изучает основные, фундаментальны свойства важнейших групп тканей, а частная изучает особенности структурно-функциональной организации и взаимодействия тканей в составе конкретных органов. Таким образом главным источником изучения общей и частной гистологии являются - ткани.
Цитология – это раздел биологии, который изучает живые клетки, их строение, процессы размножения, функционирования, старения и смерти.
Методы микроскопирования гистологических препаратов
Основными методами изучения биологических микрообъектов
являются световая и электронная микроскопия, которые широко используются в
экспериментальной и клинической практике.
Методы исследования фиксированных клеток и ткане.
Основным объектом исследования являются гистологические препараты, приготовленные из фиксированных структур.
Методы исследования живых клеток и тканей
Изучение живых клеток и тканей позволяет получить наиболее полную информацию об их жизнедеятельности — проследить движение, процессы деления, разрушения, роста, дифференцировки и взаимодействия клеток, продолжительность их жизненного цикла, реактивные изменения в ответ на действие различных факторов.
Методы исследования химического состава и метаболизма клеток и тканей
Особенность количественно-гистохимических (в отличие от биохимических) методов
исследования заключается в возможности изучения концентрации и содержания химических компонентов в конкретных структурах клеток и тканей.
20.Развитие гистологии, цитологии и эмбриологии в России. Основные заслуги а.И. Бабухина, к.Э. Бэра, к.А. Арнштейна, н.А. Хржонщевского.
В России первые самостоятельные кафедры гистологии и эмбриологии были учреждены в 60-х годах 19 века в Медико-хирургической (ныне Военно-медицинской) академии, Московском и Петербургском университетах. Несколько позже они были основаны в Казанском, Киевском и Харьковском университетах. Первыми профессорами — руководителями кафедр гистологии были Н.М. Якубович, А.И. Бабухин, Ф.В. Овсянников, А.С. Голубев, П.И. Перемежко, НА. Хржонщевский. С появлением кафедр начали формироваться и первые гистологические научные школы — Петербургская, Московская, Харьковская и др.
Петербургская (ленинградская) школа гистологов формировалась в стенах Медико-хирургической академии, так как здесь в числе одной из первых в России была основана кафедра гистологии. Впервые в России систематическое преподавание гистологии и эмбриологии было введено в академии К.М. Бэром, руководившим кафедрой сравнительной анатомии и физиологии в 1841-1852 гг. Первым профессором, специализировавшимся в области гистологии, был Н.М. Якубович (1817-1879), он и возглавил образовавшуюся самостоятельную кафедру гистологии Медико-хирургической академии (в 1868 г.).
1869 года — ординарный профессор, заведующий первой в России кафедры гистологии, эмбриологии и сравнительной анатомии. Исследования А. И. Бабухина оказали большое влияние на развитие гистологии и физиологии нервно-мышечной системы.
Карл А́вгустович Арнште́йн (1840—1919) — российский учёный, профессор гистологии Казанского университета, один из основателей Казанской школы нейрогистологов. основал казанскую школу нейрогистологов. Основные труды Арнштейна и его учеников посвящены гистологии нервной системы, в том числе по изучению периферических нервных окончаний.Основателем Казанской школы К. А. Арнштейном (1840-1919) и его учениками собран богатейший материал по морфологии нервных волокон и нервных узлов в различных тканях и органах (в мочевом пузыре, мочеточнике, половых органах, роговице, легком, пищеводе, коже и др.).
В 1866 году Хржонщевский основал гистологическую лабораторию, которая за период с 1866 по 1869 год опубликовала 18 научно-исследовательских трудов в лучших немецких научных журналах. Никанор Хржонщевский внёс значительный вклад в гистологию, гистофизиологию, патологическую физиологию. Ему принадлежат несколько десятков научных работ, в том числе в ведущих заграничных научных журналах.Хржонщевский предложил вводить живому подопытному животному витальный (не приводящий к гибели) краситель и наблюдать его движение по кровеносным и лимфатическим сосудам, а также его выделение полыми протоками секреторных и выделительных органов[26]. При помощи этого метода Хржонщевскому удалось детально исследовать капилляры, лимфатические сосуды, жёлчные протоки, строение нефрона.
Анализ литературы позволяет определить научные подходы к гистологии, цитологии и эмбриологии.
Главная задача курсовой работы состоит в том, что гистология, цитология и эмбриология – главные науки в развитии и формировании живых организмов. И узнать стадии развития этих наук.
Гистология, наука, занимающаяся изучением тканей животных. Тканью называют группу клеток, сходных по форме, размерам и функциям и по продуктам своей жизнедеятельности. У всех растений и животных, за исключением самых примитивных, тело состоит из тканей, причем у высших растений и у высокоорганизованных животных ткани отличаются большим разнообразием структуры и сложностью своих продуктов; сочетаясь друг с другом, разные ткани образуют отдельные органы тела.
Цитология изучает строение и химический состав клеток, функции внутриклеточных структур, функции клеток в организме животных и растений, размножение и развитие клеток, приспособления клеток к условиям окружающей среды. Современная цитология – наука комплексная. Она имеет самые тесные связи с другими биологическими науками, например с ботаникой, зоологией, физиологией, учением об эволюции органического мира, а также с молекулярной биологией, химией, физикой, математикой.
В своем первоначальном значении эмбриология обозначала науку о развитии зародышей до их выхода из оболочек, то есть до их вылупления или рождения. В настоящее время предмет эмбриологии трактуется более широко, включая в себя весь онтогенез — процесс индивидуального развития, по крайней мере, начиная с момента оплодотворения (и даже с более ранних процессов формирования половых клеток) и до конца жизненного цикла. Современное учение об онтогенезе часто называют также биологией развития. Фактически биология развития и эмбриология — синонимы.
Развитие гистологии.
Гистология (от греч. histos — ткань, logos — учение) — наука о строении, развитии и жизнедеятельности тканей животных организмов.
В истории развития гистологии можно выделить три основных периода: домикроскопический, микроскопический и современный.
Домикроскопический период связан с эволюцией представлений о строении тела человека и длился с начала V в. до н. э. и по 1665 г. Хотя считается, что первый микроскоп был сконструирован голландцем Янсеном З. в 1590 г. Но это был набор увеличительных линз.
В дальнейшем происходило непрерывное усовершенствование микроскопов и все более широкое их использование для изучения биологических тканей и органов.
Первые гистологи в России Н.М. Якубович и Ф.В. Овсянников. Работы этих учёных по микроскопическому строению мозга и нервов положили начало дальнейшему развитию гистологии.
М.Д. Лавдовский и Ф.В. Овсянников создали первое русское руководство по гистологии.
Начало современного этапа можно отнести к 1950 г., когда впервые электронный микроскоп был применен для изучения биологических объектов. Для современного этапа развития гистологии характерно внедрение не только электронной микроскопии, но и других методов: цито- и гистохимии, гисторадиографии, иммуногистохимии и т. д.
Гистологию в России развивали ученые медицинских факультетов российских вузов, где сформировались сильные гистологические школы:
1) Московская школа (А.И. Бабухин, И.Ф. Огнев). Основное направление деятельности – гистогенез мышечной и нервной ткани, гистофизиологические подходы к изучению органов чувств, особенно органа зрения;
2) Петербургская гистологическая школа при Медико-хирургической академии (К.Э. Бэр – эмбриолог, Н.М. Якубович, М.Д. Лавдовский – нейрогистологи и А.А. Максимов – автор унитарной теории кроветворения);
3) Петербургская гистологическая школа при университете (Ф.В. Овсянников – исследования органов чувств, А.С. Догель – нейрогистолог и др.);
4) Киевская гистологическая школа (П.И. Перемежко изучал деление клеток, развитие органов);
5) Казанская гистологическая школа – К.А. Арнштейн, А.С. Догель, А.Е. Смирнов, Т.А. Тимофеев, Б.И. Лаврентьев. Данная школа развивала нейрогистологическое направление.
Наиболее крупными учеными в области гистологии в России были А.А. Заварзин и Н.Г. Хлопин, занимавшиеся исследованием закономерностей развития тканей в филогенезе.
Развитие эмбриологии.
История эмбриологии тесно связана с борьбой двух течений, зародившихся еще в античные времена — преформизма и эпигенеза. Преформизм, означающий предобразование, утверждает, что развитие организма является лишь ростом имеющегося зародыша. Теоретиком преформизма является Ш. Бонне (1740-1793), утверждавший, что все органы тела настолько тесно связаны между собой, что невозможно допустить существование такого момента, когда тот или другой из них отсутствовал бы. С позиций преформизма, вопрос заключался лишь в том, где находится этот зародыш. По мнению овистов (М. Мальпиги), зародыш находится в женской половой клетке, а по мнению анималькулистов — в мужской половой клетке. Сторонники эпигенеза, например, Ж. Бюффон (1707-1788), отрицали предопределение, однако не смогли подтвердить свои убеждения фактами. Спор разрешил русский академик К. Вольф (1733-1794), опубликовавший в 1759 г. диссертацию “Теория зарождения”, в которой доказал, что для развития зародыша необходимы женские и мужские половые клетки. К. Вольф экспериментально обосновал концепцию эпигенеза — учение о развитии, согласно которому новые разнородные части организма появляются из исходного однородного материала яйца под влиянием факторов, стоящих над зародышем (иными словами, происходит нововобразование структур). Данная концепция укрепилась благодаря работам X. Пандера (1794-1865) и К. Бэра (1792-1876). Идеи преформизма вновь стали обсуждаться в литературе, когда развитие зародышей начали изучать методами молекулярной биологии. Так, по мнению А. Спирито (1984), в яйцеклетке содержится не анатомическая, а химическая миниатюра взрослого организма (различия химического состава разных участков яйца и в последующем — цитоплазмы клеток зародыша, которые морфологически идентичны).
Развитие цитологии
Развитие цитологии связано с созданием и усовершенствованием оптических устройств, позволяющих рассмотреть и изучить клетки. В 1609 – 1610 гг. Галилео Галилей сконструировал первый микроскоп, однако лишь в 1624 г. он его усовершенствовал так, что им можно было пользоваться. Этот микроскоп увеличивал в 35 – 40 раз. Через год И. Фабер дал прибору название “микроскоп”. В 1665 г. Роберт Гук впервые увидел в пробке ячейки, которым дал название “cell” – “клетка”. Благодаря усовершенствованию микроскопа Антоном ван Левенгуком появилась возможность изучать клетки и детальное строение органов и тканей. В 1696 г. была опубликована его книга “Тайны природы, открытые с помощью совершеннейших микроскопов”. Левенгук впервые рассмотрел и описал эритроциты, сперматозоиды, открыл дотоле неведомый и таинственный мир микроорганизмов, которые он назвал инфузориями. Левенгук по праву считается основоположником научной микроскопии.
Ян Пуркинье впервые употребил термин “протоплазма”. Р. Браун описал ядро как постоянную структуру и предложил термин “nucleus” – “ядро”. В 1838 г. М. Шлейден создал теорию цитогенеза (клеткообразования). Его основная заслуга -постановка вопроса о возникновении клеток в организме. Основываясь на работах Шлейдена, Теодор Шванн создал клеточную теорию. В 1839 г. была опубликована его бессмертная книга “Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений”.
Развитие гистологии в Республике Казахстан
Заключение.
Развитие гистологии позволило ускорить рост развития таких наук как, цитология и эмбриология. Эти науки тесно взаимосвязаны друг с другом, они позволяют изучить клеточное строение организма его тканей и клеток. А так же изучить развитие организма в онтогенезе, то есть с начала рождения до смерти. По сей день эти науки ускоряют свой рост, открываются новые теории и разработки в этих сферах изучения.
Развитие гистологии. Успехи гистологии как науки о строении и проис хождении тканей и их компонентов, прежде всего, связаны с развитием тех ники, оптики и методов микроскопирования. Микроскопические исследо вания позволили накопить данные по тонкому строению организма и на этом основании сделать теоретические обобщения. В истории учения о тка нях и микроскопическом строении органов следует различать три периода: 1-й — домикроскопический (продолжительностью около 2000 лет), 2-й — микроскопический (около 300 лет), 3-й — современный, сочетающий дости жения в области электронной микроскопии, иммуноцитохимии, цитофотометрии и др. (с середины XX столетия).
1790-1800-Биша ввел понятия ткань и система
1853-Лейдиг и Келлинер создали классификацию тканей
1875-Открыли клеточный центр
Третий период с 1665 по 1950 характеризуется широким и
комплексным использованием многих методов исследования,
и прежде всего электронной микроскопии, метода замора живания — скалывания, электронно-микроскопической цитохимии, коли чественных методов и др.
Научно-технический прогресс, успехи развития методов исследования позволили дойти до анализа макромолекулярного уровня организации кле ток и неклеточных структур, уточнить представления о процессах диффе- ренцировки, регенерации, передаче наследственных признаков и др. Благо даря этому были созданы основы ультрамикроскопической цитологии и гистологии и разрабатываются проблемы молекулярной биологии.
1)мечников один из основоположников эволюционной эмбриологии, создание фагоцитарной теории, иммунитета
2)ковалевский0один из основоположников сравнительной эволюционной эмбриологии, обосновал теорию зародышевых листков
3)заварзин-создатель сравнительной эволюции гистологии, теории параллелизмов в эволюции ткани
4)хлопин-создатель дивергентной теории эволюции тканей, филоонтогенетической классификации тканей
5. Клетка как основная единица живого. Общий план строения эукариотических клеток. Неклеточные (симпласты и синцитии) и постклеточные структуры. Неклеточные и постклеточные структуры в ротовой полости. Роль клеточной теории в развитии гистологии и медицины. Значение цитологических исследований в медицине (в том числе в стоматологии).
Клетка — это ограниченная активной мембраной, упорядоченная струк турированная система биополимеров, образующих ядро и цитоплазму, уча ствующих в единой совокупности метаболических и энергетических процес сов, осуществляющих поддержание и воспроизведение всей системы в це лом.
Содержимое клетки отделено от внешней среды или от соседних кле ток плазматической мембраной (плазмолеммой). Все эукариотические клетки состоят из двух основных компонентов: ядра и цитоплазмы. В ядре различа ют хроматин (хромосомы), ядрышки, ядерную оболочку, нуклеоплазму (карио плазму) и ядерный белковый остов (матрикс). Цитоплазма неоднородна по своему составу и строению и включает в себя гиалоплазму (матрикс), в ко торой находятся органеллы; каждая из них выполняет обязательную функ цию. Часть органелл имеет мембранное строение: эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, лизосомы, пероксисомы и митохондрии. Немембран ные органеллы цитоплазмы представлены рибосомами, клеточным центром, ресничками, жгутиками и цитоскелетом. Кроме того, в гиалоплазме могут встретиться и иные структуры или включения (жировые капли, пигментные гранулы и др.).
Кроме типичных клеток имеются постклеточные формы, которые лишились ядер в процессе дифференцировки (например: эмалевые призмы зубной эмали, роговые чешуйки кожи, эритроциты, тромбоциты).
У животных организмов, кроме отдельных клеток, встречаются некле точные структуры — так называемые сим пласты, синцитии и межклеточ ное вещество. Симпласты — это крупные образования, состоящие из ци топлазмы (протоплазмы) с множеством ядер. Примерами симпластов могут быть мышечные волокна позвоночных, наружный слой трофобласта пла центы и др. Они возникают вторично в результате слияния отдельных кле ток или же при делении одних ядер без разделения цитоплазмы (цитотомии).
Синцитии (соклетия) характеризуются тем, что после деления исход ной клетки дочерние остаются связанными друг с другом с помощью тон ких цитоплазматических перемычек. Такие синцитии можно наблюдать при развитии сперматогониев
Создание клеточной теории стало важнейшим событием в биологии, одним из решающих доказательств единства происхождения всей живой природы. Югеточная теория оказала значительное влияние на развитие био логии и медицины, послужила главным фундаментом для становления та ких дисциплин, как эмбриология, гистология. Принятие принципа клеточ ного строения организма оказало огромное влияние на физиологию, пере ведя ее на изучение реально функционирующих единиц — клеток. Она дала основы для научного понимания жизни, объяснения эволюционной взаи мосвязи организмов, понимания индивидуального развития.
6. Биологическая мембрана – основа структуры клетки. Клеточная оболочка. Производные клеточной оболочки. Межклеточные соединения. Особенности межклеточных контактов в структурах ротовой полости.
Биологическая мембранаотделяет клетку от внешнего микроокружения, обеспечивает постоянство ее внутренней среды и определяет двустороннюю взаимосвязь с внешней средой.
Цитолемма состоит из трех основных частей:
-Плазмолемма - срединная часть цитолеммы представлена биологической мембраной. Толщина плазмолеммы составляет 7- 10 нм
Плазмолемма образована бимолекулярным (двойным) слоем липидов (преимущественно фосфолипидами и холестерином) и встроенными в него молекулами глобулярных белков.
По функции белки подразделяются на ферменты, переносчики, рецепторы, структурно-опорные.
По топографии в плазмолемме белки классифицируются:
▬ периферические – встроены в периферические отделы плазмолеммы
- наружные (exsternal) – граничат с гликокаликсом (Е- периф.белки)
- внутренние ( protoplasmic)– граничат с кортексом (Р- периф. белки)
- наружные - в наружной половине плазмолеммы (Е – полуинтегральные. белки)
- внутренние - во внутренней половине (Р – полуинтегральные белки)
▬ подошвенные – соединение интегрального с Р-периферическим
Наличие в составе плазмолеммы комплексных структурных белков гистосовместимости (Е-периферические) обеспечивает генетическую индивидуальность клеток данной особи.
Плазмолемма обладает избирательной проницаемостью для веществ, диссоциированных в межклеточной жидкости
-Гликокаликс - надмембранный структурный комплекс цитолеммы .
В состав гликокаликса входят углеводные цепи гликопротеинов и гликолипидов.
Толщина гликокаликса в среднем составляет 4-5 нм.
Гликокаликс участвует в формировании клеточных рецепторов, межклеточных контактов и других поверхностных структур клетки,
Гликокаликс является основным фактором иммунной защиты клетки.
-Кортекс - подмембранный структурный комплекс цитолеммы Он представляет собой тонкий (2 – 4 нм) слой, содержащий микротрубочки и микрофиламенты.
Кортекс входит в состав опорно-сократительного аппарата клетки – цитоскелекта (см.ниже).
Определяет и регулирует форму клетки
Участвует в передвижении клетки
Обеспечивает процессы эндо- и экзоцитоза
Поверхностные структуры клетки (псевдоподии, микроворсинки, микрореснички, жгутики, базальные инвагинации, межклеточные контакты) образуются цитолеммой.
Псевдоподии– непостоянные выросты циоплазмы, покрытые цитолеммой. Обеспечивают активное передвижение свободно существующих клеток
Микроворсинки– множественные постоянные выросты цитоплазмы, покрытые цитолеммой. Увеличивают всасывающую поверхность клетки
Микрореснички– постоянные выросты цитоплазмы, покрытые цитолеммой. Снабжены структурами из микротрубочек (базальное тельце и аксонема). Осуществляют перемещение каких либо субстратов по поверхности клетки.
Жгутик – длинная микроресничка, являющаяся аппаратом активного движения сперматозоида.
Базальные инвагинации – множественные впячивания цитолеммы в цитоплазму базального полюса, определяющие процессы активного транспорта веществ из крови капилляров в клетку.
-- Межклеточные контакты – структуры, принимающие участие в соединении клеток друг с другом и регуляции транспорта межклеточной жидкости. Межклеточные контакты по долговременности существования и степени сложности могут быть нескольких типов:
▬ временные контакты для клеток, находящихся в свободном состоянии. Например: клетки соединительной ткани (в т.ч. в составе пульпы зуба), клетки (форменные элементы) крови, лимфы. Временные контакты обеспечиваются взаимодействием гликокаликсов.
▬ постоянные контакты для клеток, находящихся в составе пластов и слоев. Например: эпителии (в т.ч. в составе органов ротовой полости, зубных эмалевых органов). Этот тип контактов характерен и для отростчатых клеток (нервные клетки – нейроны, костные клетки – остеоциты, клетки зубного дентина – одонтобласты). В образовании постоянных контактов могут участвовать все части цитолеммы.
Некоторые клетки в процессе своей дифференцировки утрачивают
постоянные контакты с соседними клетками, что является одним из факторов их дальнейшего развития по пути превращения в постклеточные формы. Например: энамелобласты (клетки – продуценты зубной эмали) превращаются в эмалевые призмы (постклеточные структурные формы зрелой эмали); кератоциты (ороговевающие клетки эпидермиса) превращаются в роговые чешуйки (полностью ороговевшие постклеточные структурные формы, располагающиеся на поверхности эпидермиса)
7. Цитоплазма. морфофункциональная характеристика (гиалоплазма, органеллы общего и специального значения, включения).
Цитоплазма – внутреннее содержимое клетки, расположенное между клеточной и ядерной оболочками.
Цитоплазма состоит из структурных (органеллы, включения) и неструктурного (гиалоплазма) компонентов.
Органеллы – постоянные структурные компоненты цитоплазмы, выполняющие в клетке определенные функции.
Морфологическая классификация органелл
• По особенностям строения органеллы делятся на мембранные (митохондрии, эндоплазматическая сеть (шероховатая и гладкая), комплекс Гольджи (сетчатый комплекс), лизосомы) и немембранные (рибосомы (свободные, связанные с ЭПС, полисомы), цитоскелет (трехмерная сеть микротрубочек и микрофиламентов), центросома (комплекс центриолей и центросферы)
Функциональная классификация органелл
• По своему функциональному назначению органеллы делятся на органеллы общего и специального значения.
Митохондрии – уникальные мембранные органеллы, имеющие в клетке статус относительной автономии.
Форма митохондрий самая разнообразная (шаровидная, палочковидная, спиральная и т.д.). Размеры митохондрий (от 0,5 до 10 мкм и более) позволяют наблюдать их в световом микроскопе. От гиалоплазмы митохондрии отграничиваются двумя мембранами. Внутренняя мембрана образует впячивания (кристы), которые разделяют внутреннее содержимое митохондрии (матрикс) на щелевидные отсеки. Митохондрии обладают собственным генетическим аппаратом и рибосомами, поэтому осуществляют белковые и небелковые синтезы, способны к делению. Основные функции митохондрий связаны с внутриклеточным энергетическим метаболизмом (аккумулирование энергии в молекулах АТФ и ее высвобождение при расщеплении АТФ). Располагаются митохондрии в цитоплазме повсеместно, занимая в среднем до 20% её объёма.
Эндоплазматическая сеть (ЭПС) - представляет собой систему мембранных канальцев и цистерн, которые анастомозируя между собой образуют внутриклеточную сетеобразную структуру (рис.1).
По структурным особенностям различают два вида ЭПС:
▬ гранулярная (шероховатая) ЭПС с рибосомами на мембранах со стороны гиалоплазмы ;
▬ агранулярная (гладкая) ЭПС без рибосом называется.
Комплекс Гольджи представляет собой интеграцию полиморфных мембранных структур в околоядерной зоне клетки
В состав комплекса Гольджи входят следующие структуры: цистерны, вакуоли, секреторные гранулы, первичные лизосомы
Функции КГ: накопление и упаковка в гранулы, синтезируемых на ЭПС веществ, выведение из клетки продуктов секреции, сборка новых биологических мембран для внутриклеточной регенерации, образование лизосом.
Рибосомы - немембранные органеллы. Функционирующие рибосомы состоят из двух связанных субъединиц (большой и малой), образованных рибонуклеопротеидами. Размер рибосом не превышает 25 нм.
Образуются субъединицы рибосом в ядрышке, а их сборка происходит в цитоплазме. Часть рибосом располагается в гиалоплазме - свободные рибосомы, другие рибосомы связываются с мембранами шероховатой ЭПС - связанные рибосомы.
Центросома (клеточный центр)– комплексный немембранный органоид, обладающий значительной динамичностью структуры. Центросома является частью цитоскелета. Центросома состоит из двух центриолей (материнской и дочерней) и центросферы.
Цитоскелет – внутриклеточный трехмерный пространственный немебранный структурный комплекс.
Цитоскелет включает в себя собственно цитоскелет, а также тубулярно – фибриллярные элементы кортекса, центросомы, микроресничек и микроворсинок. Основными структурными элементами цитоскелета являются микротрубочки и микрофиламенты
Включения – непостоянные структурные компоненты цитоплазмы, образующиеся в процессе клеточного метаболизма. Их количество зависит от функционального состояния клетки. Среди включений различают несколько структурно-функциональных типов.
• Трофические (капли липидов, белковые гранулы, глыбки гликогена);
• Пигментные (гемоглобин, билирубин, меланин, липофусцин);
• Секреторные (гранулы с синтезированными клеткой биологически активными веществами, подлежащими экзоцитозу с целью регуляции жизнедеятельности других клеток и тканей);
• Экскреторные (продукты клеточного метаболизма, подлежащие
выведению с целью нейтрализации или уничтожения).
Гиалоплазма – коллоидный аморфный матрикс цитоплазмы, создающий специфическое микроокружение для клеточных структур и обеспечивающий их взаимодействие.
Гиалоплазма состоит из связанной воды и биополимеров белковой, липидной и углеводной природы. Она способна менять своё агрегатное состояние, т.е. становиться более жидкой или более вязкой в зависимости от состояния жизнедеятельности клетки, а также проникновения в клетку чужеродных агентов.
Читайте также: