Гистология – наука о строении, развитии и жизнедеятельности тканей животных организмов. Она изучает наряду с другими медико-биологическими дисциплинами закономерности структурной организации живой материи. Следовательно, предметом её изучения являются ткани, представляющие систему клеток и неклеточных структур, объединившихся и специализировавшихся в процессе эволюции для выполнения важнейших функций организма.
Гистология состоит из двух разделов: общей и частной. Общая гистология изучает общие закономерности, характерные для тканевого уровня организации и отличительные особенности конкретных тканей (их 5 видов). Предметом изучения частной гистологии является выявление закономерностей строения, жизнедеятельности и взаимодействия различных тканей в органах. Следовательно, частная гистология изучает микроскопическое строение их морфофункциональных единиц.
Курс гистологии включает в себя цитологию и эмбриологию.
Цитология - наука о клетке, изучающая строение и функции клеток и их производных, а также репродукцию и взаимодействие клеток в составе тканей. Цитология также подразделяется на общую и частную. В разделе общей цитологии рассматриваются общие принципы строения и физиологии клеточных структур. Частная цитология изучает особенности специализированных клеток в различных тканях и органах. Цитология лежит в основе цитодиагностики наследственных заболеваний, опухолей, болезней крови и многих других болезней.
Эмбриология - наука о зародыше, закономерностях его развития и строения. Изучение основных этапов эмбриогенеза предшествует изучению тканей.
Вот почему объединение гистологии, цитологии и эмбриологии в один предмет не является формальным, так как в этом отражаются естественные внутренние связи между ними.
Задачи предмета Гистологи
Выяснение структурной организации процессов жизнедеятельности даёт возможности целенаправленного воздействия на них. Так как каждая структура живой материи является сложной системой, взаимодействующей с другими структурными элементами различных или одинаковых уровней организации, то её изучение должно базироваться на системном анализе, позволяющем выявлять корреляции, характерные для внутриклеточных, тканевых и органных систем, устанавливать закономерности взаимодействия части и целого, и др. Поэтому задачей гистологии является как изучение строения и функционального значения структур, так и установление связей между ними, раскрытие закономерностей их развития.
Исходя из этого, основными направлениями в решении указанной задачи являются следующие фундаментальные теоретические проблемы:
Изучение закономерностей цито - и гистогенеза, строения и функций клеток и тканей;
Изучение закономерностей дифференцировки и регенерации тканей;
Выяснение роли нервной, эндокринной, иммунной систем организма в регуляции процессов и их функционирования;
Исследования возрастных изменений клеток, тканей и органов;
Исследования адаптации клеток, тканей и органов к действию различных биологических, физических, химических и других факторов;
Изучение процессов морфогенеза в системе мать-плод;
Исследование видовых особенностей эмбрионального развития животных, строения и функционирования тканей и органов.
Значение дисциплины гистология для ветеринарии
Гистология теснейшим образом взаимосвязана с другими биологическими науками: анатомией, нормальной и патологической физиологией, патологической анатомией, генетикой, иммунологией, биологией, биохимией, биофизикой и др.
В связи с выше изложенным следует заключить, что на современном этапе развития ветеринарии, как науки, гистология наряду с другими фундаментальными морфологическими дисциплинами приобретает весомое значение. В частности, в последние годы остро стоит вопрос о более действенном и эффективном гистологическом и цитологическом контроле за качеством продукции птицеводства и животноводства. Особенно это касается импортных её поставок в нашу страну в связи с возможностью передачи через продукты питания таких опасных инфекционных заболеваний, как птичий грипп, атипичная пневмония, прионные и другие болезни. В связи с этим возникает необходимость в разработке новых методов цитодиагностики и экспресс-анализа.
Не менее важным является изучение влияния на организм животных и получаемую от них продукцию воздействия стрессовых факторов.
С целью ускоренного увеличения поголовья высокопродуктивных элитных животных насущной проблемой становится совершенствование процессов экстракорпорального оплодотворения с целью дальнейшей трансплантации зародышей и выращивания их в утробе матерей-реципиентов.
В настоящее время реальной становится перспектива клонирования высокопородных животных, используя при этом и достижения молекулярной биологии и генной инженерии.
Что касается значения гистологии для установления правильного диагноза заболевания, контроля за эффективностью лечения и прогнозирования конечного его результата, то в этом плане в практической ветеринарии еще предстоит предпринять не мало усилий.
Что мы знаем о такой науке, как гистология? Косвенно с её основными положениями можно было ознакомиться еще в школе. Но более детально эта наука изучается в высшей школе (университетах) в медицине.
На уровне школьной программы мы знаем, что существует четыре типа тканей, и они являются одной из базовых составляющих нашего тела. А вот людям, которые планируют выбрать или уже выбрали своей профессией врачебное дело, необходимо более детально знакомиться с таким разделом биологии, как гистология.
Что такое гистология
Гистология - это наука, изучающая ткани живых организмов (человека, животных и других их формирование, строение, функции и взаимодействие. Данный раздел науки включает в себя несколько других.
Как учебная дисциплина эта наука включает:
- цитологию (науку, изучающую клетку);
- эмбриологию (изучение процесса развития зародыша, особенностей формирования органов и тканей);
- общую гистологию (науку о развитии, функциях и структуре тканей, изучает особенности тканей);
- частную гистологию (изучает микростроение органов и их систем).
Уровни организации человеческого организма как целостной системы
Данная иерархия объекта изучения гистологии состоит из нескольких уровней, каждый из которых включает последующий. Таким образом, визуально представить это можно как многоуровневую матрёшку.
- Организм . Это биологически целостная система, которая формируется в процессе онтогенеза.
- Органы . Это комплекс тканей, которые взаимодействуют между собой, выполняя свои основные функции и обеспечивая выполнение органами базовых функций.
- Ткани . На этом уровне объединены клетки вместе с производными. Изучаются типы тканей. Несмотря на то что они могут состоять из разнообразных генетических данных, основные их свойства определяют базовые клетки.
- Клетки . Данный уровень представляет основная структурно-функциональная единица ткани - клетка, а также её производные.
- Субклеточный уровень . На этом уровне изучаются составляющие клетки - ядро, органеллы, плазмолемма, цитозоль и прочее.
- Молекулярный уровень . Данный уровень характеризуется изучением молекулярного состава компонентов клеток, а также их функционирования.
Наука, изучающая ткани: задачи
Как и для любой науки, для гистологии также выделен ряд задач, которые выполняются в ходе изучения и развития данной сферы деятельности. Среди таких задач наиболее важными являются:
- исследование гистогенеза;
- трактовка общей гистологической теории;
- изучение механизмов тканевой регуляции и гомеостаза;
- изучение таких особенностей клетки, как адаптивность, изменчивость и реактивность;
- разработка теории регенерации тканей после повреждений, а также методов заместительной терапии тканей;
- трактовка устройства молекулярно-генетической регуляции, создание новых методов а также перемещения стволовых эмбриональных клеток;
- изучение процесса развития человека в фазе эмбриона, других периодов человеческого развития, а также проблем с воспроизведением и бесплодием.
Этапы развития гистологии как науки
Как известно, область изучения строения тканей получила название «гистология». Что это такое, учёные принялись выяснять еще до нашей эры.
Так, в истории развития этой сферы можно выделить три основных этапа - домикроскопический (до 17-го века), микроскопический (до 20-го века) и современный (до сегодня). Рассмотрим каждый из этапов более конкретно.
Домикроскопический период
На данном этапе гистологией в её начальном виде занимались такие ученые, как Аристотель, Везалий, Гален и многие другие. В то время объектом изучения были ткани, которые отделялись от организма человека или животного методом препарирования. Данный этап начался в 5-м столетии до нашей эры и продлился до 1665 года.
Микроскопический период
Следующий, микроскопический, период начался с 1665 года. Датирование его объясняется великим изобретением микроскопа в Англии. Учёный использовал микроскоп для изучения различных объектов, включая биологические. Результаты исследования были опубликована в издании «Монография», где и было впервые использовано понятие «клетка».
Выдающимися учеными этого периода, изучавшими ткани и органы, были Марчелло Мальпиги, Антони ван Левенгук и Неемия Грю.
Строение клетки продолжали изучать такие учёные, как Ян Эвангелиста Пуркинье, Роберт Браун, Маттиас Шлейден и Теодор Шванн (его фото размещено ниже). Последний в итоге сформировал которая является актуальной и до сегодня.
Продолжает своё развитие такая наука, как гистология. Что это такое, на данном этапе изучают Камилло Гольджи, Теодор Бовери, Кит Робертс Портер, Кристиан Рене де Дюв. Также к этому имеют отношение работы и других ученых, таких как Иван Дорофеевич Чистяков и Пётр Иванович Перемежко.
Современный этап развития гистологии
Последний этап наука, изучающая ткани организмов, начинает с 1950-го года. Временные рамки определены так потому, что именно тогда для исследования биологических объектов был впервые использован электронный микроскоп, а также введены новые методы исследования, включая применение компьютерных технологий, гистохимии и гисторадиографии.
Что такое ткани
Перейдем непосредственно к главному объекту изучения такой науки, как гистология. Ткани - это эволюционно возникшие системы клеток и неклеточных структур, которые объединены благодаря схожести строения и имеющие общие функции. Другими словами, ткань - это одна из составляющих организма, которая представляет собой объединение клеток и их производных, и является основой для построения внутренних и внешних органов человека.
Ткань состоит не исключительно из клеток. В состав ткани могут входить следующие компоненты: мышечные волокна, синцитий (одна из стадий развития половых клеток мужчины), тромбоциты, эритроциты, роговые чешуйки эпидермиса (постклеточные структуры), а также коллагеновое, эластичное и ретикулярное межклеточные вещества.
Появление понятия «ткань»
Впервые понятие «ткань» было применено английским учёным Неемией Грю. Изучавший тогда ткани растений, ученый заметил сходство клеточных структур с волокнами ткани текстиля. Тогда (1671 год) ткани и были описаны таким понятием.
Мари Франсуа Ксавье Биша, французский анатом, в своих работах еще более прочно закрепил понятие о тканях. Разновидности и процессы в тканях также изучались Алексеем Алексеевичем Заварзиным (теория параллельных рядов), Николаем Григорьевичем Хлопиным (теория дивергентного развития) и многими другими.
А вот первая классификация тканей в таком виде, в каком мы знаем её сейчас, впервые была предложена немецкими микроскопистами Францем Лейдигом и Келикером. Согласно этой классификации, типы тканей включают 4 основные группы: эпителиальная (пограничная), соединительная (опорно-трофическая), мышечная (сокращаемая) и нервная (возбудимая).
Гистологическое исследование в медицине
Сегодня гистология как наука, изучающая ткани, очень помогает при диагностировании состояния внутренних органов человека и назначении дальнейшего лечения.
Когда человеку диагностируют подозрение на наличие злокачественной опухоли в организме, одним из первых назначается гистологическое исследование. Это, по сути, изучение образца тканей из организма пациента, полученных путем биопсии, пункции, кюретажа, с помощью хирургического вмешательства (эксцизионная биопсия) и другими способами.
Благодаря наука, изучающая строение тканей, помогает назначить максимально правильное лечение. На фото выше можно рассмотреть образец тканей трахеи, окрашенный гематоксилином и эозином.
Такой анализ проводится в том случае, если необходимо:
- подтвердить или опровергнуть поставленный ранее диагноз;
- установить точный диагноз в случае, когда возникают спорные вопросы;
- определить наличие злокачественной опухоли на ранних стадиях;
- наблюдать за динамикой изменений в злокачественных заболеваниях с целью их предупреждения;
- осуществить дифференциальную диагностику протекающих в органах процессов;
- определить наличие раковой опухоли, а также стадию её роста;
- провести анализ происходящих в тканях изменений при уже назначенном лечении.
Образцы тканей детально изучаются под микроскопом традиционным или ускоренным способом. Традиционный способ более долгий, он применяется намного чаще. При этом используется парафин.
А вот ускоренный метод даёт возможность получить результаты анализа в течение часа. Такой способ используется тогда, когда есть необходимость срочно принять решение относительно удаления или сохранения органа пациента.
Результаты гистологического анализа, как правило, наиболее точные, поскольку дают возможность детально изучить клетки тканей на предмет наличия заболевания, степени поражения органа и методов его лечения.
Таким образом, наука, изучающая ткани, даёт возможность не только исследовать под организма, органов, тканей и клеток живого организма, но еще и помогает проводить диагностику и лечение опасных заболеваний и патологических процессов в организме.
ГИСТОЛОГИЯ(наука о тканях)
ТКАНЬ - общность гистологических
элементов (клеток, волокон,
межклеточного вещества), объединенных
общностью происхождения, строения и
выполняемой функции
Классификация тканей
Эпителиальные тканихарактеризуются пограничным положением в организме
(обычно на границе с внешней средой), сомкнутым
расположением клеток, образующих пласты, практическим
отсутствием межклеточного вещества, полярностью клеток.
Производные мезенхимы
обширная группа тканей, развивающихся из эмбриональной
соединительной ткани, в которых преобладает
межклеточное вещество (ткани внутренней среды (кровь и
лимфа), соединительные и скелетные ткани).
Мышечные ткани
обладают сократительной способностью, благодаря
которой выполняют свою основную функцию перемещение организма или его частей в пространстве.
Нервная ткань
характеризуется способностью к возбудимости и
проведению нервного импульса, благодаря чему
осуществляет взаимосвязь организма с внешней средой,
интеграцию отдельных частей организма между собой.
Эпителиальные ткани
Типы эпителияПокровный
занимает в организме
пограничное
положение, отделяя
внутреннюю среду от
внешней и вместе с
тем участвует в
обмене веществ
между организмом и
средой
Железистый
осуществляет
секреторную функцию,
т.е. образующие его
эпителиальные клетки
синтезируют и
выделяют веществасекреты, участвующие
в различных
процессахФУНКЦИИ ЭПИТЕЛИЕВ:
Разграничительная
Защитная
(барьерная)
Экскреторная
Транспортная
Секреторная
Всасывающая
Сенсорная
(рецепторная)Локализация различных типов
эпителия
Однослойный плоский
(мезотелий)
Однослойный
кубический
Однослойный
цилиндрический
– Железистый
– Каемчатый
– Мерцательный
Многослойный плоский
– Неороговевающий
– Ороговевающий
Многослойный
переходный
Плевра, брюшина,
сердечная сумка
Яичник, извитые
канальцы нефрона
– Желудок
– Кишечник, желчный пузырь
– Воздухоносные пути, маточные
трубы
– Роговица глаза, ротовая
полость, пищевод
– Кожа
Мочевой пузырь,
мочеточник
Железы
многоклеточныеодноклеточные
внешней
секреции
внутренней
секреции
Внешняя секреция
Простая
Простая
неразветвленная
разветвленная
Простая
трубчатая
трубчатая
неразветвленная
железа
железа
альвеолярная
железа
Сложная
разветвленная
Простая
разветвленная альвеолярнотрубчатая
альвеолярная
железа
железа
Производные мезенхимы
Мезенхима - (от греч. mesenchio - изливаю на средину) –эмбриональный зачаток соединительной ткани, заполняющий
промежутки между зародышевыми листками.
Клетки мезенхимы имеют веретенообразную или звездчатую форму, отростки которых образуют сетчатый остов. Между клетками расположено межкл
Клетки мезенхимы имеют веретенообразную илизвездчатую форму, отростки которых образуют сетчатый
остов. Между клетками расположено межклеточное
вещество, имеющее студенистую консистенцию.
Из мезенхимы развиваются ткани внутренней среды (кровь, лимфа), соединительные ткани, скелетные (костная, хрящевая) ткани. Это ткани опорно-
Из мезенхимы развиваются ткани внутреннейсреды (кровь, лимфа), соединительные ткани,
скелетные (костная, хрящевая) ткани. Это ткани
опорно-трофической функции.
Соединительные ткани
Соединительная ткань по своей значимости занимает в организмеособое место. Она участвует в формировании стромы органов,
прослоек между другими тканями, дермы кожи, скелета, как бы
соединяет разнородные ткани или части этих органов.
Полифункциональный характер соединительных тканей
определяется сложностью их состава и организации
Состав соединительной ткани
Клеточные элементы
Неклеточные элементы
Фибробласты
Макрофаги
Основное аморфное
вещество
Плазмоциты
Тучные клетки
Адвентициальные клетки
Адипоциты
Эндотелиальные клетки
Перициты
Пигментоциты
Волокнистые
структурыФункции соединительной ткани
Трофическая
Защитная
Пластическая
Опорная
Морфогенетическая
Ткани внутренней среды
Кровь и лимфа являютсяосновными
разновидностями тканей
мезенхемального
происхождения,
образующими вместе с
рыхлой волокнистой
соединительной тканью
внутреннюю среду
организма.
Функции крови:
Транспортная – перенос различных веществ.Дыхательная – перенос кислорода и углекислого газа.
Трофическая – перенос питательных веществ.
Экскреторная – выведение из организма различных шлаков,
образующихся в процессе его жизнедеятельности.
Гуморальная – транспорт гормонов и других биологически
активных веществ.
Гомеостатическая – поддержание постоянства внутренней
среды организма.
Теплорегулирующая – перенос тепла из глубоколежащих
органов к поверхности для его рассеяния (что существенно для
крупных животных с высокой интенсивностью обмена веществ).
Защитная – обеспечение гуморального и клеточного иммунитета,
способность к свертыванию.
Передача механической силы (например, для локомоции у
дождевых червей; для разрыва кутикулы при линьке у ракообразных;
для движения таких органов, как сифон двустворчатых моллюсков и
т.п.; для разгибания ног у пауков; для ультрафильтрации в
капиллярах почек).
Состав крови
КровьПлазма
Клеточные элементы
Эритроциты
Лейкоциты
Тромбоциты
Эритроциты
Количество эритроцитов у взрослого мужчины составляет3,95,5 1012/л, а у женщин - 3,7-4,9 1012/л крови. Однако число
эритроцитов у здоровых людей может варьировать в зависимости от
возраста, эмоциональной и мышечной нагрузки, действия
экологических факторов и др.
микрофотография.
Эритроциты в
мазке крови
человек (х 1200)
сканирующая
электронная
микроскопия
(х 3300)
сканирующая
электронная
микроскопия
(х 4000)
монетные столбики
(х 900)
эритроциты в поврежденном сосуде (х 2400)
Лейкоциты
Лейкоциты, или белые кровяные клетки, в свежей крови бесцветны, чтоотличает их от окрашенных эритроцитов. Число их составляет в среднем
4-9 109/л.
Увеличение числа лейкоцитов – лейкоцитоз, уменьшение – лейкопения.
Лейкоциты
Зернистые
(гранулоциты)
Нейтрофилы
49-79 %
Эозинофилы
0,5-5 %
Незернистые
(агранулоциты)
Базофилы
0-1 %
Лимфоциты
19-37 %
Моноциты
3-11 %
Скелетные соединительные ткани
Хрящеваяткань
Костная
ткань
Типы хрящевой ткани
Гиалиновыйхрящ
Волокнистый
хрящ
Эластический
хрящ
Костная ткань
Клеточныеэлементы
Обызвествленное
межклеточное
вещество
минерализованный матрикс:
остеобласты
остеоциты
остеокласты
неорганическая часть (50%)
органическая часть (25%)
вода (25%)
органический матрикс:
коллаген
неколлагеновые белки
гликозаминогликаны
Классификация костной ткани
Пластинчатаяткань
Грубоволокнистая
ткань
Компактное вещество
БА
В
Световая микроскопия (А – х 600, Б – х 80, В – х 150)
Мышечные ткани
Классификация:Поперечнополосатые мышечные
ткани
(образованы волокнами, которые обладают
поперечной исчерченностью – скелетная
мышечная ткань)
Гладкие мышечные ткани
(состоят из клеток, не обладающих поперечной
исчерченностью – стенки бронхов, желудка, кишки,
мочевого пузыря и сосудов)
Сердечная мышечная ткань
(мышечная оболочка сердца - миокард)
Скелетная (соматическая) мышечная ткань
(мышцы, обеспечивающие перемещение тела и его частей в пространстве,поддержание позы, глазодвигательные мышцы, мышцы стенки полости
рта, языка, глотки, гортани, верхней трети пищевода, мимические мышцы)
Микрофотография (х 300)
Гладкая мышечная ткань
продольный срез гладкоймышечной ткани.
Микрофотография (х 480)
Структурно-функциональной
единицей гладкой мышечной
ткани мезенхимного типа
служит гладкий миоцит
(гладкая мышечная клетка).
Гладкие миоциты –
одноядерные клетки
преимущественно
веретеновидной формы, не
обладающие поперечной
исчерченностью и
образующие
многочисленные
соединения друг с другом.
Сердечная мышечная ткань
АБ
Продольный срез миокарда.
Микрофотография (А – х 198, Б – х 640).
Нервная ткань
Состоит из нейронов(нейроцитов), обладающих
способностью к выработке
и проведению нервных
импульсов, и клеток
нейроглии, выполняющей
ряд вспомогательных
функций (опорную,
трофическую, барьерную,
защитную и др.) и
обеспечивающей
деятельность нейронов.
Структура дендритов (D) и аксона (А) в мультиполярном нейроне, имперегнация азотнокислым серебром (х 320)
Микрофотография нейрона (х 1200)
Биполярные нейроны периферического ганглия, окрашенные солями золота (х 320)
Классификация нейронов
Нейроглия
гетерогенная группа элементов нервной ткани,обеспечивающая деятельность нейронов и выполняющая
неспецифические функции: опорную, трофическую,
разграничительную, барьерную, секреторную и
защитную функции.
Классификация
Макроглия
астроцитарная глия
(астроглия),
олигодендроглия
эпендимная глия
Микроглия
микроглиоциты
Классификация нервных волокон
Волокна типа А - толстые, миелиновые, с далекоотстоящими узловыми перехватами. Проводят
импульсы с высокой скоростью (15-120 м/с);
подразделяются на 4 подтипа (α, β, γ, δ) с
уменьшающимися диаметром и скоростью проведения
импульса.
Волокна типа В - средней толщины, миелиновые,
меньшего диаметра, чем волокна тина А, с более тонкой
миелиновой оболочкой и более низкой скоростью
проведения нервных импульсов (5-15 м/с).
Волокна типа С - тонкие, безмиелиновые, проводят
импульсы со сравнительно малой скоростью (0,5-2 м/с).
Межнейронные контакты (синапсы)
Синапс состоит из З-хкомпонентов:
пресинаптической части,
постсинаптической части
и синаптической щели.
Заранее извиняюсь:3
Лекция №1: Введение. Биологическая характеристика живого организма
I. Анатомия (от греч. Anatemno – рассекать) – наука о форме строения и развитии организма.
Физиология (physis – природа, logos – наука) – наука о закономерностях, процессах жизнедеятельности живого организма, его органной, тканей, клеток.
Для изучения строения тела человека и его функций используются методы двух групп.
1 группа: методы изучения строения тела на трупной материале.
2 группа: методы изучения строения тела на живом человеке.
1 группа:
· рассечение, с помощью инструментов
· метод вымачивания трупов в воде или специальной жидкости долгое время для выделения скелета и отдельных частей
· метод распиливания замороженных трупов (Придумал Пирогов)
· метод коррозии – изучение кровеносных сосудов и других трубчатых образований
· инъекционный метод изучения полых органов с использованием красящихся веществ
· микроскопический метод
Микроскоп
Световой электронный
Сканирующий просвечивающий
2 группа:
· рентгенологический метод и его модификации
· саматоскопический метод (визуальный осмотр)
· антрополотрический метод (путём измерения, пропорций)
· эндоскопический метод (использование светооптики)
· ультрафиолетовое исследование
· современные методы
Методы исследования физиологии:
· метод экстирпации с последующими наблюдениями и регистрацией полученных данных
· фИстульный метод – определяет секреторную функцию органов
· метод катетеризации - для изучения процессов в сосудистом русле, протоках эндокринных желез
· метод денервации - для изучения взаимосвязи органа и нервной системы
· современные методы исследования (ЭКГ)
В анатомии принята латинская терминология.
Совокупность анатомических терминов – анатомическая номенклатура.
| Medianus | Срединный |
| Sagitalis | Сагиттальный |
| Frontalis | Передний, фронтальный |
| Transversalis | Поперечный, трансверзальный |
| Medialis | Лежащий ближе к середине |
| Medius | Средний |
| Intermedius | Промежуточный |
| Lateralis | Боковой, дальний от середины |
| Anterior | Передний |
| Posterior | Задний |
| Ventralis | Брюшной |
| Darsalis | спинной |
| Internus | внутренний |
| Externus | Наружный |
| Dexter | Правый |
| Sinister | Левый |
| Longitudinalis | Продольный |
| Cranialis | Черепной, головной |
| Caudalis | Ближе к хвосту |
| Neperior | Верхний |
| Inferior | Нижний |
| Superfecialis | Поверхностный |
| Profundos | Глубокий |
| Proximalis | Лежащий ближе к сердцу |
| Distalis | Лежащий дальше от сердца (в стоматологии - боковой) |
3 вида плоскостей:
1. Горизонтальная плоскость - делит человека на верхнюю и нижнюю половину.
2. Фронтальная плоскость – делит тело человека на передние и задние части.
3. Сагиттальная плоскость - проходит спереди назад. Делит человека на левую и правую части. Если она проходит строго посередине – серединная плоскость.
II Цитология
Клетка – элементарная структурно-функциональная единица организма, способна к самовоспроизведению и развитию.
Строение клетки
Все клетки имеют сложное строение.
Компоненты
Поверхностный
Аппарат цитоплазма ядро
 |
|||
органеллы:
Митохондрии включения Гиалоплазма
Эндоплазматическая сеть (ЭПС) (жидкое содержимое клетки)
Комплекс Гольджи (КГ)
Лизосомы
Микротрубочки
Клеточная оболочка (цитолемма, плазмолемма):
Представляет собой мембрану, образованную бислоем фосфолипидов. Ориентирован так, что гидрофобные остатки жировых кислот внутри, а гидрофильные головки снаружи.
Между молекулами фосфолипидов есть молекулы различных белков и холестерина.
Участки молекул белков, выступающих над внешней поверхностной мембраной, могут быть связаны с молекулами олигосахаридов, которые образуют рецепторы.
Функции клеточной оболочки:
· Барьерная
· Интегративная
· Рецепторная
· Транспортная
Ядро:
· Обычно имеет сферическую форму
· Окружено ядерной оболочкой – кариолеммой, состоящей из двух мембран с порами.
· Жидкое содержимое ядра – кариоплазма.
· В кариоплазме размещаются: хромосомы – гигантские нитевидные структуры, образованные макромолекулами ДНК и специфическими белками.
· В ядре плавает ядрышко
· Отвечает за синтез рибосомной ДНК.
Функции ядра:
· хранение генетической информации
· реализация генетической информации
· передача генетической информации
Эндоплазматическая сеть:
это система тончайших канальцев и уплощённых мешочков (цистерн), окруженных мембраной.
Различают гладкую (агранулярную) и шероховатую (гранулярную) эндоплазматическую сеть, на мембранах которой расположены рибосомы.
Рибосомы - нуклеопротеидные частицы, состоящие на 60-65% из РНК и на 30-35% из белка. Соединяясь с информационной РНК, рибосомы образуют комплексы, обеспечивающие биохимический синтез белка из аминокислот.
Функции гранулярной (шероховатой) ЭПС:
· синтез белков
· модификация белков
· накопление белков
· транспортировка белков
Функции агронулярной (гладкой) ЭПС:
· синтез липидов и холестерина
· синтез гликогена
· детоксикация вредных веществ
· накопление ионов кальция Ca 2+
Митохондрии:
· имеют форму туфельки, окружённую двумя мембранами
· внутри образуются кристы, на которых прикрепляются ферментные комплексы.
· внутри митохондрий собственная ДНК и рибосомы
· функция: энергетическая (синтез АТФ)
Комплекс Гольджи: состоит из сети уплощённых мешочков (цистерн), собранных в стопки.
Функции КГ:
· синтез полисахаридов
· синтез гликопротеидов (слизь)
· процессинг молекул
· накопление продуктов синтеза
· упаковка
· формирование лизосом
Лизосомы:
· органеллы, имеющие форму округлых пузырьков, окружённых мембраной
Функции лизосом:
· Внутриклеточное пищеварение
· Лизис микроорганизмов и вирусов
· Очистка клеток от утративших своё функциональное значение структур и молекул
Микротрубочки:
Функции:
· Транспорт веществ и органелл
· Образование веретена деления
· Образуют центриоли, реснички и жгутики
Включения: состоят из продуктов жизнедеятельности клетки, которые откладываются про запас и долгое время не включаются в активный обмер (жиры, гликоген), или подлежат удалению.
III Гистология (наука о тканях)
Ткань - совокупность клеток и внеклеточных структур, объединённых единством происхождения, строения и функций.
Виды тканей:
· Эпителиальная (покровная)
· Соединительная
· Мышечная
· Нервная
Покровная ткань:
Покрывает поверхность тела и выстилает слизистые оболочки. Отделяет организм от внешней среды. Так же образует железы.
Функции:
· Защитная функция (эпителий кожи)
· Обмен веществ (эпителий кожи)
· Выделение (эпителий почек)
· Секреция и всасывание (эпителий кишечника)
· Газообмен (эпителий лёгких)
Строение:
· Эпителиальные клетки располагаются плотно друг к другу в виде пласта на базальной мембране.
· Сосудов нет
· Питание осмотическое через базальную мембрану из-под лежащей соединительной ткани
· Особенности: клетки обладают высокой регенеративной способностью
классификация
Покровный (поверхностный) эпителий жилистый эпителий
(образует железы)
Однослойный Многослойный
ороговевающий (кожа) неороговевающий переходная (мочевой пузырь)
(слизистая полость рта)
Соединительная ткань
Строение:
· Клетки не образуют пласта
· Состоит из клеток и межклеточного вещества. К ним относятся основное вещество и волокна
· Иннервация и кровоснабжение достаточно
Функции:
· Опорная (хрящи и кости)
· Защитная (кровь и лимфа)
· трофическая (кровь и лимфа)
Классификация:
1. Собственносоединительная ткань
· Рыхлая волокнистая соединительная ткань
· Плотная волокнистая соединительная ткань
2. Соединительная ткань со специальными свойствами
· Ретикулярная
· Пигментная
· Жировая
3. Твёрдые скелетные
· Хрящевая
· Костная
4. Жидкие соединительные ткани
Рыхлая волокнистая соединительная ткань:
Встречается:
· в прослойках дольчатых органов
· в промежутках между органами
· сопровождает сосудисто-нервные пучки
Представлена клетками:
· фибробластами
· макрофагами
· плазмацитами
· тучными клетками
есть ещё и волокна:
· коллогеновые
· эластичные
· ретикулярные
Плотная волокнистая соединительная ткань:
характеризуется небольшим количеством клеток и основного вещества. Много волокон
1. Оформленная: содержит волокна, идущие в различных направлениях, образуя сетчатый слой кожи
2. Неоформленная: характеризуется расположением волокон параллельно друг другу с образование пучков. Эта ткань образует сухожилия и связки.
Соединительная ткань со специальными свойствами:
· Ретикулярная ткань – образует кроветворные органы
· Пигментная ткань – образована пигментными клетками. Образует радужку и сетчатку.
· Жировая ткань – клетки называются липоциты. Образуется под кожей, под брюшиной.
Твёрдые ткани:
· Хрящевая ткань – клетки хондроциты . Межклеточное вещество - коллогеновые волокна, эластические волокна.
Виды хрящей:
· Геолиновый (суставы костей, хрящей гортани, хрящевая носовая перегородка)
· Эластический (ушная раковина)
· Волокнистый (межпозвоночные диски, височ. нижнечелюстной сустав)
ЛЕКЦИЯ: ГИСТОЛОГИЯ – НАУКА О ТКАНЯХ. 1. Введение в предмет, определение гистологии как науки. 2. Методы исследования в гистологии. 3. Краткая история развития.
Гистология - это раздел морфологии человека и животных, два раздела которой вы начали изучать в прошлом году. Вы освоили материал по анатомии человека в составе курса «Биология человека» и дисциплину «Цитология» . Эти два курса помогли вам получить знания о макроскопическом уровне структурной организации организма человека, а также углубить свои знания по структурнофункциональной организации клетки, которая является элементарной единицей жизнедеятельности растительных и животных организмов. Но (!) между двумя упомянутыми уровнями организации организма – макроскопическим (анатомия) и!!! ультрамикроскопическим (цитология) существует микроскопический уровень, которым занимается наука, получившая название гистология (hystos – ткань).
Объектом исследования гистологии являются ткани, представляющие собой комплексы клеток и межклеточного вещества, образующие различные органы организма. Гистология возникает на основе анатомии человека с введением для исследования изучаемых объектов микроскопа. Гистология – это микроскопическая анатомия, в которой, кроме метода рассечения объекта, для более детального его изучения используется микроскоп. Гистология - это наука, изучающая закономерности развития, строения и функции тканей, а также межтканевые взаимодействия, в историческом и индивидуальном развитии человека и многоклеточных организмов. Объект гистологии ткани - представляют собой филогенетически сложившиеся, топографически и функционально связанные клеточные системы и их производные, из которых образованы органы.
НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ В ГИСТОЛОГИИ ГИСТОФИЗИОЛОГИЯ ГИСТОМОРФОЛОГИЯ Изучает динамику процессов, происходящих в тканях, включая онтогенез, широко пользуется экспериментом Исследует структурную организацию тканей с помощью светового, электронного микроскопа, ГИСТОХИМИЯ сканирующего Проводит анализ электронного химических процессов, микроскопа и др. протекающих в тканях методов в процессе их функционирования и развития
ГИСТОМОРФОЛОГИЯ Окраска гематоксилином - эозином Окраска по Романовскому - Гимза Окраска крезилом фиолетовым Основополагающий раздел, исследует структурную организацию тканей, включая различные периоды онтогенеза и филогенеза организмов. При этом используются различные методы окраски тканей, которые позволяют выявить соотношение клеток и межклеточного вещества, обнаружить особенности строения клеток (характеристики клеточного ядра, цитоплазмы, ядерноцитоплазматического соотношения. С гистоморфологического исследования объекта в световом микроскопе начинается любое исследование в гистологии.
ГИСТОФИЗИОЛОГИЯ кариометрия изучает динамику поведения клеток и их производных в эксперименте, выясняя механизмы реализации их функций в процессе индивидуального и исторического развития. При этом используются различные методы, включая и культуру тканей. Функциональное значение клеточного ядра и механизмы передачи наследственной информации во многом прояснили эксперименты с пересадкой клеточных ядер. Пересадка ядра из одной клетки в другую Культура ткани
ГИСТОХИМИЯ исследует содержание в структурных элементах тканей химических компонентов 1. CART - пептид 2. Нуклеиновые кислоты Авторадиография с 3 Нуридином (ДНК, РНК, углеводов, липидов, белков), их локализацию (хемоархитектонику) и динамику изменений при различных экспериментальных воздействиях. Полученные знания помогают понять как протекают в клетке биохимические процессы, какое звено метаболизма реагирует на воздействие. Эти знания являются базисом для понимания процессов регенерации, способствуют выяснению основных закономерностей функционирования организма человека и животных, проведению квалифицированного анализа процессов адаптации к изменяющимся факторам окружающей среды. Пояснения к рисункам: CART – пептид экспрессируется в нейронах, входящих в систему внутреннего подкрепления, Нуклеиновые кислоты выявлены методом Эйнарсона, уридин, меченый тритием, выявляет районы мозга, где синтезируется РНК, количество зерен восстановленного серебра отражает интенсивность ее синтеза при определенных условиях эксперимента.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИСТОМОРФОЛОГИИ Для исследования структурной организации тканей необходимо приготовить гистологический препарат. Его изготовление представляет собой трудоемкий, многоэтапный процесс, который включает в себя: 1. Взятие материала для исследования; 2. Фиксацию материала; 3. Подготовку фиксированного кусочка ткани для изготовления микротомных срезов; 4. Изготовление срезов ткани; 5. Подготовку срезов для окрашивания; 6. Окраску срезов; 7. Заключение окрашенных срезов в специальные среды, сохраняющие проведенную окраску элементов ткани и способствующие его микроскопированию.
1. ВЗЯТИЕ МАТЕРИАЛА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ Шприц для биопсии В научных исследованиях проводится острыми инструментами, предотвращающими их деформацию и механическое повреждение. Размеры кусочка ткани, подготовляемого для фиксации, не должны превышать одного сантиметра. В этом случае фиксатор быстро проникает в толщу ткани, и это предотвращает процесс аутолиза. Если проводится исследование стенок полостных органов (желудка, кишечника), которые во время фиксации могут свертываться, для сохранения их формы необходимо фиксировать кусочки на плотной основе (кусочке картона). В медицине взятие кусочка тканей различных органов человека для уточнения диагноза называется биопсией и проводиться специальными инструментами, по своему устройству сходными с шприцами, в которые под давлением забирается столбик ткани того или иного органа
2. ФИКСАЦИЯ МАТЕРИАЛА ДЛЯ ГИСТОЛОГИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ формалин Для изготовления гистологического препарата необходимо после взятия материала произвести его фиксацию в том или ином фиксаторе (формалине, спирте, а для электронной микроскопии - в глутаровом альдегиде и четырехокиси осмия). Делается это для предотвращения процессов аутолиза и сохранения структуры органа, близкой к прижизненной. Аутолиз тканей происходит после гибели клетки вследствие того, что гидролитические ферменты, содержащиеся в лизосомах, после разрушения их мембран, выходят в цитоплазму клетки и, взаимодействуя с субстратами, вызывают их лизис (деструкцию).
3. ПОДГОТОВКА ФИКСИРОВАННОГО КУСОЧКА ТКАНИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МИКРОТОМНЫХ СРЕЗОВ Для приготовления тонких срезов в микротомах необходимо кусочку придать определенную твердость, что достигается изъятием из тканей воды и жиров путем проведения кусочков через батарею спиртов и органических растворителей (хлороформ, ксилол).
Следующим этапом подготовки материала для изготовления срезов является уплотнение кусочка органа, которое производится путем пропитки его парафином, целлоидином. Для электронной микроскопии кусочки органа пропитывают в органических смолах (аралдит, эпон и др.). Это необходимо для получения тонких срезов.
4. ИЗГОТОВЛЕНИЕ СРЕЗОВ ТКАНИ После уплотнения кусочков в различного рода уплотняющих средах следует этап изготовления тонких или ультратонких срезов. Для этого парафиновые блоки закрепляют на деревянных колодках, закрепляющихся в микротомах. Срезы изготавливаются с помощью микротомов различной конструкции. Толщина срезов для световой микроскопии не должна превышать 4 -5 мкм.
Для электронной микроскопии необходимо готовить срезы толщиной 50 -60 нм. Делают это на ультрамикротоме. Ультрамикротомы работают в автоматизированном режиме после закрепления блока и выбора режима работы. В ультрамикротоме используются стеклянные или алмазные ножи.
5. ПОДГОТОВКА СРЕЗОВ ДЛЯ ОКРАШИВАНИЯ Для окрашивания срезы тканей освобождают от парафина путем последовательного погружения препарата в ксилол, затем в спирты убывающей крепости и доводят срезы до воды.
6. ОКРАСКА СРЕЗОВ Гематоксилин и эозин Крезил фиолетовый Среди гистологических красителей наиболее часто употребляется сочетание гематоксилина, маркирующего ядро (кислотные молекулы), и эозина, избирательно окрашивающего белковые молекулы (цитоплазматический краситель). Гематоксилин окрашивает клеточные ядра в фиолетовый, а эозин – в розовый цвет. При окраске нервной ткани чаще всего используют окраску крезилом фиолетовым, который окрашивает препарат в фиолетовый цвет.
После окрашивания, обезвоживания в спиртах и просветления в ксилоле, срезы заключают в консервирующие среды (канадский, кедровый бальзамы) и накрывают покровным стеклом. Полученные таким образом постоянные гистологические препараты сохраняются многие годы. Изучение их производится с помощью микроскопов.
СВЕТОВЫЕ МИКРОСКОПЫ С МОНОКУЛЯРНОЙ И БИНОКУЛЯРНОЙ НАСАДКОЙ Основным методом гистологического исследования клеток, тканей и органов является световая микроскопия. В световом микроскопе для освещения объекта используются лучи видимого спектра. Современные световые микроскопы позволяют получать разрешение порядка 0, 2 мкм (разрешающая способность микроскопа - это то наименьшее расстояние, при котором две рядом расположенные точки видны как отдельные). Разновидности световой микроскопии фазовоконтрастная, поляризационная, темнопольная и др.
ФАЗОВО-КОНТРАСТНАЯ МИКРОСКОПИЯ метод изучения клеток в световом микроскопе, снабженном фазовоконтрастным устройством. Благодаря смещению фаз световых волн в микроскопе такой конструкции повышается контрастность структур исследуемого объекта, что позволяет изучать неокрашенные и живые клетки.
ЭПИТЕЛИАЛЬНАЯ ТКАНЬ И ЖЕЛЕЗЫ ПРИ ФАЗОВОКОНТРАСТНОМ МИКРОСКОПИРОВАНИИ Секреция в бокаловидных клетках слизистой верхних дыхательных путей(полутонкий срез). Ув. х1000. Видны светлые контуры клеток и содержимое в виде светлых включений.
ПОЛЯРИЗАЦИОННАЯ МИКРОСКОПИЯ. Видны темные анизотропные (1) и светлые изотропные (2) диски Схематическое изображение В микроскопах этого типа световой пучок разлагается на два луча, поляризованных во взаимно перпендикулярных плоскостях. Проходя через структуры со строгой ориентацией молекул, лучи запаздывают друг относительно друга вследствие неодинакового их преломления. Возникающий при этом сдвиг фаз является показателем двойного лучепреломления клеточных структур (таким способом были исследованы, например, миофибриллы).
ЛЮМИНЕСЦЕНТНАЯ МИКРОСКОПИЯ Метод гистологического анализа с помощью люминесцентного микроскопа, в используется котором явление люминесценции (свечения) веществ при действии на них коротковолновых лучей (ультрафиолетового света). Оптика в таких микроскопах создается из специальных линз, Люминесцентный микроскоп МЛ-2: 1 – ртутная лампа в кожухе; 2 – защитный экран; 3 - тубус пропускающих ультрафиолетовые лучи, источник излучения – ртутно - кварцевая лампа.
Некоторые биологические соединения, присутствующие в клетках, характеризуются спонтанной флюоресценцией при попадании на клетку ультрафиолетовых лучей. Для выявления же большинства других соединений клетки обрабатываются специальными флюорохромами. С помощью флюорохромов исследуют, например, содержание в клетках нуклеиновых кислот. При окраске акридином оранжевым ДНК дает красно-зеленое свечение, а РНК – оранжевое. Обработка срезов акридином оранжевым Спонтанное свечение объектов
ЭЛЕКТРОННАЯ МИКРОСКОПИЯ В этих микроскопах используют пучок электронов, длина электромагнитной волны которых в 100 000 раз короче длины волны видимого света. Разрешающая способность электронного микроскопа в сотни раз превышает обычные оптические приборы и равна 0, 5 - 1 нм, а современные мегавольтные электронные микроскопы дают увеличение до 1 000 раз. С помощью электронных микроскопов получены многочисленные данные об ультраструктуре клеток.
СХЕМА УСТРОЙСТВА ЭЛЕКТРОННОГО МИКРОСКОПА 1. Источник электронов (катод) 2. Конденсорная «линза» 3. Камера для ввода объекта 4. Объективная «линза» 5. Окулярная «линза» 6. Экран, покрытый люминесцирующим веществом 7. Вакуумная система «Линзами» в этом микроскопе названы электромагнитные катушки, через которые проходит пучок электронов. Если объект поглощает электрон на экране формируется черная точка, если электрон проходит через объект светлая. На изображениях нет полутеней, они получаются контрастными.
ИЗОБРАЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРОННОМ МИКРОСКОПЕ Представлена часть нервной клетки. В левом нижнем углу фотографии располагается клеточное ядро, в котором хорошо определяются две мембраны ядра, перинуклеарное пространство, содержимое ядра – эухроматин. В цитоплазме видны многочисленные округлые митохондрии, канальцы гранулярной цитоплазматической сети и свободные рибосомы, формирующие полисомы.
ИЗОБРАЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРОННОМ МИКРОСКОПЕ На фотографии представлен контакт нейрона (находится в левой части фотографии) с астроцитом (он лежит справа). В цитоплазме нейрона располагаются многочисленные митохондрии и канальцы цитоплазматической сети. В ядрах представлены скопления гетерои эухроматина.
ИЗОБРАЖЕНИЕ СИНАПСОВ В ЭЛЕКТРОННОМ МИКРОСКОПЕ. Два аксона образуют синапсы на дендрите нервной клетки. Это аксодендритные синапсы. В аксонах располагаются округлые синаптические пузырьки с прозрачным содержимым. В центре дендрита находится митохондрия, в которой видны поперечные кристы. В правом нижнем углу видно продольное сечение аксона.
СКАНИРУЮЩАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ МИКРОСКОПИЯ Позволяет выявить поверхностные ультраструктуры клеток и получить их объемные изображения. Поверхность фагоцита Многорядный мерцательный эпителий бронхов
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИСТОХИМИИ Криостат и его замораживающая камера Фиксация материала для гистохимических исследований проводится путемзамораживания в жидкой углекислоте. С этой же целью используются криостаты – низкотемпературные микротомы, позволяющие делать срезы толщиной 10 мкм и меньше для последующей постановки гистохимической реакции без предварительной фиксации тканей.
ИММУНОГИСТО- И ЦИТОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДИКИ Нейрон (зеленого цвета) и три астроцита Группа нейронов: дендриты голубые, аксоны – красного цвета Современные иммуногисто – и цитохимические методики используют для визуализации объекта явление иммунофлюоресценции. Они позволяют исследовать в клетке содержание очень малых количеств белка. Препарат предварительно обрабатывают антителами к исследуемому белку (антигену), добиваясь образования комплекса антиген-антитело. Связанный с антителом флуорохром выявляет комплекс. Свечение элементов комплекса Гольджи зеленого цвета Актин в нейроне красного цвета
ЦИТОСПЕКТРОФОТОМЕТРИЯ Цитоспектрофотометр на базе люминесцентного микроскопа МЛ-1 Метод изучения химического состава клетки, основанный на избирательном поглощении теми или иными веществами лучей с определенной длиной волны. По интенсивности поглощения света, которая зависит от концентрации вещества, производится количественное определения его содержания в клетке. Обозначения: 1 - Микроскоп, 2 регистрирующий интенсивность светового потока фотоэлемент (ФЭУ); 3 – монохроматор; 4 – измеритель тока; 5 – высоковольтный стабилизатор для ФЭУ
Цитоспектрофотометрия нуклеиновых кислот Для исследования содержания нуклеиновых кислот методом цитоспектрофотометрии используют окраску тканей галлоцианином по Эйнарсону. Обозначения – тонкая стрелка показывает стенку капилляра, толстые – нейроны с разным содержанием рибонуклеиновой кислоты.
АВТОРАДИОГРАФИЯ Метод, позволяющий изучать распределение в клетках и тканях веществ, в состав которых искусственно введены радиоактивные изотопы. Введенный в организм животного (или в среду культивирования клеток) изотоп включается в соответствующие структуры (например, меченый тимидин - в ядра клеток, синтезирующих ДНК). Метод основан на способности включенных в клетки изотопов восстанавливать бромистое серебро фотоэмульсии, которой покрывают срезы ткани или клетки. Образующиеся после проявления фотоэмульсии зерна серебра (треки) служат своего рода автографами, по локализации которых судят о включении в клетку примененных веществ. Применение меченных тритием предшественников нуклеиновых кислот (тимидина, аденина, цитидина, уридина) позволило выяснить многие важные аспекты синтеза ДНК, РНК и клеточных белков.
Метод фракционирования (дифференциального центрифугирования) клеток - получение из клеток изолированных структурных компонентов. ультрацентрифуга Митохондрии рибосомы g – ускорение силы тяжести Основан на разных скоростях осаждения этих компонентов при вращении гомогенатов клеток в ультрацентрифугах. Данный метод сыграл и играет очень важную роль в изучении химического состава и функциональных свойств субклеточных элементов - органелл
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ В ГИСТОФИЗИОЛОГИИ Метод культуры тканей. Признание идеи о том, что клетки тканей высших животных можно выделить из организма и затем создать условия для роста и воспроизводства их in vitro, датируется первым десятилетием XX века. После извлечения клеток из ткани или организма и помещения их в культуру культуральная среда должна обеспечивать все внешние условия, которые клетки имели in vivo. Это обеспечивает выживание клеток, их пролиферацию и дифференцировку. Сейчас стало возможным 1) вставить в клетки специфические экзогенно полученные гены и получить их экспрессию и 2) выращивать в культуре из одиночной клетки их популяции, при этом возможно управлять их дифференцировкой, что позволяет получить разные популяции клеток. Это сейчас используется при работе со стволовыми клетками.
РАБОТА С КУЛЬТУРОЙ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК Бластоциты на стадии 57 дней Недифференцированные стволовые клетки эритроциты нейроны мышечные клетки
МИКРОСКОПИЧЕСКАЯ ХИРУРГИЯ КЛЕТКИ Эксперименты с пересадкой клеточных ядер из одной клетки в другую позволили понять функциональное значение клеточного ядра и механизмы передачи наследственной информации. В последние годы ученые научились проводить эксперименты с генами человека, используя лабораторных животных. Для этой цели в качестве мишени используют обычно оплодотворенную яйцеклетку (мыши, крысы). Чаще всего ген вводят с помощью микропипетки в ядро этой клетки.
Фотография нормальной мыши (справа) и трансгенной, содержащей ген гормона роста человека (слева) При удачном стечении обстоятельств (обычно в 5– 10% случаях) ген встраивается в геном мыши и после этого становится таким же, как и собственные мышиные гены. В результате, когда из прооперированной яйцеклетки вырастает потомство, оно содержит новый, ранее не имевшийся у них ген - трансген. Такие животные получили название трансгенных. Например, когда мышам ввели ген гормона роста человека, они увеличили размер своего тела почти в два раза (см. рис.). В последние годы найдены молекулярные подходы, которые позволяют полностью выключать работу строго определенных генов (это называют нокаутированием генов). Мыши с такими, находящимися «в нокауте» генами, дают возможность как выяснять роль для жизнедеятельности уже известных генов, так и идентифицировать новые гены, важные для различных аспектов жизни человека.
Цейтрафферная микрокино- или видеосъемка [от нем. Zeitraffer, Zeit - время, raffen - буквально собирать, выхватывать; переносно – группировать] используется для изучения динамики происходящих процессов путем регистрации их стационарных состояний через определенные промежутки времени. Такой способ позволяет следить за медленно протекающими изменениями в природе, в растительных и животных клетках. В фото - и киноаппаратуре имеются устройства, режим включения который задается определенными программами.
Цейтрафферная микрокино- или видеосъемка Выполненная с помощью микроскопа позволила установить последовательность фаз митотического деления клеток
КОНФОКАЛЬНАЯ МИКРОСКОПИЯ Изображение β-тубулина у простейших Конфокальный микроскоп - оптический микроскоп, обладающий значительным контрастом по сравнению с обычным микроскопом, что достигается использованием апертуры, размещённой в плоскости изображения и ограничивающей поток фонового рассеянного света. Использование лазерного луча, который последовательно сканирует всю толщину препарата, а затем передача информации о плотности объекта по каждой линии сканирования в компьютер позволяет с помощью специальной программы получить трехмерную реконструкцию исследуемого объекта.
ХОД ЛУЧЕЙ В СВЕТОВОМ И КОНФОКАЛЬНОМ МИКРОСКОПАХ Рис. 1 а. Ход лучей в обычном оптическом микроскопе, когда в фотоприемное устройство попадает свет из различных точек образца Рис. 1 в. Дополните льное повышение контраста достигается применением подсветки, фокусирующей свет в анализируему ю точку. Рис. 1 б. Применение диафрагмы позволяет существенно снизить фоновую подсветку от точек образца вне анализируемой области.
Конфокальный микроскоп отличается от "классического" оптического микроскопа (см. пункт 3. 1) тем, что в каждый момент времени регистрируется изображение одной точки объекта, а полноценное изображение строится путем сканирования (движения образца или перестройки оптической системы). Для того, чтобы регистрировать свет только от одной точки после объективной линзы располагается диафрагма малого размера таким образом, что свет, испускаемый анализируемой точкой (красные лучи на рис. 1 б), проходит через диафрагму и будет зарегистрирован, а свет от остальных точек (например, синие лучи на рис. 1 б) в основном задерживается диафрагмой. Вторая особенность состоит в том, что осветитель создает не равномерную освещенность поля зрения, а фокусирует свет в анализируемую точку (рис. 1 в). Это может достигаться расположением второй фокусирующей системы за образцом, но при этом требуется, чтобы образец был прозрачным. Кроме того, объективные линзы обычно сравнительно дорогие, поэтому использование второй фокусирующей системы для подсветки мало предпочтительно. Альтернативой является использование светоделительной пластинки, так чтобы и падающий и отраженный свет фокусировались одним объективом (рис. 1 г). Такая схема к тому же облегчает юстировку.
В современной гистологии исследования проводятся с использованием комплекса методик. Работа начинается с анализа структурной организации объекта, в дальнейшем на основании полученных результатов по гистоморфологии, выполняются гистохимические и гистофизиологические исследования. Это позволяет получить целостное представление о биологических свойствах изучаемого объекта и динамике, происходящих в нем процессов. На основании этого с полным правом можно говорить, что современная гистология является наукой, которую можно именовать биологией тканей.
КРАТКИЙ ОЧЕРК СТАНОВЛЕНИЯ ГИСТОЛОГИИ Создал оптические линзы, которые в последующем стали основными частями микроскопа. Использование линз для изучения строения пробкового дерева позволило выявить ячейки, которые в последующем получили название клеток. Ро берт Гук (1635 – 1703 г. г.) английский физик, естествоиспытатель, учёный-энциклопедист. Роберт Гук на фоне своих изобретений Ячейки – клетки пробкового дерева
Во второй половине XVII века А. Левенгук (16321723) открыл мир микроскопических элементов животных и впервые описал красные кровяные тельца и мужские половые клетки.
В 1671 г. английский ученый Н. Грю в своей книге "Анатомия растений" писал о клеточном строении как о всеобщем принципе организации растительных организмов. Н. Грю впервые ввел в употребление термин "ткань" для обозначения растительной массы, поскольку последняя напоминала по своей микроскопической конструкции ткани одежды. Н. Грю (1641 -1712 г. г.) Оригинальные рисунки леток к растений Н. Грю
В 2011 году наша страна праздновала 300 -лет со дня рождения М. В. Ломоносова Основоположник естествознания в России М. В. Ломоносов (17111765 г. г.) будучи материалистом призывал к изучению анатомии путем наблюдения и тем самым указал правильную перспективу ее развития. М. В. Ломоносов и Л. Эйлер создали современный по тем временам микроскоп, позволяющий вести наблюдения за разнообразными биологическими объектами.
И. И. Мечников (1845 -1916 г. г.) установил, что в период эмбрионального развития у беспозвоночных, так же как и у хордовых, имеются три зародышевых листка: эндодерма, мезодерма и эктодерма. Этим было найдено первое звено, связывающее беспозвоночных с позвоночными. Он сформулировал фагоцитарную теорию, был награжден Нобелевской премией.
АВТОРЫ КЛЕТОЧНОЙ ТЕОРИИ Маттиас Якоб Шлейден (1804 -1881), немецкий биолог (ботаник) Теодор Шванн (1810 -1882), выдающийся немецкий анатом, физиолог и гистолог
АВТОР ТЕОРИИ КЛЕТОЧНОЙ ПАТОЛОГИИ – Р. ВИРХОВ Большую роль в развитии идей клеточной теории сыграли труды немецкого патолога Р. Вирхова (1858), который выдвинул положение «omnis cellula e cellula» (всякая клетка из клетки), обратив внимание ученых на универсальный процесс образования клеток путем деления предшествующих клеток. Современная наука убедительно показала, что деление клеток путем митоза является единственно полноценным способом их деления. 1821 -1902 г. г.
Сантьяго Фелипе Рамон -и-Кахаль (испанское имя - Santiago Felipe Ramуn y Cajal) испанский врач и гистолог, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1906 году совместно с Камилло Гольджи. Один из авторов нейронной теории.
Камилло Гольджи – итальянский ученый, автор метода выявления нейронов, органоидов клеток импрегнацией серебра. Нобелевский лауреат 1906 года по физиологии и медицине совместно с Р. Кахалом
ВКЛАД В ЭВОЛЮЦИОННУЮ ГИСТОЛОГИЮ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ УЧЕНЫХ Алексей Николаевич Северцев (1886 -1936 г. г.) выдвинул и обосновал теорию филэмбриогенезов. Он указал, что «эволюционный процесс совершается не путем накопления изменений взрослых животных, как думали Дарвин и Геккель, а путем изменения хода процесса онтогенеза» . Эти изменения могут осуществляться анаболией, архаллаксисом и девиацией. тремя способами:
АЛЕКСЕЙ АЛЕКСЕЕВИЧ ЗАВАРЗИН (1886 -1945 г. г.) Автор теории параллелизмов, основные положения которой он сформулировал, опираясь на собственные исследования нейрональных взаимоотношений в оптических центрах. Автор эволюционного учения об ядерных и экранных центрах нервной системы, которое определяет наличие в ней двух основных принципов организации серого вещества.
НИКОЛАЙ ГРИГОРЬЕВИЧ ХЛОПИН (1897 – 1961 г. г.) Дальнейшее развитие идеи эволюционной морфологии получили в трудах Н. Хлопина, автора теории дивергентной эволюции тканей. А. Заварзин (1940), давая высокую оценку работам Н. Хлопина, писал: «В результате сопоставления теории параллелизма и генетической системы тканей, предложенной Н. Г. Хлопиным, которые, исследуя разные стороны эволюционной динамики тканей, взаимно дополняют друга, получается достаточно всесторонняя эволюционная трактовка гистологического материала, в которой эволюционная теория преломляется и как теория развития (теория параллелизма) и как теория происхождения (генетическая модель Хлопина)» .
НИКОЛАЙ ГРИГОРЬЕВИЧ КОЛОСОВ (1897 -1979 г. г.) Лабораторию функциональной морфологии и физиологии нейрона Института физиологии имени И. П. Павлова долгие годы возглавлял Н. Колосов. Под его руководством проводились сравнительнонейрогистологические исследования с использованием усовершенствованных методик, что позволило уточнить структуру рецепторных аппаратов, выявить пути их эволюции, а, следовательно, и понять основные закономерности их становления в филогенезе позвоночных.
ИВАН НИКОЛАЕВИЧ ФИЛИМОНОВ (1890 -1966 г. г.) Автор работ по сравнительногистологическому исследованию неокортикальных формаций и базальных ядер в онтогенезе и филогенезе позвоночных. Предложил классификацию корковых формаций на палеокортекс, перипалеокортекс, архикортекс, периархикортекс, неокортекс. Создал учение о межуточных формациях мозга. Эти исследования способствовали выяснению эволюции корковых и подкорковых структур, уточнению их роли в деятельности мозга. Работал в клинике нервных болезней и описал ряд синдромов поражений головного мозга.
ИЛЬДАР ГАНИЕВИЧ АКМАЕВ Долгие годы лабораторию экспериментальной морфологии в Институте экспериментальной эндокринологии и химии гормонов РАМН возглавляет акад. РАМН И. Акмаев. Под его руководством выполнены исследования по гипоталамической области мозга и нейроэндокринологии миндалевидного комплекса, пролившие свет на механизмы нейроэндокринной регуляции в организме. В последние годы И. Акмаев и его ученики развивают новое медико-биологическое направление нейро иммуно эндокринологию. В центре внимания этой дисциплины – вопросы взаимодействия трех основных регуляторных систем организма: нервной, иммунной и эндокринной.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА а) основная литература: 1. Ахмадеев А. В. , А. М. Мусина, Л. Б. Калимуллина. Гистология. Учебное пособие (курс лекций). Уфа, Из-во Баш. ГУ, 2011. Гриф УМО класстческих университетов. 2. Гистология (учебник-мультимедиа) Р. К. Данилов, А. А. Клишов, Т. Г. Боровая. СПб, «ЭЛБИ_СПб» , 2003 3. Методическая разработка к лабораторным занятиям по курсу «Гистология» . Уфа, Баш. ГУ, 2012. б) дополнительная литература: 1. Гистология (учебник) Под редакцией Ю. И. Афанасьева, Н. А Юриной. М «Медицина» . 1989, 1999 гг. 2. Гистология (учебное пособие) Хисматуллина З. Р. , Каюмов Ф. А. , Шарафутдинова Л. А. , Ахмадеев А. В. Уфа, Баш. ГУ, 2006 3. Введение в клеточную биологию Ю. С. Ченцов. М. ИКЦ «Академкнига» 2004.
4. Заварзин А. А. , Харазова А. Д. Основы общей цитологии. Л. : ЛГУ, 1982 5. Гистология А. Хэм, Д. Кормак. М, «Мир» , 1983, Том 1 -3 в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы приведены в учебном пособии Ахмадеева А. В. и соавторов. Гистология. (курс лекций). Уфа, Из-во Баш. ГУ, 2011.
Учебный план предусматривает чтение семи лекций (14 часов), проведение лабораторных занятий (18 часов) и выполнение контрольных работ. Материал лекций и время лабораторных занятий будут посвящены освещению теоретического материала, характеризующего микроскопическое строение основных типов тканей и приобретению навыков работы с микроскопом и гистологическими препаратами. На самостоятельное изучение отводится материал следующих глав: 1. Основные теоретические положения современной гистологии. Общие принципы организации тканей. 2. Кроветворение и физиологическая регенерация крови. 3. Эмбриональный гистогенез тканей.
