Основы гистологии. Классификация тканей
Страница 2 из 68
РАЗДЕЛ I
КРАТКИЙ ОЧЕРК ИСТОРИИ ГИСТОЛОГИИ
Гистология (от греч. histos - ткань, logos - учение, наука) - наука о развитии, строении и жизнедеятельности тканей животных организмов и человека. Ткани изучают в живом и неживом состоянии. Изучение гистологических объектов, их тончайшей структуры производят с помощью микроскопов (оптический, электронный), которые увеличивают не видимые простым глазом детали строения до нескольких сотен тысяч раз.
Гистологию делят на три основных раздела: цитологию (учение о клетке), общую гистологию (учение о тканях) и частную гистологию (учение о микроскопическом строении органов).
Современная гистология тесно связана с биологическими и медицинскими науками и, в частности, с анатомией, так как гистология изучает мельчайшие детали органов и тканей на микроскопическом и субмикроскопическом уровне. Тесная связь с физиологией выявляется при исследовании взаимозависимости структуры и функции органов и тканей. Форма и функция взаимно обусловлены. Если физиология изучает функции органов, то гистология - функции и структуры отдельных тканей и составных частей тканей, клеток, межклеточного вещества и даже функцию отдельных составных частей клеток (ядро, цитоплазма, митохондрии и т. д.).
В настоящее время в гистологии активно изучается распределение химических веществ в клетках и их структурах, выясняется связь тонкого строения клеток с обменом в них веществ (гистохимия).
Патологическая анатомия и патологическая физиология базируются на данных гистологии. Увидеть и понять патологические изменения в органе невозможно без знания его строения и особенностей функции в норме. В то же время данные этих наук, особенности изменения структуры при той или иной патологии позволяют гистологам глубже понять закономерности процессов, происходящих в клетках, и назначение тех или иных структур. Клиницисты также часто исходят из данных гистологии.
Современная гистология по своей сути является гистофизиологией. Методы гистологического исследования очень разнообразны и совершенны.
Гистология как наука зародилась до создания микроскопа. Еще в античный период делались попытки разделять и описывать составные части организма, но действительное развитие гистологии тесно связано с созданием микроскопа. Одним из первых сконструировал микроскоп в 1619 г. Корнелиус Дреббель. В XVII веке постепенно совершенствующийся микроскоп стали применять для изучения структуры тканей. Роберту Гуку удалось увидеть в растениях ячейки, названные им клетками. Марчелло Мальпиги описал микроскопическое строение кожи, селезенки, почки и других органов.
В 1677 г. Антони Левенгук создал микроскоп, увеличивающий в 300 раз. Такое большое для того времени увеличение позволило ему увидеть клетки крови и их движение, существование множества мельчайших живых существ в капле воды и т. д. Данные, полученные Левенгуком и другими исследователями, были очень интересны, но это были случайные открытия, а не систематическое изучение строения органов и тканей.
В России первые микроскопы изготовлены при Петре I замечательными мастерами И. И. Беляевым и И. П. Кулибиным. М. В. Ломоносов применил микроскоп для химических исследований.
Первыми микроскопистами-биологами и врачами в России были К. Ф. Вольф, М. М. Тереховский, А. М. Шумлянский. К. Ф. Вольф детально изучил развитие органов у эмбрионов и пришел к очень важным для того времени выводам, что при развитии эмбриона из половой клетки происходит новообразование органов, а не простой рост якобы уже готовых, заложенных в яйцеклетке органов, как предполагали в те годы. М. М. Тереховский на основании полученных в опытах данных смог разоблачить неправильные представления о зарождении живых существ из совокупности неодушевленных веществ. А. М. Шумлянский впервые описал тонкое микроскопическое строение почки. К. М. Бэру принадлежит заслуга в описании яйцеклетки млекопитающих и последующих этапов развития человека.
Я. Е. Пуркинье, П. Ф. Горянинов, позднее Маттиас Шлейден и Теодор Шванн и др. получили большой материал о тончайшем строении и развитии тканей и клеток. В 1839 г. немецкий ученый Теодор Шванн, обобщив накопленные данные, сформулировал клеточную теорию. Она постулировала общность клеточного строения животных и растительных организмов и имела большое значение для дальнейшего развития естествознания и соответственно гистологии. Фактически клеточная теория определила направление дальнейшего развития гистологии и оказала мощное стимулирующее воздействие на ее развитие.
Вторая половина XIX века характеризуется дальнейшим усовершенствованием микроскопа, появлением новых методов микроскопических исследований. Стали широко применять консервирующие (фиксирующие) жидкости, которые сохраняли форму и структуру ткани. В этих условиях выявились структуры, невидимые на живых объектах. В гистологическую практику был введен метод окрашивания срезов, что позволило отчетливо выявить отдельные структуры и их детали, так как они по-разному воспринимали красящие вещества. Большую помощь оказало создание и последующее усовершенствование микротома - прибора, позволяющего делать срезы толщиной в несколько микрон*.
К концу XIX века в основном было закончено микроскопическое описание органов и тканей и создана современная микроскопическая анатомия. М. Д. Лавдовский разработал методику импрегнации нервных элементов раствором серебра, а А. С. Догель - окраски метиленовым синим. Благодаря этим методам была исследована наиболее трудная для изучения область - нервная система. Цитологами были получены основные сведения о тонком строении ядра и цитоплазмы, изучен процесс размножения клеток.
В этот период делаются попытки создать окончательную классификацию тканей. Ксавье Биша создал классификацию, выделив 21 ткань, Франц Лейдиг и Альберт Кёлликер систематизировали накопленный материал и, основываясь на морфофизиологическом принципе, свели все многообразие тканей к 4 видам.
Большой вклад в развитие гистологии как науки в этот период внесли русские исследователи. А. И. Бабухин - создатель московской школы гистологов - изучал строение и функции мышечной и нервной ткани.
* Микрон (мкм) - тысячная доля миллиметра.
Гистологи петербургской и казанской школ под руководством А. С. Догеля, М. Д. Лавдовского и затем А. Н. Миславского детально исследовали периферическую и центральную нервную систему. И. Д. Чистяков описал митотическое деление у растительных клеток, а, П. И. Перемежко - у животных.
А. О. Ковалевский и И. И. Мечников изучали формирование тканей в процессе эволюции. Они ввели в науку сравнительно-морфологический метод. Сравнивая строение и развитие животных различных видов, они установили определенные закономерности в эволюционном развитии. Исследованиями А. О. Ковалевского и И. И. Мечникова, развивших эволюционную теорию Чарлза Дарвина, были заложены основы эволюционной гистологии.
С конца XIX века экспериментальный метод стал господствующим в гистологических исследованиях. Путем различных опытов на животных ученые установили значение клеток, межклеточного вещества и тканей для организма, особенности их развития.
Вновь большое внимание уделяется методу прижизненной микроскопии (А. О. Ковалевский). Пионерами в области гистофизиологии с применением прижизненной окраски тканей были Н. А. Хржонщевский, И. И. Мечников, немецкий гистолог Мартин Гейденгайн. И. И. Мечников выяснил роль специальных клеток - фагоцитов. Эти клетки обладают способностью захватывать и уничтожать микробов и инородные вещества, попавшие в организм. Сформулированная И. И. Мечниковым фагоцитарная теория имела колоссальное значение, так как объяснила и разрешила многие общие вопросы жизнедеятельности тканей и клеток.
Методы прижизненной микроскопии нашли широкое применение при изучении патологических изменений органов и тканей. Биологами Д. Н. Насоновым и П. В. Макаровым изучены тончайшие физиологические и патологические изменения структуры клетки.
Идеи нервизма, высказанные С. П. Боткиным, И. М. Сеченовым и развитые И. П. Павловым, во многом определили развитие гистологии. Большой вклад в изучение нервной системы внесли гистологи петербургской и казанской школ и затем выдающийся советский гистолог Б. И. Лаврентьев и его ученики (Е. К. Плечкова, Т. А. Григорьева и др.). Б. И. Лаврентьев, используя метод перерезки нервов, выяснил распределение нервов в органах и принадлежность их к тем или иным отделам нервной системы. Этот метод широко применяется при исследовании трофической роли нервной системы.
Крупнейший русский биолог А. А. Заварзин внес большой вклад в развитие эволюционной гистологии. Он провел большой цикл сравнительно-гистологических исследований крови и соединительной ткани у различных видов животных. Широко разрабатывали вопросы гистофизиологии и гистогенеза соединительной ткани и Н. Г. Хлопин, Г. В. Ясвоин, В. Г. Елисеев, С. И. Щелкунов, А. Н. Студитский.
Большие возможности для гистологии открылись с введением нового метода - метода тканевых структур, позволяющего длительное время сохранять живыми кусочки ткани, помещенные в особые питательные среды. Он впервые был использован в 1885 г. И. П. Скворцовым при выращивании клеток крови вне организма на искусственных средах. Большое значение для разработки этого метода имели работы Н. Г. Хлопина, Г. К. Хрущова, Ф. М. Лазаренко. Замедленная киносъемка, особенно в культурах тканей, с последующим ускоренным воспроизведением на экране позволила проследить динамику процессов в тканях.
Особенно большое развитие в последнее время получили гистохимические методы исследования. Благодаря им стали известны химическое строение клеточных органелл, распределение в клетках и тканях разных химических веществ и ферментов.
Много новых сведений получено при изучении биологических объектов в живом состоянии - при использовании люминесцентного и фазовоконтрастного микроскопов.
Применение метода авторадиографии позволило оценить активность веществ в клетке и определить локализацию тех или иных синтетических процессов.
Изобретение электронного микроскопа дало возможность изучить тончайшие (субмикроскопические) структуры клетки и межклеточного вещества. В этом микроскопе пучок световых лучей заменен потоком электронов, что позволило получать увеличение в десятки и сотни тысяч раз.
В настоящее время используется растровый микроскоп, с помощью которого можно видеть ультраструктуры в трехмерном (объемном) изображении. Для этих целей разработана техника приготовления срезов толщиной в несколько сотых микрона. Электронный микроскоп позволил увидеть тончайшую структуру ядра и составных частей цитоплазмы, определить функциональное назначение этих структур.
Советская гистология вправе гордиться достигнутыми успехами. Задачи ее в ближайшее время связаны не только с углубленными теоретическими исследованиями, но и с оказанием большой помоши практическому здравоохранению. Осуществление этих задач - основная цель научных работников и их помощников - лаборантов.
Ткань – это система клеток и межклеточного вещества, объединенных единством строения, функции и происхождения. В организме человека различают 4 вида тканей: эпителиальные, соединительные, мышечные, нервная. Ткани состоят из клеток и межклеточного вещества, соотношение которых различно. Межклеточное вещество обычно гелеобразное и может содержать волокна.
Эпителиальная ткань (рис. 2.2) представлена клетками-эпителиоцитами, образующими сплошные пласты, в которых нет сосудов. Питание эпителия происходит путем диффузии питательных веществ через опорную базальную мембрану, отделяющую эпителий от подлежащей рыхлой соединительной ткани.
Покровный эпителий бывает однослойным (плоским, кубическим, многорядным мерцательным, цилиндрическим) и многослойным (ороговевающим, неороговевающим, переходным).
Однослойный плоский эпителий выстилает серозные оболочки, альвеолы легких. В камерах сердца, сосудах он уменьшает трение протекающих жидкостей и называется эндотелием. Многорядный мерцательный эпителий покрывает слизистые оболочки дыхательных путей, маточные трубы и состоит из ресничных и бокаловидных слизистых клеток, ядра которых расположены на разных уровнях. Реснички - выросты цитоплазмы на свободном конце столбчатых клеток этого эпителия. Они постоянно колеблются, препятствуя попаданию любых чужеродных частиц в легкие, продвигая яйцеклетку в маточных трубах. Кубический эпителий встречается в собирательных канальцах почек, выстилает протоки поджелудочной железы. Цилиндрический эпителий представлен высокими узкими клетками с функциями секреции и всасывания. Иногда на свободной поверхности клеток имеется щеточная кайма, состоящая из микроворсинок, увеличивающих поверхность всасывания (в тонкой кишке). Бокаловидные клетки, расположенные между цилиндрическими эпителиоцитами, выделяют слизь, защищающую слизистую желудка от вредного действия желудочного сока и облегчающую прохождение пищи в кишечнике.
Железистый эпителий образует железы (потовые, сальные и др), выполняющие функции выделения. Железы бывают многоклеточными (печень, гипофиз) и одноклеточными (бокаловидная клетка мерцательного эпителия, выделяющая слизь). Экзокринные железы расположены в коже или полых органах. Они обычно имеют выводные протоки и выводят секрет или наружу (пот, кожное сало, молоко), или в полость органа (бронхиальная слизь, слюна). Их секреты оказывают местное воздействие. Экзокринные железы делятся на простые и сложные в зависимости от того, ветвится или нет их выводной проток. Эндокринные железы не имеют выводных протоков, выделяют свои гормоны (адреналин и др.) в кровь и лимфу, влияя на весь организм.
Многослойный эпителий состоит из нескольких рядов клеток. Только нижний слой клеток расположен на базальной мембране. Эпидермис (многослойный плоский ороговевающий эпителий) покрывает кожу. Его нижний слой представлен ростковыми клетками, среди которых находятся пигментные клетки меланоциты с черным пигментом меланином, придающим цвет коже. Слизистые оболочки выстилает многослойный плоский неороговевающий эпителий (полость рта, глотка, пищевод и др.). Переходный эпителий может иметь разное количество слоев в зависимости от степени наполнения органа мочой (мочевыводящие пути).
Соединительная ткань составляет 50% веса тела, разнообразна по строению и функциям, широко распространена в организме.
Собственно соединительная ткань образует строму и капсулы внутренних органов, находится в коже, связках, сухожилиях, фасциях, сосудистых стенках, оболочках мышц и нервов. В организме эта ткань выполняет пластическую, защитную, опорную и трофическую функции. Она состоит из клеток и межклеточного вещества, содержащего волокна и основное вещество. Главная клетка – подвижный фибробласт – образует основное вещество и выделяет волокна: коллагеновые, эластические, ретикулиновые. Различают собственно соединительную ткань, хрящевую и костную.
Собственно соединительная ткань представлена рыхлой и плотной волокнистой соединительной тканью с функциями опорно-механической, защитной (плотная волокнистая соединительная ткань, хрящевая, костная). Трофическую (питательную) функцию выполняют рыхлая волокнистая и ретикулярная соединительная ткань, кровь и лимфа.
Рыхлая волокнистая соединительная ткань (рис. 2.3.) содержит фибробласты, фиброциты и др. клетки и волокна, по-разному расположенные в основном веществе в зависимости от строения и функции органа. Эта ткань составляет строму паренхиматозных органов, сопровождает кровеносные сосуды, участвует в иммунных, воспалительных реакциях, заживлении ран.
Плотная волокнистая соединительная ткань может быть неоформленной и оформленной в зависимости от упорядоченности расположения ее волокон. В сетчатом слое кожи соединительно-тканные волокна беспорядочно переплетаются. В сухожилиях, связках, фасциях эти волокна образуют пучки, расположенные в определенном направлении и придающие этим образованиям прочность (рис.2.4).
Ретикулярная соединительная ткань, состоящая из ретикулярных клеток и волокон, образует основу кроветворных и иммунных органов (красного костного мозга, лимфатических узлов и фолликулов, селезенки, вилочковой железы). Основная ее клетка – многоотростчатый ретикулоцит, выделяющий тонкие ретикулиновые волокна. Отростки клеток соединяются друг с другом с образованием сети, в петлях которой расположены кроветворные клетки и форменные элементы крови.
Жировая соединительная ткань образует подкожно-жировой слой, расположена под брюшиной, в сальниках. Ее клетки – шаровидные липоциты - накапливают жировые капли. Жировая ткань – депо важнейшего источника энергии жира и связанной с ним воды, имеет хорошие теплоизоляционные свойства.
Хрящевая ткань состоит из хондроцитов, образующих группы из двух-трех клеток, и основного вещества – плотного, упругого геля. Хрящ не имеет сосудов, питание осуществляется из капилляров покрывающей его надхрящницы. Различают три разновидности хряща. Гиалиновый хрящ – полупрозрачный, гладкий, плотный, блестящий. Он почти не содержит волокон, образует суставные, реберные хрящи, хрящи гортани, трахеи, бронхов. Волокнистый (фиброзный) хрящ имеет много прочных коллагеновых волокон и образует фиброзные кольца межпозвоночных дисков, внутрисуставные диски, мениски, лобковый симфиз. Эластический хрящ желтоват, содержит множество спиралевидных эластических волокон, обуславливающих упругость. Из него состоят некоторые хрящи гортани, ушная раковина и др.
Костная ткань твердая и прочная, образует скелет. Состоит из зрелых многоотростчатых клеток – остеоцитов, молодых – остеобластов, вмонтированных в твердое межклеточное вещество, содержащее минеральные соли. При повреждении кости остеобласты участвуют в процессах регенерации. Третий вид клеток костной ткани - многоядерные остеокласты способны фагоцитировать (поглощать) межклеточное вещество костной и хрящевой ткани в процессе роста и перестройки кости.
Мышечная ткань обладает возбудимостью, проводимостью и сократимостью. Основная клетка – миоцит. Выделяют три вида мышечной ткани (рис. 2.5). Поперечнополосатая скелетная мышечная ткань образует скелетные мышцы и некоторые внутренние органы (язык, глотку, гортань и др.). Поперечнополосатая сердечная мышечная ткань формирует сердце. Гладкая мышечная ткань расположена в глазном яблоке, стенках сосудов и полых внутренних органов (в желудке, кишечнике, трахее, бронхах и др.).
Скелетная мышечная ткань состоит из многоядерных, поперечно счерченных мышечных волокон длиной до 4-10 см, оболочка которых по электрическим свойствам похожа на мембрану нервных клеток. Волокна содержат специальные сократительные органеллы, миофибриллы - продольные нити, способные при возбуждении укорачиваться. Миофибриллы образованы сократительными белками – актином и миозином с разными светопреломляющими и физико-химическими свойствами, что обуславливает чередование темных и светлых поперечных полосок (дисков) при микроскопии этой мышечной ткани. Цитоплазма мышечного волокна содержит эндоплазматическую сеть. Ее мембраны связаны с оболочкой клетки и активно транспортируют Са + из цитоплазмы в трубочки эндоплазматической сети. Скелетная мышца при кратковременных нагрузках покрывает свои энергетические потребности как за счет аэробного, так и за счет анаэробного окисления. Сокращение скелетных мышц осуществляется быстро, контролируется сознанием и регулируется соматической нервной системой.
Сердечная мышечная ткань, миокард, состоит из клеток - поперечно исчерченных кардиомиоцитов, которые с помощью вставочных дисков соединяются в функционально единую сеть. Возбуждение, возникающее в каком-либо отделе сердца, распространяется на все мышечные волокна миокарда. Миокард чрезвычайно чувствителен к недостатку кислорода: он покрывает свои энергетические потребности только за счет аэробного окисления. Миокард сокращается непроизвольно и регулируется вегетативной нервной системой.
Гладкая мышечная ткань состоит из тонких одноядерных, не имеющих исчерченности веретенообразных миоцитов длиной до 0,5 см, собранных в пучки или пласты. Их актиновые и миозиновые нити расположены беспорядочно, не образуя миофибрилл. Сокращение гладкой мышечной ткани происходит медленно (кроме мышц, регулирующих ширину зрачка), непроизвольно и контролируется вегетативной нервной системой.
Нервная ткань состоит из нервных клеток – нейронов и нейроглии. Нейроны вырабатывают нервные импульсы, нейрогормоны и медиаторы. Нейроны и нейроглия формируют единую нервную систему, регулирующую взаимосвязь организма с внешней средой, координирующую функции внутренних органов и обеспечивающую целостность организма.
Нейрон имеет тело, отростки и концевые аппараты. По количеству отростков различают нейроны с одним, двумя и несколькими отростками (униполярные, биполярные и мультиполярные - последние у человека преобладают). Коротких ветвящихся отростков – дендритов - у нейрона может быть до 15. Они соединяют нейроны между собой, передавая нервные импульсы. По единственному длинному (до 1,5 м), тонкому, не ветвящемуся отростку – аксону – нервный импульс перемещается от тела нейрона к мышце, железе или другому нейрону (рис.2.6)
Нервные волокна заканчиваются концевыми аппаратами - нервными окончаниями. Аксоны заканчиваются на мышцах и железах эффекторами - двигательными нервными окончаниями. Рецепторы - чувствительные нервные окончания. В ответ на раздражение в рецепторах возникает процесс возбуждения, который регистрируется как очень слабый переменный электрический ток (нервные импульсы, биотоки). В нервных импульсах закодирована информация о раздражителе. Синапсы - контакты между нервными клетками и их отростками. Передача возбуждения в синапсах и эффекторах происходит с помощью биологически активных веществ – медиаторов (ацетихолина, норадреналина и др.).
Нейроны не делятся митозом в обычных условиях. Восстановительные функции принадлежат нейроглии. Клетки нейроглии выстилают полости головного и спинного мозга (желудочки, каналы), служат опорой для нейронов, окружая их тела и отростки, осуществляют фагоцитоз и обмен веществ, выделяют некоторые медиаторы.
РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ
Для самостоятельной работы обучающихся
По дисциплине:
Анатомия и физиология человека
Тема:
«ОСНОВЫ ЦИТОЛОГИИ. КЛЕТКА.
ОСНОВЫ ГИСТОЛОГИИ. ТКАНИ.»
по специальности среднего профессионального образования
31.02.01 «Лечебное дело» по программе углубленной подготовки
на базе среднего (полного) общего образования
Выполнил преподаватель
Журавлёв О.А.
Новокуйбышевск 2015г
ОДОБРЕНА
Цикловой методической комиссией общепрофессиональных дисциплин
Протокол № 4 от 0.12._2015г.
Председатель ____________ О.А.Журавлев
УТВЕРЖДЕНА
Заместитель директора по учебной работе
О.Н.Забашта
Стр. Пояснительная записка…………………………………………...3
Введение…………………………………………………………......4
Общие положения по основам цитологии и гистологии……...5
Основы цитологии. Клетка………………………………………….5
Компоненты клетки: строение и функции…………………………5
Химический состав клетки…………………………………...……..7 Жизненный цикл клетки………………………………...…………..7 Возбудимость клетки………………………………………………..8 Обмен веществ в клетке……………………………………………..9 Основы гистологии. Классификация тканей. Эпителиальная ткань Соединительная ткань……………………..………………………10
Мышечная ткань……………………………………………………12
Нервная ткань………………………………………………………12
Классификация нейронов………………………………………….13
Графологические структуры……………………………………15
Граф 1. – формы клеток……………………………………………15
Граф 2. – строение клеток…………………………………………15
Граф 3. – химический состав клеток……………………………...15
Граф 4. – деление клеток…………………………………………..16 Граф 5 – ткань………………………………………………………16
Граф 6. – эпителиальная ткань…………………………………….16
Граф 7. – соединительная ткань…………………………………...17
Граф 8. – хрящевая ткань…………………………………………..17 Граф 9. – костная ткань…………………………………………….17
Граф 10. – мышечная ткань………………………………………..18 Граф 11. – нервная ткань…………………………………………..18
Граф 12. – классификация нейронов……………………………...18
Граф 13. – строение синапса……………………………………...18
Задания для самоконтроля………………………………………19
Эталон ответов…………………………………………………….31
Список литературы………………………………………………33
Пояснительная записка
Пособие предназначено для самостоятельной работы студентов, при изучении раздела программы анатомии и физиологии человека «Основы цитологии. Клетка. Основы гистологии. Ткани». В помощь обучающемуся в методическом пособии дается учебный текст, необходимый для освоения исходного уровня знаний, а также представлены разноуровневые тренировочные задания по основным темам раздела для самостоятельного выполнения. В конце пособия представлен эталон ответов.
Учебно-методическое пособие разработано в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом по специальности среднего профессионального образования 060101 «Лечебное дело».
Введение.
Известно, что технологии в современном мире развиваются экспоненциально. Каждые 1,5 – 2 года скорость их развития удваивается. Это позволило по новому взглянуть как на результаты фундаментальных исследованиях естественных наук, так и на клинические данные, полученные при изучении разнообразной патологии органов, систем, организма в целом. Родились новые и новейшие направления в медицинской науке, которые позволили в более сложную систему выстроить наше понимание строения и функций организма человека, его адаптации к различным проявлениям социума.
Организм человека представляет собой целостную систему, в которой можно выделить ряд иерархических уровней организации живой материи – клетки, ткани, органы, системы органов. Каждый уровень структурной организации имеет морфофункциональные особенности, отличающие его от других уровней.
Важное место в системе медицинского образования занимает гистология и цитология, закладывая основы научного структурно-функционального подхода в анализе жизнедеятельности человека в норме и патологии.
Цитология и гистология наряду с физиологией, биохимией и другими науками формирует фундамент современной медицины. Цитология и гистология - науки о строении, процессах жизнедеятельности, воспроизведении и гибели клеток, а также структурной организации тканей и их клеток во взаимосвязи с функциональными особенностями, принципами жизнедеятельности, происхождением, специализацией. В третьем тысячелетии цитология и гистология стали превращаться из наук фундаментальных в прикладные, способные ставить и решать актуальные задачи современной медицины. С их помощью были решены вопросы производства биологических препаратов, лабораторного получения и клонирования микроорганизмов, начата разработка основ клеточной и тканевой терапии.
Гистология тесно связана с рядом биологических и медицинских наук - общей и сравнительной анатомией, физиологией, патологической физиологией и патологической анатомией, а также некоторыми клиническими дисциплинами (внутренние болезни, акушерство и гинекология и др.).
Будущим медицинским работникам необходимо хорошее знание строения клеток и тканей органов, являющихся структурной основой всех видов жизнедеятельности организма. Значимость гистологии и цитологии для медицинских работников возрастает ещѐ потому, что для современной медицины характерно широкое применение цитологических и гистологических методов при проведении анализов крови, костного мозга, биопсии органов и пр.
Вопросы для определения исходного уровня знаний.
1. Дайте определение термину «Клетка».
2. Расскажите о строении клетки.
3. Расскажите о химическом составе клетки?
4. Перечислите возбудимые клетки?
5. Опишите механизмы размножение клеток? Назовите фазы митоза.
6. Дайте определение понятию ткань?
7. Назовите виды тканей.
8. Расскажите, в каких, по вашему мнению, разделах медицины и практической деятельности фельдшера могут быть востребованы знания данного раздела.
Общие положения. Основы цитологии. Клетка.
Клетка (cellula)
Клетка – это наименьшаяструктурно-функциональная единица организма, обладающая основными свойствами живой материи: чувствительностью, обменом веществ и способностью к размножению. Клетки различаются по размеру, форме, строению и функции. Размеры клеток микроскопические. По форме различают шаровидные,
веретеновидные, чешуйчатые (плоские), кубические, столбчатые (призматические), звездчатые, отростчатые (древовидные) клетки. Каждаяклетка (Рис.1.) содержит ядро и
цитоплазму с включенными в нее органеллами и включениями.
Компоненты клетки: строение и функции
I . Клеточная оболочка (Рис.2.), плазмолемма,
покрывает клетку и отделяет ее от окружающей среды. Через нее осуществляется транспорт веществ внутрь клетки и из нее. По своему составу представляет собой сложный липопротеиновый комплекс.
II . Цитоплазма состоит из гиалоплазмы,органелл ивключений.
1. Гиалоплазма – основное вещество цитоплазмы,участвует вобменных процессах клетки.
2. Органеллы – постоянные части клетки:эндоплазматическая сеть,митохондрии, комплекс Гольджи, клеточный центр (центросома), лизосомы.
Эндоплазматическая сеть
(рис.3.) – каналы, образованные мембранами и связанные с клеточной мембраной; представлена
в видеагранулярной(гладкой) и гранулярной
(зернистой) сетей;гладкая сеть участвует вобмене липидов и полисахаридов, гранулярная –
в синтезе белка, к ее стенкам прилегают
рибосомы (место синтеза клеточного белка) – плотные частицы, содержащие белок и РНК;
Митохондрии (рис.4.)
расположены возле ядра; имеют форму палочек, зерен; состоят из двух мембран: внешней и внутренней, которая образует складки (крипты) с расположенными в них ферментами; являются энергетическими органами клетки, участвуют в процессах окисления, фосфорилирования;
Комплекс Гольджи (Рис. 5.) –
внутриклеточный сетчатый аппарат в виде сетки и пузырьков вокруг ядра; участвует в транспорте и химической обработке веществ, в выведении за пределы клетки продуктов ее жизнедеятельности;
Клеточный центр (Рис. 6.)
располагается обычно возле ядра или комплекса Гольджи и содержит два плотных образования – центриоли; участвует в процессе деления клеток и в образовании подвижных органов – жгутиков, ресничек;
Лизосомы (Рис.7.) – пузырьки заполненныеферментами, «санитары» клетки: растворяют ее отжившие элементы.
3. Включения – временные образования,которыепоявляются и исчезают в процессе обмена веществ. Они могут быть белковыми, жировыми, пигментными и другими,
а также физиологическими или патологическими.
4. Специализированные органоиды –структуры,которыевыполняют специфические функции и находятся в некоторых
типах клеток:
Миофибриллы – длинные нити,проходящие внутри
мышечного волокна; Нейрофибриллы выявляются в цитоплазме тела и всех
отростков нервных клеток. Это тонкие нити, которые
проводят возбуждение (нервные импульсы); Реснички – это плазматические выросты,располагаются на
свободной поверхности клеток, их движение перемещает
частички пыли, жидкость.
Жгутики – это плазматические выросты,длиннее ресничек,
имеются у сперматозоидов.
Ворсинки – микровыросты оболочки клетки.
III. Ядро (Рис. 8.)располагаетсявнутри клетки, хранит генетическую информацию, участвует в синтезе белка. Ядро покрыто ядерной оболочкой. Заполнено ядро нуклеоплазмой, в котором содержится одно или два ядрышка (синтезирует белок, является носителем генов в
виде ДНК, содержит РНК) и хроматин в виде плотных зернышек или лентовидных структур, богатых белком и хорошо окрашивающихся.
Химический состав клетки
Химические элементы, имеющиеся в клетке, делят на три большие группы: макроэлементы (углерод, кислород, водород и азот),мезоэлементы (сера,фосфор,калий,кальций,натрий,железо,магний,хлор)и
Вода в клетке является растворителем, средой для протекания реакций. Минеральные соли в клетке могут находиться в растворенном или не
растворенном состояниях. Растворимые соли диссоциируют на ионы. Наиболее важными катионами являются калий и натрий, облегчающие перенос веществ через мембрану и участвующие в возникновении и проведении нервного импульса; кальций, который принимает участие в процессах сокращения мышечных волокон и свертывании крови, магний, входящий в состав хлорофилла, и железо, входящее в состав ряда белков, в том числе гемоглобина. Цинк входит в состав молекулы гормона поджелудочной железы - инсулина, медь требуется для процессов фотосинтеза и дыхания. Важнейшими анионами являются фосфат-анион, входящий в состав АТФ и нуклеиновых кислот, и остаток угольной кислоты, смягчающий колебания рН среды. Недостатоккальция
Жизненный цикл клеткиКлеточный цикл -это период существования клетки от момента еѐобразования путем деления материнской клетки до собственного деления.
Жизнь клетки между делениями называется интерфазой. Интерфаза состоит из 3-х периодов: пресинтетический, синтетический и постсинтетический. Пресинтетический период следует сразу за делением. В это время клетка интенсивно растет, увеличивая количество митохондрий и рибосом. В ядре
клетки набор генетического материала = 2п2с. В синтетический период происходит репликация (удвоение) количества ДНК, а также синтез РНК и белков. Набор генетического материала (хроматина) становится 2п4с. В постсинаптический период клетка запасается энергией, синтезируются белки ахроматинов ого веретена, идет подготовка к митозу.
Существуют различные типы деления клеток:
I. Амитоз(прямое) (Рис.9.) – клетка делится на две равные или неравные части.Встречаетсяредко.
Ядрышко и ядерная оболочка исчезает, и ядро распадается, центриоли клеточного центра расходятся по полюсам клетки, между ними растягиваются нити веретена деления (2n4с).
2. Метафаза - хромосомы движутся к центру, к ним прикрепляются нити веретена. Хромосомы располагаются в плоскости экватора, состоят из 2-х хроматид. Число хромосом в клетке (2n4с).
3. Анафаза - сестринские хроматиды (появившиеся в синтетическом периоде при удвоении ДНК) расходятся к полюсам. Набор хромосом остается 2n, но хроматид 2.
4. Телофаза (telos греч. - конец) обратна профазе: хромосомы становятся тонкими длинными, формируются ядерная оболочка и ядрышко. Заканчиваетсятелофазаразделениемцитоплазмы с образованиемдвухдочерних
клеток (2n2c).
III. Мейоз (Рис.11.) – репродуктивное деление, при котором количество хромосом уменьшается вдвое (гаплоидный, единичный набор хромосом). Так размножаются половые клетки.
Возбудимость клетки
Некоторые клетки и ткани (нервная, мышечная и железистая) специально приспособлены к осуществлению быстрых реакций на раздражение. Такие клетки и ткани называют возбудимыми , а их способность отвечать на раздражение возбуждением называют возбудимостью .
В ответ на действие раздражителей в возбудимых клетках возникает возбуждение –совокупность сложных физических,физико-химических,химических процессов и функциональных изменений. Обязательным признаком возбуждения является изменение электрического состояния поверхностной клеточной мембраны. Клетки при возбуждении переходят от состояния физиологического покоя к состоянию свойственной данной клетке физиологической деятельности: мышечное волокно сокращается, железистая клетка выделяет секрет.
Обратное возбуждению явление – торможение– нервный процесс, приводящий к угнетению или предупреждению возбуждения.
Обмен веществ в клетке
Клетка усваивает поступающие вещества, расщепляет их с образованием энергии, необходимой для теплопродукции, выделения секретов, движений и нервной деятельности; синтезирует сложные вещества. Из клетки выводятся конечные продукты обмена веществ.
Основы гистологии. Классификация тканей. Эпителиальная ткань.
Ткани – это филогенетическисложившаяся система клеток и их производных, характеризующаяся общностью развития, строения и функционирования.
Различают четыре вида тканей
1. Эпителиальная;
2. Соединительная, или ткани внутренней среды (кровь, лимфа, собственно соединительная ткань, хрящ и кость);
3. Мышечные;
4. Нервная.
Эпителиальныеткани
(Textusepitheliales)
Эпителиальные ткани покрывают всю наружную поверхность тела, внутренние поверхности полых органов (пищеварительного тракта, дыхательных и мочеполовых путей),
серозные оболочки. Входят в состав большинства желез организма (железы ЖКТ, щитовидная, потовые, сальные железы и т.д.).
По строению и расположению клеток различают (Рис.13.):
I. Однослойный эпителий – все клетки располагаются на базальной мембране; по форме может быть:
1. Плоским – выстилает поверхность серозных оболочек, альвеол, сосуды;
2. Кубическим – выстилает канальцы почек, мелкие бронхи;
3. Призматическим (цилиндрическим) – внутренняя поверхность желудка, кишечника, желчного пузыря.
II. Многослойный – к базальной мембране примыкает лишь внутренний слой клеток, а наружные слои утрачивают связь с ней.
По степени ороговения подразделяется на:
1. Ороговевающий (эпителийкожи);
2. Неороговевающий (эпителийроговицы).
III. Переходный эпителий (эпителий мочеточников, мочевого пузыря) – занимает промежуточное положение.
1. Защитная – эпителийкожи;
2. Секреции;
3. Всасывания – эпителийкишечника;
4. Выделения – эпителийпочечныхканальцев;
5. Газообмена – эпителий в легких.
Соединительная ткань
(Textusconnectivus)
Соединительные ткани состоят из клеток и межклеточного вещества, в которое входят волокнистые структуры и аморфное вещество. Соединительные ткани образуют опорные системы организма: кости скелета, хрящи, связки, фасции и сухожилия. Входя в состав органов, они выполняют механическую, защитную и трофическую функции (формирование стромы органов, питание клеток и тканей, транспорт кислорода и углекислого газа, различных веществ), защищают организм от микроорганизмов и вирусов, предохраняют органы от повреждений и объединяют различные виды тканей между собой.
Соединительную ткань подразделяют на две большие группы:
I. Собственно соединительная ткань, в которой различают: 1. Волокнистую ткань:
Рыхлая неоформленная – сопровождает кровеносные сосуды, протоки и нервы, отделяет органы друг от друга и от стенок полостей тела, образует строму органов; Плотная оформленная и неоформленная – связки, сухожилия, фасции, апоневрозы, эластические волокна.
2. Соединительную ткань с особыми свойствами – представлена ретикулярной, жировой, слизистой и пигментной тканями.
II. Специальная соединительная ткань с опорными (хрящевая, костная ткань) и гемопоэтическим (миелоидная и лимфоидная ткани) свойствами.
Хрящевая ткань (textuscartilaginous) (Рис.14.)состоит изклеток (хондроцитов) и межклеточного вещества повышенной плотности. Эта ткань составляет основную массу хрящей, обладающих опорными функциями, поэтому они входят в состав различных частей скелета. В теле человека различают гиалиновую (хрящи трахеи, бронхов, суставных поверхностей костей), эластическую (ушная раковина, надгортанник) и волокнистую
(межпозвоночные диски, соединения лонных костей) хрящевые ткани.
Ткани - это совокупность клеток и неклеточных структур (неклеточных веществ), сходных по происхождению, строению и выполняемым функциям. Выделяют четыре основные группы тканей: эпителиальные, мышечные, соединительные и нервную.
… Эпителиальные ткани покрывают организм снаружи и выстилают изнутри полые органы и стенки полостей тела. Особый вид эпителиальной ткани - железистый эпителий - образует большинство желез (щитовидную, потовые, печень и др.).
… Эпителиальные ткани имеют следующие особенности: — их клетки тесно прилегают друг к другу, образуя пласт, — межклеточного вещества очень мало; — клетки обладают способностью к восстановлению (регенерации).
… Эпителиальные клетки по форме могут быть плоскими, цилиндрическими, кубическими. По количеству пластов эпителии бывают однослойные и многослойные.
… Примеры эпителиев: однослойный плоский выстилает грудную и брюшную полости тела; многослойный плоский образует наружный слой кожи (эпидермис); однослойный цилиндрический выстилает большую часть кишечного тракта; многослойный цилиндрический - полость верхних дыхательных путей); однослойный кубический образует канальцы нефронов почек. Функции эпителиальных тканей; пограничная, защитная, секреторная, всасывания.
СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ ТКАНЬ СОБСТВЕННО СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ СКЕЛЕТНАЯ Волокнистая Хрящевая 1. рыхлая 1. гиалиновый хрящ 2. плотная 2. эластический хрящ 3. оформленная 3. волокнистый хрящ 4. неоформленная Со специальными свойствами Костная 1. ретикулярная 1. грубоволокнистая 2. жировая 2. пластинчатая: 3. слизистая компактное вещество 4. пигментная губчатое вещество
… Соединительные ткани (ткани внутренней среды) объединяют группы тканей мезодермального происхождения, очень различных по строению и выполняемым функциям. Виды соединительной ткани: костная, хрящевая, подкожная жировая клетчатка, связки, сухожилия, кровь, лимфа и др.
… Соединительные ткани Общей характерной чертой строения этих тканей является рыхлое расположение клеток, отделенных друг от друга хорошо выраженным межклеточным веществом, которое образовано различными волокнами белковой природы (коллагеновыми, эластическими) и основным аморфным веществом.
… Кровь - разновидность соединительной ткани, у которой межклеточное вещество жидкое (плазма), благодаря чему одной из основных функций крови является транспортная (переносит газы, питательные вещества, гормоны, конечные продукты жизнедеятельности клеток и др.).
… Межклеточное вещество рыхлой волокнистой соединительной ткани, находящейся в прослойках между органами, а также соединяющей кожу с мышцами, состоит из аморфного вещества и свободно расположенных в разных направлениях эластических волокон. Благодаря такому строению межклеточного вещества кожа подвижна. Эта ткань выполняет опорную, защитную и питательную функции.
… Мышечные ткани обусловливают все виды двигательных процессов внутри организма, а также перемещение организма и его частей в пространстве.
… Это обеспечивается за счет особых свойств мышечных клеток - возбудимости и сократимости. Во всех клетках мышечных тканей содержатся тончайшие сократительные волоконца - миофибриллы, образованные линейными молекулами белков - актином и миозином. При скольжении их относительно друга происходит изменение длины мышечных клеток.
… Поперечнополосатая (скелетная) мышечная ткань построена из множества многоядерных волокноподобных клеток длиной 1- 12 см. Из нее построены все скелетные мышцы, мышцы языка, стенок ротовой полости, глотки, гортани, верхней части пищевода, мимические, диафрагма. Рисунок 1. Волокна поперечнополосатой мышечной ткани: а) внешний вид волокон; б) поперечный разрез волокон
… Особенности поперечнополосатой мышечной ткани: быстрота и произвольность (т. е. зависимость сокращении от воли, желания человека), потребление большого количества энергии и кислорода, быстрая утомляемость. Рисунок 1. Волокна поперечнополосатой мышечной ткани: а) внешний вид волокон; б) поперечный разрез волокон
… Сердечная ткань состоит из поперечно исчерченных одноядерных мышечных клеток, но обладает иными свойствами. Клетки расположены не параллельным пучком, как скелетные, а ветвятся, образуя единую сеть. Благодаря множеству клеточных контактов поступающий нервный импульс передается от одной клетки к другой, обеспечивая одновременное сокращение, а затем расслабление сердечной мышцы, что позволяет ей выполнять насосную функцию.
… Клетки гладкой мышечной ткани не имеют поперечной исчерченности, они веретеновидные, одноядерные, их длина около 0, 1 мм. Этот вид ткани участвует в образовании стенок трубко-образных внутренних органов и сосудов (пищеварительного тракта, матки, мочевого пузыря, кровеносных и лимфатических сосудов).
… Особенности гладкой мышечной ткани: — непроизвольность и небольшая сила сокращений, — способность к длительному тоническому сокращению, — меньшая утомляемость, — небольшая потребность в энергии и кислороде.
… Нервная ткань, из которой построены головной и спинной мозг, нервные узлы и сплетения, периферические нервы, выполняет функции восприятия, переработки, хранения и передачи информации, поступающей как из окружающей среды, так и от органов самого организма. Деятельность нервной системы обеспечивает реакции организма на различные раздражители, регуляцию и координацию работы всех его органов.
… Нейрон — состоит из тела и отростков двух видов. Тело нейрона представлено ядром и окружающей его областью цитоплазмы. Это метаболический центр нервной клетки; при его разрушении она погибает. Тела нейронов располагаются преимущественно в головном и спинном мозге, т. е. в центральной нервной системе (ЦНС), где их скопления образуют серое вещество мозга. Скопления тел нервных клеток за пределами ЦНС формируют нервные узлы, или ганглии.
Рисунок 2. Различные формы нейронов. а - нервная клетка с одним отростком; б - нервная клетка с двумя отростками; в - нервная клетка с большим количеством отростков. 1 - тело клетки; 2, 3 - отростки. Рисунок 3. Схема строения нейрона и нервного волокна 1 - тело нейрона; 2 - дендриты; 3 - аксон; 4 - коллатерали аксона; 5 - миелиновая оболочка нервного волокна; 6 - концевые разветвления нервного волокна. Стрелками показано направление распространения нервных импульсов (по Полякову).
… Основными свойствами нервных клеток - являются возбудимость и проводимость. Возбудимость - это способность нервной ткани в ответ на раздражение приходить в состояние возбуждения.
… проводимость - способность передавать возбуждение в форме нервного импульса другой клетке (нервной, мышечной, железистой). Благодаря этим свойствам нервной ткани осуществляется восприятие, проведение и формирование ответной реакции организма на действие внешних и внутренних раздражителей.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Введение
гистология ткань генетический
Изучение основ гистологии являются важным звеном в познании строения тела человека, так как ткани представляют собой один из уровней организации живой материи, основу формирования органов. История развития гистологии в конце XIX в. в России была тесно связана со становлением университетского образования.
Целью работы является определение гистологии, как науки.
Поставленная цель определяет задачи исследования:
1. Изучить объекты и методы исследования гистологии;
2. Обозначить исторические этапы развития гистологии.
1. Определение гистологии как науки
Гистология - (от греч. histos - ткань, logos - учение) - наука о строении, развитии и жизнедеятельности тканей человека и животных.
Из этого определения следует, что главным предметом изучения гистологии является ткани. В организме человека и животных имеется 5 основных тканей:
· Нервная;
· Мышечная;
· Эпителиальная;
· Соединительная;
каждая, из которых имеет свои особенности.
Ткани представляют собой систему клеток и неклеточных структур, объединившихся и специализировавшихся в процессе филогенеза и онтогенеза для выполнения важнейших функций в организме.
Таким образом, основой развития и строения тканей являются клетки и их производные - неклеточные структуры.
Гистология, как учебная дисциплина, включает в себя следующие разделы:
· цитологию;
· эмбриологию;
· общую гистологию; (изучает строение и функции тканей);
· частную гистологию (изучает строение и функции тканей).
Предметом общей гистологии (собственно учение о тканях) являются как общие закономерности, так и отличительные особенности строения конкретных тканей, предметом частной гистологии - закономерности жизнедеятельности и взаимодействия тканей в конкретных органах.
Актуальными задачами гистологии является:
· разработка общей теории гистологии, отражающей эволюционную динамику тканей и закономерности эмбрионального и постнатального гистогенеза;
· изучение гистогенеза как комплекса координированных во времени и пространстве процессов пролиферации, дифференциации, детерминации, интеграции, адаптивной изменчивости, программированной гибели клеток и др.;
· выяснение механизмов гомеостаза и тканевой регуляции (нервной, эндокринной, иммунной), а также возрастной динамики тканей;
· изучение закономерностей реактивности и адаптивной изменчивости клеток и тканей при действии неблагоприятных экологических факторов и в экстремальных условиях функционирования и развития, а также при трансплантации;
· разработка проблемы регенерации тканей после повреждающих воздействий и методов тканевой заместительной терапии;
· раскрытие механизмов молекулярно-генетической регуляции клеточной дифференцировки, наследования генетического дефекта развития систем человека, разработка методов генной терапии и трансплантации стволовых эмбриональных клеток;
· выяснение процессов эмбрионального развития человека, критических периодов развития, воспроизводства и причин бесплодия.
Но основной задачей гистологии, как и других биологических наук, является выявление сущности жизни, структурной организации процессов жизнедеятельности для целенаправленного воздействия на них, что очень важно для врачебной практики. Исходя из основной задачи, гистология исследует закономерности образования, механизмы регуляции процессов морфогенеза тканей и роль в этих процессах нервной, эндокринной и иммунной систем. Важнейшими задачами, решаемыми гистологией, являются изучение клеточной и тканевой совместимости при переливании крови, трансплантации тканей и органов. Гистология тесно связана с другими медико-биологическими науками - биологией, анатомией, физиологией, биохимией, патологической анатомией и клиническими дисциплинами. Кроме того, современная гистология в большой степени использует достижения физики, химии, математики, кибернетики, что обусловливает ее тесную связь с этими науками.
2. Объекты исследования гистологии
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.
Для изучения живых микрообъектов применяют методы вживления прозрачных камер с изучаемыми клетками в организм животного, трансплантацию клеток в жидкость передней камеры глаза и наблюдение за их жизнедеятельностью через прозрачную роговицу глаза. Наиболее распространенными методами прижизненного исследования структур являются культуры клеток и тканей - суспензионные (взвесь в жидкой среде) и монослойные (образование сплошного слоя на стекле). Для длительного поддержания клеток в культуре требуется создание оптимальной температуры, соответствующей температуре тела, и специальной питательной среды (плазма крови, эмбриональный экстракт, стимуляторы роста) сохранять основные показатели жизнедеятельности: рост, размножение, движение, дифференцировку.
Для изучения мертвых, или фиксированных, клеток и тканей они должны быть, как правило, подвергнуты специальной обработке, чтобы получить гистологический препарат для исследования в световом или электронном микроскопе.
Гистологический препарат может быть в виде:
· тонкого окрашенного среза органа или ткани;
· мазка на стекле (например, мазок крови, костного мозга);
· отпечатка на стекле с разлома органа (например, слизистой оболочки ротовой полости, влагалища и др.);
· тонкого пленочного препарата (например, брюшины, плевры, мозговой оболочки).
3. Приготовление гистологических препаратов
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.
Выделяют следующие этапы 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 СО 2 , 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. Методы исследования
Основным методом исследования биологических объектов, используемым в гистологии является микроскопирование, т. е. изучение гистологических препаратов под 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 препаратах;
· 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. Исторические этапы развития науки
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. Особое внимание уделялось изучению строения клетки. Ян Пуркинье описал наличие в животных клетках "протоплазмы" (цитоплазмы) и ядра, а несколько позже Р. Броун подтвердил наличие ядра и в большинстве животных клеток. Ботаник М. Шлейден заинтересовался происхождением клеток цитогенезисом. Результаты этих исследований позволили Т. Швану, на основании их сообщений, сформулировать клеточную теорию (1838-1839 гг.) в виде трех постулатов:
- 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 формулируются 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;
· 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.
Выводы
1. Основными объектами является живые или мертвые ткани. Методами исследования является микроскоп, гистохимические и цитохимические методы, гистоавторадиография, дифференциальное центрифугирование, интерферометрия, иммуноморфологические методы и культивирование клеток.
2. В истории развития гистологии существует три этапа: домикроскопический период, микроскопический и современный.
Список литературы
1. Радостина А. И., Юрина Н. И. Гистология: Учебник. - М.: Медицина, 1995. - 256с.
2. Хэм А., Кормак Д. Гистология, тт. 1-5. - М., 1982-1983.
3. Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Гистология - учение о развитии, строении, жизнедеятельности и регенерации тканей животных организмов и организма человека. Методы ее исследования, этапы развития, задачи. Основы сравнительной эмбриологии, науки о развитии и строении зародыша человека.
реферат , добавлен 01.12.2011
Гистология - наука о строении, развитии и жизнедеятельности тканей животных организмов и общих закономерностях тканевой организации; понятие цитологии и эмбриологии. Основные методы гистологического исследования; приготовление гистологического препарата.
презентация , добавлен 23.03.2013
История зарождения гистологии как науки. Гистологические препараты и методы их исследования. Характеристика этапов приготовления гистологических препаратов: фиксация, проводка, заливка, резка, окрашивание и заключение срезов. Типология тканей человека.
презентация , добавлен 20.11.2014
История гистологии - раздела биологии, изучающего строение тканей живых организмов. Методы исследования в гистологии, приготовление гистологического препарата. Гистология ткани - филогенетически сложившейся системы клеток и неклеточных структур.
реферат , добавлен 07.01.2012
Гистология как наука о происхождении, строении, функции и регенерации тканей живых организмов. Эволюционная эмбриология, развитие на примере млекопитающих. Критический период как период повышенной чувствительности организма к действию внешних факторов.
реферат , добавлен 18.01.2010
Изучение видов и функций различных тканей человека. Задачи науки гистологии, которая изучает строение тканей живых организмов. Особенности строения эпителиальной, нервной, мышечной ткани и тканей внутренней среды (соединительной, скелетной и жидкой).
презентация , добавлен 08.11.2013
История систематического изучения закономерностей эволюции тканей. Теория параллелизма гистологических структур. Теория дивергентной эволюции тканей. Теория филэмбриогенеза в гистологии. Эпителиальная, производные мезенхимы, мышечная и нервная ткань.
презентация , добавлен 12.11.2015
Роль эндокринной системы в регуляции основных процессов жизнедеятельности животных и человека. Свойства, классификация, функции, и биологическая роль гормонов эндокринных желез. Анализ проблемы йоддефицитных заболеваний человека и животных в России.
курсовая работа , добавлен 02.03.2010
Исследование отличительных свойств эпителиальных тканей. Изучение особенностей развития, строения и жизнедеятельности тканей организмов животных и человека. Анализ основных видов однослойного эпителия. Защитная и всасывающая функции эпителиальной ткани.
презентация , добавлен 23.02.2013
Образование тканей из зародышевых листков (гистогенез). Понятие как стволовых клеток как полипотентных клеток с большими возможностями. Механизмы и классификация физиологической регенерации: внутриклеточная и репаративная. Виды эпителиальных тканей.