Содержание
-
Лекция 1
Введение в курс гистологии
-
План
1. Предмет гистология. Понятие «ткань». 2. Становление гистологии как науки. 3. Формирование тканей в онтогенезе. 4. Методы исследования в гистологии.
-
-
Каждый уровень структурной организации обладает автономностью, включает структурные единицы нижележащих уровней и имеет морфофункциональные особенности, отличающие его от других уровней.
-
Организменный уровень — собственно организм — формируется как целостная биологическая система в процессе онтогенеза. Органный уровень включает комплекс взаимодействующих тканей в процессе выполнения ими функций, свойственных конкретному органу или системе органов. Тканевый уровень объединяет клетки и их производные, при этом в состав тканей могут входить клетки различной генетической детерминации, но основные свойства тканей определяются ведущими клетками. Клеточный уровень представлен основной структурно-функциональной единицей ткани — клеткой и её производными. Субклеточный уровень включает структурно-функциональные компоненты (компартменты) клетки — плазматическую мембрану, ядро, цитоплазму, органеллы, включения и др. Молекулярный уровень характеризуется молекулярным составом клеточных компонентов и механизмами их функционирования.
-
Объект гистологии
ткани– филогенетически сложившиеся, топографически и функционально связанные клеточные системы и их производные, из которых образованы органы.
-
Термин «гистология» был предложен в 1819 году немецким учёным Р. Майером в изданном труде «О гистологии и новом подразделении тканей человеческого тела».
-
Определение
Гистология (от греч. histos – ткань, logos – учение) – наука, изучающая закономерности развития, строения и функции тканей, а также межтканевые взаимодействия, в историческом и индивидуальном развитии человека и многоклеточных организмов.
-
Как учебная дисциплина гистология включает несколько разделов: общую гистологию– учение об общих закономерностях происхождения, развития, структуре и функциях тканей; частную гистологию, изучающую закономерности функционирования и взаимодействия различных тканей в органах (основа для изучения микроскопического строения морфофункциональных единиц органов).
-
Актуальными задачами гистологии являются: - формирование общей теории гистологии, отражающей эволюционную динамику тканей, закономерности эмбрионального и постнатального гистогенеза (совокупность процессов, приводящих к образованию и восстановлению тканей в ходе онтогенеза); - 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 факторов и в экстремальных условиях; - изучение механизмов регенерации тканей после повреждающих воздействий; - раскрытие механизмов молекулярно-генетической регуляции клеточной дифференцировки, наследования генетических нарушений развития систем органов.
-
Ткань – это филогенетически обусловленная система гистологических элементов (одного или нескольких дифферонов клеток, их производных и межклеточного вещества), возникшая в ходе эволюции на основе их общего происхождения, структурно-биохимических закономерностей организации для реализации специфических функций многоклеточного организма (кооперативная деятельность всех её элементов). Н. Грю впервые ввёл в употребление термин «ткань» для обозначения растительной массы, поскольку последняя напоминала по своей микроскопической конструкции ткани одежды.
-
Гистологические элементы ткани
-
Клетка – основной гистологический элемент
-
Симпласт (symplast) – многоядерная структура, характеризующаяся отсутствием границ между клетками и расположением ядер в цитоплазме; образуется при слиянии однотипных клеток или деления ядер без последующего цитокинеза. Симпласт. Поперечнополосатые мышечные волокна языка (окраска: а - гематоксилином и эозином; б - железным гематоксилином, большое увеличение): 1 - поперечнополосатое мышечное волокно в продольном разрезе; 2 - оболочка мышечного волокна (сарколемма); 3 - цитоплазма (саркоплазма); 4 - ядра симпласта
-
Например, поперечно-полосатое мышечное волокно скелетной мускулатуры, остеокласт (несколько макрофагов сливаются, и образуется многоядерный симпласт) и другие.
-
Синцитий(syncytium)– структура с неполным разграничением клеток, при этом обособленные участки цитоплазмы с ядрами связаны между собой цитоплазматическими мостиками, образуется из-за отсутствия завершения цитомии.
-
-
Например, зародышевая соединительная ткань (мезенхима), синцитий в сперматогенном эпителии, функциональный синцитий кардиомиоцитов. Мезенхима - совокупность эмбриональных сетевидно связанных отростчатых клеток, заполняющих промежутки между более компактными эпителиоподобными зародышевыми листками и зачатками органов. Извитые семенные канальцы. Канальцы выстланы сперматогенным эпителием (1). Между канальцами видны крупные интерстициальные эндокринные клетки (2). В просвете канальцев (3) находятся сперматозоиды. Окраска гематоксилином и эозином.
-
Постклеточные структуры возникают в результате специфической клеточной дифференцировки, в ходе которой происходит (полная или частичная) потеря элементов их клеточной организации. Среди постклеточных структур различают производные клеток в целом (например, эритроциты большинства млекопитающих (форменные элементы крови, утратившие ядро на одном из этапов своего развития), роговые чешуйки эпидермиса, волосы, ногти) и производные их цитоплазмы (тромбоциты (производные цитоплазмы мегакариоцитов)).
-
-
-
-
Межклеточное вещество (тканевой матрикс)
Аморфное вещество представлено бесструктурным скоплением органических (гликопротеины, гликозоаминогликаны, протеогликаны) и неорганических (соли) веществ, находящихся между клетками ткани в жидком, гелеобразном или твердом, иногда кристаллизованном состоянии (например, основное вещество костной ткани). Волокна состоят из фибриллярных белков (эластин, различные виды коллагена), часто образующих в аморфном веществе пучки разной толщины. Среди них различают: 1) коллагеновые, 2) ретикулярные и 3) эластические волокна. Фибриллярные белки участвуют также в формировании капсул клеток (хрящи, кости) и базальных мембран (эпителии).
-
Рыхлая волокнистая соединительная ткань»: хорошо видны клетки, между которыми межклеточное вещество (волокна — полоски, аморфное вещество — светлые участки между клетками).
-
клетки всегда находятся во взаимодействии с межклеточным веществом. Они могут находиться в нём на расстоянии друг от друга и взаимодействовать без контактов (например, в рыхлой волокнистой соединительной ткани), либо соприкасаясь отростками (ретикулярная ткань), либо образуя сплошные клеточные массы, или пласты (эпителий, эндотелий). Компоненты тканевого матрикса влияют на клетки (например, контролируют их пролиферацию и дифференцировку).
-
В тканях имеются жидкости: внутриклеточная и внеклеточная.
внутриклеточная жидкостьсоставляет 55% всей воды организма человека, содержит в низкой концентрации Na+, Cl-, HCO3-, в высокой концентрации К+, органические фосфаты (АТФ) и белок. Низкая концентрация Na+ и высокая концентрация К+ обусловлены работой Na+, К+ - АТФ-азы, выкачивающей Na+ из клетки в обмен на К+.
-
Внеклеточная жидкость подразделяется на:
а) интерстициальную жидкость (20% всей воды организма, находящейся в межклеточном пространстве тканей); б) 7,5% всей воды организма составляет плазма, химический состав которой сходен с интерстициальной жидкостью, но концентрация белка в плазме выше; в) кристаллизационная вода, находящаяся в костях и хряще (15% всей воды организма); г) трансклеточная жидкость (2,5% всей воды организма), содержащаяся в пищеварительном тракте, желчи, мочевыделительной системе, внутриглазной и цереброспинальной жидкости, в жидкостях серозных полостей как плевра, брюшина, перикард.
-
Клетки в тканях находятся в определённой взаимосвязи, направленной на выполнение функции ткани. Они оказывают влияние друг на друга или непосредственно через щелевидные контакты (нексусы) и синапсы, или на расстоянии (дистантно) посредством выделения различных биологически активных веществ (например, гормонов и интерлейкинови др.), регулируя клеточное деление, направление дифференцировки клеток-предшественников, апоптоз; стимулируя или тормозя активность «соседних» клеток (формирование положительных и отрицательных обратных связей).
-
система гистологических элементов формируется, обновляется и функционирует лишь при условии их взаимного узнавания, образования контактов между ними и информационных взаимоотношений, т.е. за счёт межклеточных взаимодействий.
-
Практически все ткани состоят из нескольких типов клеток. Кроме того, клетки каждого типа в тканях могут находиться на разных этапах зрелости (дифференцировки). Клеточная популяция – это совокупность клеток одного типа. Схема строения рыхлой волокнистой соединительной ткани: 1 - макрофагоцит; 2 - аморфное межклеточное (основное) вещество; 3 - плазмоцит (плазматическая клетка); 4 - адипоцит (жировая клетка); 5 - кровеносный сосуд; 6 - моноцит; 7 - лимфатический капиляр; 8 - эозинофильный гранулоцит; 9 - фиброцит; 10 - кровеносный капилляр; 11 - фибробласт; 12 - эластическое волокно; 13 - лимфоцит; 14 - коллагеновые волокна ; 15 - ретикулярные волокна; 16 - тканевый базофил
-
На основании способности к клеточному обновлению (путём пролиферации) К. Леблон (1964 г.) выделил 4 типа клеточных популяций:
Эмбриональная клеточная популяция (быстро делящаяся) – все клетки популяции активно делятся, специализированные элементы отсутствуют.
-
Обновляющаяся клеточная популяция состоит из клеток, постоянно и быстро делящихся митозом, а также специализированных функционирующих потомков этих клеток, продолжительность жизни которых ограничена (например, эпидермис, эпителий кишки, кроветворные клетки).
-
Статическая клеточная популяция представлена долгоживущими, активно функционирующими клетками, которые вследствие терминальной дифференцировки утратили способность к делению (например, нейроны, кардиомиоциты).
-
Растущая (лабильная) клеточная популяция – специализированные клетки, которой способны делиться в определённых условиях. Например, эпителии почки, печени.
-
клеточныйклон – группа клеток, происходящих от одной родоначальной клетки-предшественницы. Согласно клональной теории развития, структуры зародыша формируются из ограниченного количества клонов. опухоли также развиваются как клоны, происходящие от одной трансформированной (приобретшей черты злокачественной) клетки.
-
Клеточный тип характеризуется экспрессией (фенотип) или потенциальной возможностью (сумма фенотипов) экспрессировать конкретный спектр генов, что и выделяет данный тип клетки (эритроидный, макрофаги и т.д.) из других типов. Клетки с идентичным набором разрешённых к экспрессии генов (вне зависимости от того, транскрибируются ли эти гены) относятся к одному клеточному типу.
-
Дифферон (гистогенетический ряд) или линия клеточной дифференцировки –последовательный ряд клеток, развивающихся из общего предшественника , имеющих сходные структурно-функциональные признаки и характеризующихся закономерными цитогенетическими трансформациями в процессе дифференцировки. В диффероне различают: стволовые клетки → коммитированные клетки-предшественники → зрелые дифференцированные клетки)
-
Схема организации клеточного дифферона: I – стволовые клетки (СК); II – клетки-предшественники полипотентные (КПП); III – клетки-предшественники унипотентные (КПУ); IV – клетки созревающие (уже не делящиеся, но еще не имеющие окончательных специфических функций) (КСо); V – зрелые клетки (КЗр); VI – стареющие и гибнущие клетки (КСт). В I-III классов происходит размножение клеток, это отображено на схеме двумя стрелками. Клетки IV-VI классов не делятся (одна стрелка). Толстая стрелка слева, направленная вниз, – сигнал для деления стволовой клетки, после того как одна из них вышла из популяции и вступила на путь дифференцировки.
-
Ткани в основном состоят из нескольких дифферонов. Формула дифферона ткани: Z = К1 ст + К2 пст + К3 мд + К4 зр + К5 ст +К6гн, где Z – общее количество клеток одного гистогенетического ряда; К1 ст – количество стволовых клеток определенного типа К2 пст – количество полустволовых клеток-предшественников К3 мд – количество малодифференциированных клеток К4 зр – количество зрелых специализированных клеток К5 ст – количество стареющих клеток К6гн – количество гибнущих клеток данного типа.
-
Стволовые клетки (класс I) ‒ самоподдерживающаяся популяция клеток, способных дифференцироваться в нескольких направлениях и формировать различные клеточные типы. Они обладают высоким пролиферативным потенциалом, но делятся очень редко, поэтому, они наиболее устойчивы к повреждающим воздействиям. Выделяют тотипотентные и плюрипотентные стволовые клетки. Тотипотентная клетка (лат. totus– целый, полный) обладает потенциалом давать начало всем специализированным клеткам, формирующим ткани эмбриона. Например, зигота и бластомеры. Плюрипотентные клетки(лат. plures– несколько, много) дифференцируются в разные полипотентные клетки всех трёх зародышевых листков - экто-, энто- и мезодермы. Например, клетки внутренней клеточной массы бластоцисты относятся к плюрипотентным клеткам.
-
-
-
-
Клетки-предшественники коммитированы и могут дифференцироваться, но не по всем возможным, а лишь по некоторым направлениям. Если таких путей несколько, клетки называют полипотентными (класс II), если же они способны дать начало лишь одному виду клеток – унипотентными (класс III). Пролиферативная активность клеток-предшественников выше, чем у стволовых, и именно они пополняют ткань новыми клеточными элементами. На следующем этапе развития деления прекращаются, но морфологические и функциональные свойства клеток продолжают изменяться. Такие клетки называют созревающими (класс IV). По достижению окончательной дифференцировки зрелые клетки (класс V) начинают активно функционировать. На последнем этапе их специфические функции угасают и клетки погибают путём апоптоза (стареющие клетки, класс VI).
-
Общие функции тканей: пограничность; создание постоянства внутренней среды; восприятие и раздражимость; сократимость.
-
Классификация тканей
Эпителиальные ткани – занимают пограничное положение в организме и обеспечивают обмен со средой. Ткани внутренней среды – формируют опорные структуры и поддерживают гомеостаз. Мышечные ткани – обеспечивают сокращение и движение органов и всего организма. Ткани нервной системы – получают информацию и управляют работой мышц и других органов. Франц Лейдиг “Анатомические и гистологические исследования над рыбами и рептилиями” (1853)
-
-
-
Классификация тканей по темпам их обновления (Леблон, 1964)
Статические ткани(низкий уровень обновления и регенерации), в которых клетки практически не делятся (нервная ткань, ткани сетчатки, почки, сердца). Растущие ткани(низкий уровень обновления, высокий регенеративный), в которых количество клеток в онтогенезе постепенно возрастает (ткани печени, скелетных мышц, поджелудочной железы). Обновляющиеся ткани(высокий уровень обновления и регенеративный потенциал), в которых постоянно идет процесс физиологической регенерации на клеточном уровне (эпителии и кровь). Шарль Леблон (1910 – 2007)
-
Классификация тканей по типу обновления:
1. Высокий уровень обновления и высокий регенеративный потенциал – клетки крови, эпидермиса, железистый эпителий молочной железы. 2. Низкий уровень обновления, высокий регенеративный потенциал – печень, скелетные мышцы, поджелудочная железа. 3. Низкие уровни обновления и регенерации – головной мозг (нейроны), спинной мозг, сетчатка, почка, сердце.
-
Онтофилогенетическая классификация (по Н. Г. Хлопину). 1. Эктодермальный тип – из эктодермы, многослойное или многорядное строение, защитная функция. 2. Энтодермальный – из энтодермы, однослойный призматический, функция всасывания веществ (желудок, каёмчатый эпителий тонкой кишки). 3. Целонефродермальный – из мезодермы, однослойный плоский, кубический или призматический эпителий; барьерная или экскреторная (мочевые канальцы) функции. 4. Эпендимоглиальный – из нервной трубки, в полостях мозга. 5. Ангиодермальный – из мезенхимы, выстилает эндотелиальную выстилку кровеносных сосудов.
-
Внешние и внутренние факторы могут вызывать адаптивные изменения тканей и дезадаптивные, приводящие к распаду тканевых компонентов. Поэтому эволюционно возникли регуляторные механизмы (внутритканевые, межтканевые, организменные), обеспечивающие поддержание структурного гомеостаза ткани.
-
Внутритканевые регуляторные механизмы
-
Межтканевые регуляторные механизмы обеспечиваются индуктивным взаимодействием, прежде всего с участием лимфоидной ткани (иммунной системы), в поддержании структурного гомеостаза. Организменные регуляторные факторы обеспечиваются влиянием эндокринной и нервной систем.
-
При формировании ткани и в ходе её функционирования важную роль играет адгезия – способность клеток избирательно прикрепляться друг к другу или к компонентам внеклеточного матрикса. Ca2+ – зависимые гликопротеины семейства кадгеринов (N-, Е-, Р-кадгерины), Ca2+ – независимые гликопротеины (например, N-CAM, L-CAM, Ng-CAM, нейрофасцин и др.), гликозилтрансферазы (узнают углеводные остатки на соседних молекулах (по типу «ключ-замок»)), молекулы адгезии внеклеточного матрикса (например, коллаген, ламинин, тенасцин, фибронектин, витронектин), белки клеток (рецепторы молекул внеклеточного матрикса – синдекан (в базальной мембране эпителиальных клеток, способен образовывать связи с фибронектином и коллагеном), интегрины (пронизывают клеточную мембрану, связывая молекулы внеклеточного матрикса снаружи клетки и белки цитоскелета – место «заякоривания» актиновыхмикрофибрилл) и др. Молекулы адгезии специфичны для каждого типа ткани. Так, например, E-кадгерин связывает клетки эмбриональных тканей, P-кадгерин - клетки плаценты и эпидермиса.
-
Типы межклеточных контактов: Адгезионные; Замыкающие (плотные); Коммуникационные (проводящие).
-
Адгезионные межклеточные контакты механически скрепляют клетки между собой. промежуточный контакт (опоясывающая десмосома, zonulaadherens), десмосома (maculaadherens), полудесмосома.
-
Мембраны соседних клеток разделены промежутком шириной 10-30 нм, заполненные аморфным или фибриллярным веществом. Электронно-плотная пластинка на цитоплазматической стороне клеточной мембраны в пределах контакта содержит белки плакоглобин, винкулин, α-актинин и радиксин. В пластинку вплетены концы актинсодержащихмикрофиламентов. В образовании контакта участвуют трансмембранные белки адгезии из семейства кадгеринов. Промежуточный контакт соединяет не только мембраны соседних клеток, но и стабилизирует их цитоскелет, объединяя клетки с их содержимым в единую жёсткую систему. Примеры: каёмчатый эпителий кишки (этот тип контактов известен как опоясывающая десмосома, т.к. контакт образует сплошной поясок вокруг клетки); секреторный эпителий (ацинозные клетки экзокринной части поджелудочной железы); вставочные диски в миокарде; эпендимные клетки центральной нервной системы.
-
-
Десмосомы (maculaadherens)‒ это тип контакта состоит из утолщённых дисковидных участков мембран двух соседних клеток (внутриклеточных десмосомных уплотнений, или десмосомных пластинок), которые служат участками прикрепления к мембране промежуточных волокон (тонофиламентов) и разделены расширенной межклеточной щелью, содержащей адгезивные белковые молекулы (десмоколлины и десмоглеины).
-
Тонофиламенты пересекают цитоплазму клетки во многих направлениях, укрепляют всю конструкцию, противодействуя механическим напряжениям, возникающим в ткани. Они представлены тремя классами молекул: 1) кератиновымиволокнами (в клетках эпителиальной ткани); 2) виментиноми виментин-подобнымиволокнами (в клетках соединительной и мышечной ткани, поддерживающих клетках нервной системы – нейроглии); 3) нейрофиламентами(в нервных клетках). Десмосома состоит из двух компонентов. Один из них (цитоплазматическая пластинка) осуществляет связь промежуточных филаментов клетки с плазматической мембраной; второй ‒ связь плазматической мембраны с внеклеточным межмембранным материалом (десмоглеей) в пределах десмосомы. Участки клеточных мембран, входящие в состав десмосомы, разделены слоем десмоглеи толщиной 20-30 нм. С внутренней стороны к плазматической мембране примыкает цитоплазматическая пластинка толщиной 10-40 нм с вплетёнными в неё промежуточными филаментами. Десмосомы поддерживают структурную целостность ткани, скрепляя клетки между собой.
-
Полудесмосома обеспечивает прикрепление клетки к базальной мембране (например, кератиноцитов базального слоя эпидермиса, миоэпителиальных клеток). Полудесмосома, как и десмосома, содержит цитоплазматическую пластинку с вплетёнными в неё промежуточными филаментами.
-
Замыкающие межклеточные контакты
Плотные контакты (tightjunction) Плотное (замыкающее) соединение(zonulaoccludens) Рыхлые контакты (adherensjunction) Пальцевидное межклеточное соединение (интердигитация) или межклеточные «замки»
-
Плотные контакты (tightjunction)
формируют в клеточных слоях регулируемый барьер проницаемости, разделяющий разные по химическому составу среды (например, внутреннюю и внешнюю), участвуют в поддержании полярности клеток, особенно эпителиальных тканей. Плотные контакты разграничивают компартменты, находящиеся с базальной и апикальной (верхней) сторон однослойного эпителия, а также в эндотелиисосудов.
-
Tight Junction
-
Плотное (замыкающее) соединение(zonulaoccludens)
представляет собой область слияния наружных листков плазмолемм двух соседних клеток, блокирующую распространение веществ по межклеточному пространству.
-
Рыхлые контакты (adherensjunction)
образуются между лишёнными специализированных структур плазматическими мембранами соседних клеток, при этом между клетками имеется щель шириной 10–20 нм. Молекула кадгерина посредством связывающего белка соединяется с актиновыми волокнами внутри клетки (происходит соединение цитоскелета в единую сеть). Благодаря сокращению актиновых волокон обеспечиваются координированные движения пластов клеток, что необходимо для эмбрионального развития, например при формировании нервной трубки. Кадгерины клетки в процессе гистогенеза и органогенеза узнают друг друга и объединяются в единую структуру (например, эпителиальный пласт).
-
Пальцевидное межклеточное соединение (интердигитация) или межклеточные «замки» образовано выпячиваниями цитоплазмы одной клетки, вдающимися в цитоплазму другой, в результате чего увеличивается прочность соединения клеток друг с другом и нарастает площадь поверхности, через которую могут осуществляться межклеточные обменные процессы. Это один из видов контактов между кардиомиоцитами.
-
Коммуникационные межклеточные контакты
Щелевые контакты и синапсы выполняют функцию коммуникации (транспорт веществ и передача сигналов) между клетками, как в пределах одной, так и между разными типами тканей.
-
Щелевые контакты (gap junction), илинексусы(nexus), образованы совокупностью трубчатых трансмембранных структур (коннексонов), пронизывающих мембраны соседних клеток и соединяющихся друг с другом в области узкой межклеточной щели. Каждый коннексон состоит из субъединиц, образованных белками коннексинами, и пронизан узким каналом, который обусловливает свободный обмен низкомолекулярными соединениями между клетками, обеспечивая их ионное и метаболическое сопряжение. Так, щелевые контакты обеспечивают химическую (метаболическую, ионную и электрическую) связь между клетками.
-
В синапсе различают несколько составных частей: 1) пресинаптическаячасть (расширенное окончание нейрона); 2) синаптическая щель; 3) постсинаптическая часть (участок плазматической мембраны клетки, содержит рецепторы).
-
-
Становление гистологиикак науки
-
Успехи гистологии как науки о строении, функции, происхождении тканей и их компонентов связаны с развитием техники, оптики и методов микроскопирования. В истории учения о тканях и микроскопическом строении орагнов выделяют три периода:
-
Домикроскопический (IV в. до н. э. ‒ 1665 г. )
Аристотель, Гален, Авиценна, Фалопий, Теофраст, Гиппократ – изучали части тела.
-
Развитие цитологии и гистологии
1609 год Галилео Галилей. В 1624 усовершенствовал его так, что им можно было пользоваться. Он увеличивал в 40 раз. Эванджелиста Торричелли, (1608-1647), В 1646г. им была сделана линза диаметром 83 мм, которая и сейчас относится к классу современной точной оптики. Торричелли занимался конструированием простых микроскопов, состоящих всего из одной крошечной линзы.
-
Роберт Гук (1635-1703)
Английский естествоиспытатель Р.Гук, используя микроскоп, наблюдал строение пробки бузины, и обнаружил, что она пронизана порами, и они былиназваны им cell- “клетка” – 1665 год Микроскопический период (с 1665 по 1950 гг.).
-
-
Антони ван Левенгук(1632-1723)
Голландский естествоиспытатель. Получил линзы, дающие увеличение в 300 раз. С их помощью изучал бактерии. В 1647г. описал простейших, плесневые грибы. Изучал гистологическую структуру капилляров, строение костной ткани и нервные волокна, эритроциты. Открыл сперматозоиды. Автор книгипо микробиологии ”Тайны природы”
-
Биша – первая классификация тканей.
его ученик К. Майер опубликовал труд «О гистологии и новом подразделении тканей человеческого тела»., где ввёл термин «ТКАНЬ» (1819 г.)
-
В конце 18 века Л. Эйлер – математик, сконструировал микроскоп в 1000 раз ув.
-
Маттиас Шлейден1804-1881
Немецкий ботаник. Основные направления научных исследований – Цитология и эмбриология растений. Изучал химическое строение клеток, внутриклеточное движение. Основоположник теории фитогенеза (образование клеток). Доказал, что основная роль в делении клеток принадлежит ядру (цитобласту) Но утверждал, что новые возникают внутри старой. Установил наличие ядрышек в ядре.
-
в 1831 г.
-
Ян Пуркинье (1787 1869)
Ввёл (1825) термин «протоплазма» и описал ядро клетки.
-
немецкий ботаник М. Шлейден (1838 г.) предположил, что растительный организм ‒ это агрегат клеток.
-
Теодор Шванн (1810-1882)
Немецкий гистолог и физиолог. Исследовал клеточное строение хорды, хряща, кровеносных сосудов, клеточное дыхание зародыша курицы, нервные волокна. Открыл пепсин, исследовал инфузорий, процессы брожения. Вышла в свет книга “Микроскопические исследования о сходстве в строении и росте животных и растений”
-
-
В работе «Микроскопическое исследование о сходстве в структуре и росте животных и растений»
-
В середине XIX в. начался период бурного развития описательной гистологии.
-
Э. Геккель (немецкий естествоиспытатель и философ 1834-1919 гг.) создал первую гистогенетическую систему тканей (1874 г.), приняв за основу данной классификации источник развития тканей в онтогенезе (т.е. гистогенетическая система отражает историю происхождения тканей в филогенезе), но её в научном мире не приняли.
-
После этого немецкие гистологи Ф. Лейдигом (1853 г.) и А. Кёлликером (1855 г.) была предложена система тканей, по которым все ткани разделялись на 4 типа (по морфофункциональным особенностям): эпителиальные, соединительная, мышечная и нервная ткани. Ф. Лейдиг (1821-1908 гг.) А. Кёлликер (1821-1908 гг.)
-
Рудольф Вирхов (1821-1902)
Немецкий анатом и патолог. В 1858 г. создал теорию целлюлярной (клеточной) патологии. Любой патологический процесс является суммой нарушений, происходящих в каждой клетке. “Всякая патология есть патология клеток”, а любой организм есть “совокупность живых клеток, организованных подобно государству”. ДОКАЗАЛ, ЧТО ВСЕ КЛЕТКИ ОБРАЗУЮТСЯ ПУТЁМ ДЕЛЕНИЯ.
-
На основе клеточной теории был изучен состав различных органов и тканей, их развитие, что позволило уточнить классификацию тканей с учётом их микроскопического строения. немецкий анатом, зоолог и гистолог, член-корреспондент Петербургской академии наук А. Кёлликер
-
КамиллоГольджи (1844-1926)
Итальянский гистолог, нейропатолог Изучал нейроны, разработал метод их окраски. В 1898 году описал пластинчатый комплекс. Открыл глиальные клетки и мышечные веретена. Доказал, что разные формы малярии вызываются разными возбудителями. Работы по выяснению функции почек.
-
Метод импрегнации солями тяжёлых металлов и его модификации позволили провести фундаментальные исследования нервной системы (Р. Кахаль) и создать основы нейрогистологии.
-
Методы прижизненного введения красителей, введение инородных тел в организм и другие методы сделали возможным изучение физиологии гистологических структур.
-
В 1900 г. Н. М. Гайдуковым был предложен метод микроскопирования живых объектов в тёмном поле зрения.
-
Современный период начинается с момента начала использования электронного микроскопа (1950 г.) для изучения биологических объектов, внедрения методов: цито- гистохимии; гисторадиографии и других. поперечный гистологический срезы склелетной мышцы. каждая митохондрия прокрашивается в виде иссиня черной точки.
-
Гистологи России
Н. М. Якубовича (1817-1879 гг.) и Ф. В. Овсянникова (1827-1906 гг.) по микроскопическому строению мозга и нервов положили начало успешному развитию гистологии.
-
Александр Иванович Бабухин (1827-1891 гг.) один из первых описал нейрофибриллы в периферических нервных волокнах (1868 г.); установил генез осевых цилиндров нервных волокон – отростков нервных клеток (1869-1876 гг.); установил явление двустороннего проведения возбуждения по нерву (1877 г.); проводил сравнительное изучение сетчатки глаза и доказал её клеточное строение (1877 г.).
-
предложил метод метиленовой сини и провёл серию работ по изучению окончаний нервных волокон в различных тканях. Арнштейн Карл Августович (1840-1919 гг.) — российский учёный, профессор гистологии Казанского университета.
-
Михаил ДоримедонтовичЛавдовский (1846—1902) — гистолог и эмбриолог. и Ф. В. Овсянников создали первое русское руководство по гистологии.
-
Хржонщевський Н. А. в 1867 г. организовал и возглавил первую в Украине кафедру гистологии на медицинском факультете Харьковского университета. Он обогатил мировую науку классическими работами о строении надпочечников, лёгких, печени, кровоснабжение почки. Предложил метод прижизненной инъекции красителей в клетки и ткани. Кульчицкий Н. К. Заведовал кафедрой 1891-1911 гг. пособие по микроскопической техники (1885 г.), учебник «Основы гистологии животных и человека» (1900 г.). изучение тонкого строения центральной нервной системы, нервных волокон и окончаний. изучение слизистой оболочки пищеварительной трубки; открыл энтерохромаффинные клетки. - ендокриноцитов, диссоциированных во внутренних органах животных и человека.
-
Рубашкин В. Я. заведовал кафедрой гистологии Харьковского медицинского института с 1923 по 1932 гг. Он издал учебники (1933 г.) «Элементы гистологии» и «Основы гистологии и гистогенеза человека»; выполнил пионерские исследования по морфологии митохондрий в клетках различных органов; изучал тонкое строение нейроглии; провёл анализ секреторного процесса в екзокриноцитах поджелудочной железы.
-
Алешин Б. (заведовал кафедрой гистологии Харьковского медицинского института с 1937 по 1974 г.г.) проводил научные исследования, посвящённые выяснению морфологических основ нейрогуморальной регуляции функций организма, гистофизиологии гипоталамо-гипофизарной системы; изучал взаимодействие нервных и эндокринных факторов интеграции организма.
-
С 1974 по 1995 гг. кафедрой гистологии Харьковского медицинского института руководил профессор Панков Е. Я. (1932 г.), научные интересы которого были сосредоточиться-ны на изучении морфогенеза костной ткани и разработке проблемы структурно-функциональных единиц органов. В настоящее время руководит кафедрой гистологии и эмбриологии Чайковский Ю. Б.
-
Бец В. А. ‒ первооткрывателя гигантских пирамидных нейронов коры большого мозга, которые известны в мировой литературе как клетки Беца. Изучая строение надпочечников, развитие костей, цитоархитектоника головного мозга, он пользовался микроскопическими методами исследования.
-
Киевская школа гистологии
Перемежко П. И. (1833-1893 гг.). В 1878 г. им были описаны: непрямое деление животных клеток (кариокинез); все стадии непрямого деления (наблюдения прижизненно и на фиксированных препаратах личинки тритона); роль ядер мышечных волокон при их новообразовании (1863 г.); строение гипофиза; функциональные и возрастные изменения клеток щитовидной железы и др. в 1868 г. он в Киевском университете организовал первую кафедру гистологии.
-
Ломинский Ф. И. заведовал кафедрой гистологии на медицинском факультете Киевского университета с 1906 по 1924 гг. и является одним из основателей гистофизиологичного направления в морфологии; описал митотическое деление нейробластов, отметив, что это явление наблюдается только во время эмбрионального периода развития; были проведены исследования микроструктуры хрусталика, физиологической дегенерации поперечнополосатых мышечных волокон, связи мышц с сухожилиями, изменений экзо-иендокриноцитив поджелудочной железы.
-
Украинский нейроморфолог, профессор Ковальский П. А. (1905-1983 гг.) – один из создателей украинской школы анатомов, гистологов и эмбриологов. Им были проведено экспериментальное изучение иннервации надкостницы скелета домашних животных.
-
Формирование тканей в онтогенезе Гистогенез - это процесс образования тканей
-
Основы учения об эволюционной и онтогенетической детерминации тканей заложили учёные А. А. Заварзин и Н. Г. Хлопин. ткани образуются в связи с появлением функций, обеспечивающих существование организма во внешней среде.
-
Теория параллелизма гистологических структур
Согласно теории параллелизма гистологических структур А. А. Заварзина (1886-1945 гг.), разрабатывавшаяся в 20 - 40-х годах ХХ в, филогенетически наиболее древние типы тканей ‒ поверхностная (пограничная) и ткань внутренней среды ‒ у многоклеточных возникли одновременно. Тканевая дифференцировка обеспечивает основные элементарные функции многоклеточного организма (пограничность, реактивность, движение), которые сохраняют свое сходство, несмотря на дивергентный характер эволюции видов.
-
Дивергентное развитие видов сопровождается параллелизмом в филогенетическом развитии тканей. Итак, по мнению Заварзина, основанием для организации тканей в процессе эволюции животных является единая для этого вида тканей функциональная цель (сократимость, интегративная функция, функция обеспечивания постоянства внутренней среды и др.). Тенденцию эволюционных преобразований функционально-аналогичных тканей обусловливается едиными закономерностями организации эукариотных клеток. У всех животных специализация клеток направлена на реализацию специфических функций.
-
Следовательно, ткани животных разных классов и видов, выполняющие одинаковые функции, имеют сходное строение за счёт параллельного развития в ходе эволюции.
-
Теория дивергентной эволюции тканей
По представлениям Хлопина (1946 г.), из первичных примитивных тканей (типа эктодермы и энтодермы кишечнополостных) возникли первые специализированные ткани ‒ кожный, кишечный эпителий, соединительнотканые структуры, нервная ткань.
-
Эволюционируя в разных направлениях, эти ткани продолжали сохранять общность. Однако, это не исключает возможность глубоких эволюционных превращений, предопределивших переход ткани одной группы в другую. Так, например, некоторые мышечные ткани позвоночных образовались из целомического и эпидермального эпителиев, элементов соединительной ткани и т. д. При этом иногда возникали ткани, не укладывавшиеся в четыре традиционные тканевые группы (например, нейроглия, хрусталик, эндокринные и электрические органы позвоночных). Одновременно он отмечал особенности тканевой эволюции: значительно более низкие темпы изменений и большее постоянство цито- и гистологических признаков по сравнению с видовыми.
-
Следовательно, в филогенезе происходит расхождение морфологических особенностей тканей и появление их разнообразия в пределах тканевой группы, что приводит к усложнению животных организмов.
-
этапы развития тканей в онтогенезе
I этап топической дифференцировки – презумптивные (предположительные) зачатки тканей оказываются в определённых участках цитоплазмы яйцеклетки, а затем зиготы; II этап бластомерной дифференцировки – в результате дробления зиготы презумптивные зачатки тканей оказываются локализованными в разных бластомерах зародыша; III этап зачатковой дифференцировки – в результате гаструляции презумптивные зачатки тканей локализованы в различных участках зародышевых листков; IV этап гистогенез – процесс преобразования тканевых зачатков в ткани в результате пролиферации, роста, индукции, детерминации, миграции и дифференцировки клеток.
-
Зрелая яйцеклетка
В отличие от сперматозоидов яйцеклетка самостоятельной подвижностью не обладает состоит из протоплазмы и ядра. Поверхность покрыта блестящей прозрачной оболочкой. После выхода яйцеклетки из фолликула она покрыта многоядерным эпителием, т.е. гранулёзными клетками, образующими лучистый венец. Яйцеклетка до оплодотворения
-
Особенности строения яйцеклеток: : белки, т- и м-РНК, морфогенетические факторы (рассеяны по всей клетки, распределяются между разными клетками при дроблении). Кортикальный слой цитоплазмы: кортикальные гранулы (многочисленные (до 15 000) гомологи акросомного пузырька спермия). Содержат протеолитические ферменты, мукополисахариды, гиалин. В цитоплазме ооцита II порядка содержатся: запасные питательные вещества (для пластического и энергетического обменов), белоксинтезирующий аппарат и резервная энергетическая система (большое количество митохондрий).
-
Схема оогенеза: размножение: оогонии рост: ооцит I порядка созревание: ооцит II порядка, полярные тельца, яйцеклетка. Оплодотворение активизирует ооцит II порядка, в его цитоплазме повышается концентрация Са2+, что является сигналом для второго деления мейоза. Оплодотворённый II порядка после метафазы второго мейотического деления завершает мейоз с образованием гаплоидной зрелой яйцеклетки и второго полярного тельца, которое располагается рядом с первым между прозрачной оболочкой и плазмолеммой.
-
Таким образом, ооцит II порядка представляет собой гетерогенную структуру (органоиды, разнообразные рибонуклеопротеиды, белки, запасные вещества закономерно распределяются по его цитоплазме), что определяет первичную дифференцировку клеток организма.
-
Проникновение сперматозоида в яйцеклетку Слияние ядер гамет и образо- вание зиготы Начало деления зиготы 1 2 3 этапы оплодотворения
-
При слиянии плазматических мембран гамет и объединении ядерных геномов происходят изменения внутриклеточного ионного состава, приводящие к уменьшению объёма зиготы, формирование перивителлинового пространства, деполяризации её плазмолеммы, кортикальная реакция, модификация прозрачной оболочки. Это создаёт гомеостатическую среду; Предупреждает полиспермию.
-
-
-
Первичная дифференцировка происходит на дроблении, в ходе многократных митотических делений ядра в бластомеры попадают участки цитоплазмы, содержащие качественно различные типы мРНК и регуляторных белков, влияющие на ядерный аппарат клетки (активируют или ингибируют отдельные участки генома бластомеров).
-
-
Вследствие избирательного влияния наследственных факторов ядра зиготы и специфических белков, мРНК (в цитоплазме) на различные участки генома бластомеры начинают дифференцироваться и образуются эмбриональные зачатки клеточных систем, различающиеся по потенциям к развитию. Сигналом для дробления являются белки сперматозоида с Mr 14 и 18 кД, содержащие одинаковую антигенную детерминанту. Антитела к этому антигену блокируют первые дробления зиготы, не оказывая влияния на другие процессы. Дробление от клеточного цикла отличается отсутствием G1 и G2 фаз, короткой S-фазой (синтез ДНК). При этом роста клеток не происходит и в ходе дроблений клетки уменьшаются в размерах, сохрання свой объём. В ходе дробления (например, млекопитающих) и на последующих стадиях развития происходит устранение дефектных клеток путём апоптоза.
-
В ходе развития частота экспрессии проапоптических и антиапоптических белков семейства BCL-2 (B-cell CLL/lymphoma 2) проявляется сходным образом, но на двухклеточной стадии преобладает экспрессия проапоптических белков. В отличие от нормальных, клетки дефектных концептусов на стадии 4-х бластомеров экспрессируютBAK (BCL2-antagonist/killer 1).
-
Характер дробления определяется количеством и распределением в цитоплазме желточных включений. Например, у человека, плацентарных желточные гранулы распределены в цитоплазме равномерно (изолецитальная яйцеклетка). Зигота, образованная такой яйцеклеткой, совершает голобластическое дробление, т.е. полностью разделяется на два бластомера. Дальнейшие дробления – асинхронные и несколько неравномерные.
-
В результате первого дробления нарушается симметрия зародыша и образуется два бластомера с различными потенциями развития: один бластомер даёт начало «эмбриональной части» бластоцисты (полярный трофобласт и часть внутренней клеточной массы), другой бластомер – «неэмбриональной части» (муральныйтрофобласт и поверхностный слой внутренней клеточной массы).
-
В результате компактизации уменьшается размер межклеточных пространств между бластомерами и формируется морула. В моруле различают внутреннюю часть (клетки связаны щелевыми контактами) и наружную часть (клетки соединены при помощи плотных контактов). Из клеток внутренней части морулы развивается эмбриобласт, а из клеток наружной части формируется трофобластт несинхронность дробления проявляется в большей мере в плазматическую мембрану бластомеров начинает встраиваться E-кадгерин (увоморулин) – белок адгезии клеток. равномерно распределён в клеточной мембране. Позднее в области межклеточных контактов образуются скопления (кластеры) молекул E-кадгерина.
-
В ходе компактизацииE-кадгерин способствует поляризации клеток. Между апикально-латеральными областями наружных бластомеров формируются плотные контакты, достигающие максимального развития на 32-клеточной стадии, когда начинает формироваться бластоцель. Позднее, в ходе гаструляции, E-кадгерин замещается N–кадгерином. Повышенная экспрессия фактора транскрипции Cdx 2 индуцирует формирование трофобласта. Ген сdx 1экспрессируется на ранних стадиях развития, когда определяются оси тела; на более поздних стадиях экспрессия сdx 1 характерна только для клеток эмбриональной энтодермы, дающих начало кишечной трубке. У взрослого человека Cdx 1экспрессируется стволовыми эпителиальными клетками крипт кишечника.
-
По мере развития экспрессия гена nanog снижается и сохраняется только в первичных половых клетках.
-
Морфогенетические движения обусловлены как перемещениями отдельных клеток (различного рода миграции), так и движением клеток в составе эпителиального пласта (эпителиальные морфогенез). Главные индуцирующие сигналы контроля экспрессии генов при закладке нейроэктодермы и последующей дифференцировке нейронов и глиальных клеток: SonicHedgehog (Shh) (А), ретиноевая кислота (Б), фактор роста фибробластов (FGF) (В), представители надсемейства трансформирующего фактора роста b (TGFb) — морфогенетические белки кости (BMP) (Г), молекулы семейства Wnt (Д)
-
-
Градиенты локальных индуцирующих сигналов, определяющих спецификацию частей нервной трубки по осям и судьбу клеток в определенных её частях. В области хорды и вентральной части нервной трубки экспрессируется молекула Shh. Присутствие антагонистов TGFbноггина и хордина, а также ретиноевой кислоты, ограничено областью противоположных полюсов (дорсального и вентрального) нервной трубки. Эти факторы экспрессируются только в вентральной и дорсальной части нервной трубки. Исключительно для дорсальной части нервной трубки характерна экспрессия белков семейства BMP и дорсалина.
-
Контроль направления дифференцировки мигрирующих клеток нервного гребня.
-
К концу дробления у разных животных клетки зародыша могут находиться на различных этапах дифференциации. полностью тотипотентными, способными, попадая в разные области зародыша и воспринимая разнородные сигналы, формировать различные зачатки; коммитированными к дифференциации в определённом направлении, но, тем не менее, способными при определённых условиях изменить направление своего развития.
-
Процесс первоначального морфогенетического преобразования бластулы, в ходе которого возникает пространственное обособление зачатков, дающих при дальнейшем развитии покровы, нервную ткань, пищеварительную систему, мускулатуру и ткани внутренней среды, называется гаструляцией.
-
Впервые зародышевые листки были описаны у позвоночных животных. К. Бэр как универсальные структуры, которые возникают на ранних этапах эмбриогенеза всех позвоночных животных. А. О. Ковалевский (1871 г.) показал, что формирование зародышевых листков является общим свойством эмбрионального развития многоклеточных животных, включая беспозвоночных.
-
Вследствие гаструляции эмбриобласт (7 сутки) расщепляется на 2 слоя: верхний слой — эпибласт или первичная эктодерма (содержит клетки, из которых будет формироваться эктодерма, мезодерма, хорда и часть энтодермы) и нижний слой — гипобласт (будущая энтодерма после присоединения клеточного материала прехордальной пластинки из эпибласта). Почти одновременно с этим происходит выселение клеток из эпи- и гипобласта — внезародышевая мезенхима, которая выстилает внутреннюю поверхность трофобласта. Далее в течение 2-й недели эпибласт и гипобласт начинают прогибаться в противоположных направлениях и превращаются в пузырьки: из эпибласта образуется амниотнческий пузырек, нзгипобласта — желточный пузырек. Эти 2 пузырька окружаются внезародышевой мезенхимой. Соприкасающиеся поверхности амниотического и желточного пузырька имеют вид диска и, соответственно, называются зародышевым эпибластом и зародышевым гипобластом, а вместе — зародышевым щитком. Остальные участки амнионического и желточного пузырька называются внезародышевым эпи- и гипобластом.
-
В начале 3-й недели (14-17 сутки) гаструляция происходит в две фазы: на I фазе идёт подготовка к выселению (иммиграции) клеток из эпибласта ‒ клетки перемещаются (медленно двигающиеся клетки: с будущего краниального конца к каудальному концу по центру эпибласта, а быстродвигаюшиеся клетки: вначале также с краниального полюса к каудальному полюсу, но по краю эибласта, и поворачивась перемещаются по центру эпибласта к краниальному концу), затем собираются вместе и образуют на поверхности эпибласта 3 структуры: прехордальную пластинку, узелок и полоску. Во II фазе ‒ происходит выселение клеток из этих структур: клетки узелка выселяются и между имеющимися двумя листками образуется первый осевой орган ‒ хорда. Клетки прехордальной пластинки выселяются и присоединяются к гипобласту, формируя нижний листок ‒ энтодерму. Клетки полоски выселяются, занимают положение между двумя имеющимися листками и образуют средний листок ‒ мезодерму. Оставшаяся часть эпибласта после выселения клеток трёх структур ‒ эктодерма.
-
В мезодерме выделяют дорсальный участок (образует сомиты) и вентральный (два листка спланхнотома, дающих начало стенки вторичной полости – целома).
-
-
В процессе образования трёх зародышевых листков часть клеток мезодермы выселяется между зародышевыми листками и формирует сетевидную структуру ‒ мезенхиму, заполняющую пространство между зародышевыми листками. В мезенхиму происходит, например, миграция промиобластов и миобластов (выселившихся из сомитов), предшественников меланоцитов и клеток мозгового вещества надпочечников, клеток АПУД-системы (из сегментов нейрального гребня), клеток-предшественников эндотелия (из спланхнотомов) и т.д. клеткам крови, железистого эпителия мозгового вещества надпочечников и др.
-
Схема развития мезенхимы. Слева - более ранняя стадия; справа - более поздняя с выделившейся мезенхимой: 1 - эктодерма; 2 - нервная трубка; 3 - энтодерма; 4 - париетальный листок мезодермы; 5 - висцеральный листок мезодермы; 6 - целом; 7 - склеротом; 8 - дерматом; 9 - миотом; 10 - нефротом; 11 - ганглионарная пластинка; 12 - хорда (по Кацнельсону).
-
В процессе дифференцировки тканей необходимо участие внеклеточных структур (например, базальных мембран) и компонентов межклеточного вещества (например, мукополисахариды и ряд белков (фибронектин, коллаген и др.)), так как они выполняют трофическую и опорную функции, а также оказывают влияние на рецепторный аппарат клеток. Развитие организма сопровождается возникновением временных и постоянных межклеточных контактов
-
Ограничение потенций эмбриональных зачатков к различным дифференцировкам, определение направления их дефинитивной специализации ‒ детерминация. Проявление изменений в виде морфологических и функциональных особенностей (морфологические различия) ‒терминальная дифференциация.
-
Детерминация клеток связана не со структурными изменениями ДНК хромосом, а со стойким изменением регуляции работы генетического аппарата (деблокирование специфических для определённого направления дифференцировки генов или блокированием других генов и т.д.).
-
Стойкая детерминация малодифференцированных клеток передаётся в ряду клеточных поколений в процессе их деления (эпигенетическая наследственность). При некоторых внешних воздействиях может нарушиться естественная детерминация малодифференцированных клеток, что может привести к превращению одного тканевого типа в другой, но в пределах данной тканевой группы – метаплазия. Например, замена однослойного призматического эпителия желудка однослойным плоским.
-
Филогенетическая метаплазия заключается в том, что в процессе усложнения многоклеточных животных могут появляться вторичные и третичные ткани, которые возникают на основе зачатков тканей с основной функцией, но приобретают свойства тканей другого типа, выполняя их функцию.
-
В результате более древние соматические мышечные ткани позвоночных развиваются из миотомов, миокард из специализированных зачатков эпителиальной выстилки целома, (вторичные) гладкая мышечная ткань из мезенхимы, (третичные) мышцы, регулирующие диаметр зрачка – из зачатка нервной ткани. (третичные) Однако, несмотря на сходство, структурно-функциональной организации скелетной, сердечной и гладкой мышечной ткани и мышц, происходящих из нервного зачатка, они не могут превращаться друг в друга, т.е. наблюдается образование строго детерминированных разновидностей единого типа сократимых тканей.
-
Процессы пролиферации и дифференцировки в некоторых тканях являются анатагонистическими, поэтому существуют способы их сочетания при формировании тканей. Первый способ – все процессы пролиферации клеток в тканевой системе в основном происходят в эмбриональный период, когда формируется основной запас «клеток», необходимый для построения ткани. Второй способ увеличения количества клеток при антагонизме между пролиферацией и дифференцировкой – создание постоянного запаса малодифференцированных пролиферирующих клеток, что обеспечивает непрерывное обновление клеток в ткани.
-
В тканях нервной системы многоклеточных животных продолжительность жизни нейронов соответствует продолжительности жизни организма – «стационарные» тканевые системы. Однако их клетки характеризуются непрерывным внутриклеточным обновлением цитоплазматических структур. Это также характерно для клеток эпителия печени, мышечных волокон и тканевых элементов некоторых других тканей.
-
ткани (например, эпителиальные) с непрерывным обновлением клеточного состава (камбиальные клетки). При этом численное постоянство клеточного состава в них достигается благодаря сбалансированному равновесию между количеством погибающих и вновь образующихся клеток из малодифференцированных предшественников.
-
соматическая полиплоидизация
При политении из цикла репродукции выпадает митоз и происходит многократное удвоение молекул ДНК в составе хромосом диплоидных клеток (хромосомы становятся видимыми в интерфазном ядре, но их число не увеличивается).
-
При эндомитозе в большинстве случаев ядерная оболочка не разрушается, но происходит кратное увеличение числа хромосом (отсутствует анафаза митоза).
-
-
Практическое занятие 1
Методы исследования в гистологии.
-
Анализ гистологических препаратов
-
Гистологический препарат должен: сохранять прижизненное состояние структур; быть достаточно тонким и прозрачным для изучения его под микроскопом в проходящем свете; быть контрастным, т.е. изучаемые структуры должны под микроскопом определяться; препараты должны долго сохраняться и использоваться повторно. изготавливается как из нефиксированных («живых»), так и из фиксированных («мёртвых») структур.
-
-
Процесс изготовления гистологического препарата для световой и электронной микроскопии включает следующие этапы: 1) взятие материала и его фиксация; 2) уплотнение материала; 3) приготовление срезов; 4) окрашивание срезов; 5) заключение срезов в бальзам или другие.
-
-
-
Уплотнение материала
Целью данного этапа является придание исследуемому материалу такой плотности, которая позволит получить тонкие срезы. Это достигается двумя способами: Замораживание образца с последующей резкой на замораживающем микротоме. Пропитывание уплотняющими средами (парафин, эпоксидные смолы и др.). Основные этапы парафиновой проводки: Промывка материала проточной водопроводной водой для удаления фиксатора. Обезвоживание (дегидратация) материала в спиртах, возрастающей концентрации (70, 80, 90, 96 или абсолютный спирт 100%). Удаление спирта и подготовка материала к пропитыванию парафином обработка растворителями парафина (ксилол и др.) и смесью парафина и ксилола (при температуре 37С). Заливка в чистый расплавленный парафин (при температуре 56С). Охлаждение парафина и формирование блоков.
-
-
-
-
Методы окраски гистологических структур очень разнообразны: общегистологические (выявление общего плана строения клеток, тканей, органов); специальные (выявление специализированных структур в клетках и тканях); гистохимические (анализ химического состава клеток и межклеточного вещества); импрегнация (выявление специализированных структур в клетках и тканях).
-
Импрегнация
Импрегнация – метод выявления тканевых структур путём пропитывания объектов гистологического исследования растворами солей тяжёлых металлов (например, азотнокислое серебро, кобальт, хлористое золото, кадмий, осмиевый ангидрид и др.). При этом участки ткани, в которых происходит осаждение солей металлов на гистологических структурах, приобретают чёрный или бурый цвет в зависимости от количества и свойств восстановленного металла. Строение коры мозжечка. 1 - молекулярный, 2 - ганглиозный и 3 -Зернистый слои. Импрегнация серебром.
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Микроскоп - это оптический прибор, позволяющий получить обратное изображение изучаемого объекта и рассмотреть мелкие детали его строения, размеры которых лежат за пределами разрешающей способности глаза.
-
В микроскопе выделяют две системы: оптическую и механическую. К оптической системе относят объективы, окуляры и осветительное устройство (конденсор с диафрагмой и светофильтром, зеркало или электроосветитель). Механическая система микроскопа состоит из подставки, коробки с микрометренным механизмом и микровинтом, тубуса, тубусодержателя, макровинта, кронштейна конденсора, винта перемещения конденсора, револьвера, предметного столика.
-
Микровинт служит для незначительного перемещения тубусодержателя и объектива на расстояния, измеряемые микрометрами. Полный оборот микрометренного винта передвигает тубусодержатель на 100 мкм, а поворот на одно деление опускает или поднимает тубусодержатель на 2 мкм. Макровинтиспользуют для значительного перемещения тубусодержателя, а, следовательно, и объектива с целью фокусировки объекта при малом увеличении.
-
-
-
-
-
Правила работы с микроскопом
1. Работать с микроскопом следует сидя; 2. Микроскоп установить перед собой на 2-3 см от края стола. Во время работы его не двигать; 3. Открыть полностью диафрагму, поднять конденсор в крайнее верхнее положение; 4. Работу с микроскопом всегда начинать с малого увеличения; 5. Опустить объектив - в рабочее положение, т.е. на расстояние 1 см от предметного стекла; 6. Установить освещение в поле зрения микроскопа, используя электроосветитель или зеркало. Глядя одним глазом в окуляр и пользуясь зеркалом, направить свет от окна в объектив, а затем максимально и равномерно осветить поле зрения. Если микроскоп снабжен осветителем, то подсоединить микроскоп к источнику питания, включить лампу и установить необходимую яркость горения; 7. Положить микропрепарат на предметный столик так, чтобы изучаемый объект находился под объективом. Глядя сбоку, опускать объектив при помощи макровинта до тех пор, пока расстояние между нижней линзой объектива и микропрепаратом не станет 4-5 мм;
-
8. Смотреть одним глазом в окуляр и вращать винт грубой наводки на себя, плавно поднимая объектив до положения, при котором хорошо будет видно изображение объекта. Нельзя смотреть в окуляр и опускать объектив.Фронтальная линза может раздавить покровное стекло, и на ней появятся царапины; 9. Передвигая препарат , найти нужное место, расположить его в центре поля зрения микроскопа; 10. Для изучения объекта при большом увеличении, сначала нужно поставить выбранный участок в центр поля зрения микроскопа при малом увеличении. Затем поменять объектив на 40 х, поворачивая револьвер, так чтобы он занял рабочее положение. При помощи микровинта добиться хорошего изображения объекта. На коробке микрометренного механизма имеются две риски, а на микрометренном винте - точка, которая должна все время находиться между рисками. Если она выходит за их пределы, ее необходимо возвратить в нормальное положение. При несоблюдении этого правила, микрометренный винт может перестать действовать; 11. По окончании работы с большим увеличением, установить малое увеличение, поднять объектив, снять с рабочего столика препарат, протереть чистой салфеткой все части микроскопа, накрыть его полиэтиленовым пакетом и поставить в шкаф.
-
Методы микроскопирования
1. Обычная световая микроскопия Фазово-контрастная Интерференционная Темнопольная Люминесцентная (флюоресцентная) Поляризационная 2. Электронная микроскопия Просвечивающий ЭМ Сканирующий ЭМ
-
Микроскопирование
фазово-контрастная
-
-
В темнопольном микроскопе только свет, который дает дифракцию (огибание волнами) структур в препарате, достигает объектива. Происходит это благодаря наличию в микроскопе специального конденсора, освещающего препарат строго косым светом; лучи от осветителя направляются сбоку. При этом поле выглядит тёмным, а мелкие частицы в препарате отражают свет, который далее попадает в объектив.
-
-
Интерференционная микроскопия (разновидность фазово-контрастной микроскопии), предназначена для количественного определения массы ткани. Дифференциальный интерференционный микроскоп (с оптикой Номарского) используют для изучения рельефа поверхности клеток и других биологических объектов. В интерференционном микроскопе пучок света от осветителя разделяется на два потока: один проходит через объект и изменяется по фазе колебания, второй идёт, минуя объект. В призмах объектива оба пучка накладываются друг на друга. В результате строится изображение, в котором участки микрообъекта разной толщины и плотности различаются по степени контрастности. Проведя количественную оценку изменений, определяют концентрацию и массу сухого вещества.
-
Фазово-контрастный и интерференционный микроскопы позволяют изучать живые клетки. Преимуществом фазово-контрастной, интерференционной и тёмнопольной микроскопии является возможность наблюдать клетки в процессе движения и митоза (при помощи покадровоймикровидеосъёмки).
-
Люминесцентная (флюоресцентная) микроскопия - флюоресцирующие объекты
Люминесцирующие клетки (иммунофлю-оресценция) Срез ткани, флюорохромированный акридиновым оранжевым Все клетки живого организма обладают собственной флюоресценцией. Первичной флюоресценцией обладают серотонин, катехоламины (адреналин, норадреналин), содержащиеся в нервных, тучных и других клетках, после фиксации тканей в парах формальдегида при 60-80°С (метод Фалька). Вторичная флюоресценция возникает при обработке препаратов специальными красителями ‒ флюорохромами.
-
Флуоресцентная микрофотография нейрона регенерирующего в клеточной культуре Флюорохромы специфически связываются с определёнными макромолекулами (акридиновый оранжевый, родамин, флюоресцеин и др.). Например, при обработке препаратов акридиновым оранжевым ДНК и её соединения в клетках имеют ярко-зелёное, а РНК ‒ ярко-красное свечение. Существует много красителей, с помощью которых можно выявить белки, липиды, внутриклеточные ионы кальция, магния, натрия и др. Для повышения контрастности флюорохромированных объектов применяется конфокальный вариант оптического микроскопа. С помощью данного метода микроскопии получается информация о форме клеток, цитоскелете, структуре ядра, хромосом и др.
-
Электронный микроскоп позволяет рассмотреть строение очень мелких структур, невидимых в световом микроскопе. Его разрешающая способность в 400 раз больше, чем у светового микроскопа. Это достигается за счёт потока электронов, вместо видимого света. Различают два типа электронных микроскопов: трансмиссионный (просвечивающий) и сканирующий (дающий объемное изображение микропрепаратов). СКАНИРУЮЩИЙ АВТОЭМИССИОННЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ МИКРОСКОП ZEISS LEO SUPRA 25 Цифровой микроскоп — это так называемый цифровой комплекс, состоящий из микроскопа и фото или видеокамеры к нему.
-
-
-
-
-
Метод криоэлектронной микроскопии. Быстро замороженный тонкий слой (около 100 нм) образца ткани помещают на микроскопическую решётку и исследуют в вакууме микроскопа при -160 °С.
-
Метод электронной микроскопии«замораживание - травление» применяют для изучения внешней поверхности мембран клеток. Метод позволяет выявлять трёхмерную организацию структур.
-
Методы контрастирования солями тяжелых металлов позволяют исследовать в электронном микроскопе отдельные макромолекулы ‒ ДНК, крупных белков (например, миозин). При контрастировании изучают агрегаты макромолекул (рибосомы, вирусы) либо белковые филаменты (актиновые нити).
-
Электронная микроскопия ультратонких срезов, полученных методом криоультрамикротомии. При этом кусочки тканей без фиксации и заливки в твёрдые среды быстро охлаждают в жидком азоте при температуре -196 °С. Это обеспечивает торможение метаболических процессов клеток и переход воды из жидкой фазы в твёрдую. Далее блоки режут на ультрамикротоме при низкой температуре. Такой метод приготовления срезов обычно используют для определения активности ферментов, а также для проведения иммунохимических реакций.
-
Методы сверхвысоковольтной микроскопии. Используют электронные микроскопы с ускоряющим напряжением до 3 000 000 В. Преимущество этих микроскопов в том, что они позволяют исследовать объекты большой толщины (1-10 мкм), так как при высокой энергии электронов они меньше поглощаются объектом. Стереоскопическая съёмка позволяет получать информацию о трехмерной организации внутриклеточных структур с высоким разрешением (около 0,5 нм).
-
-
При витальном (прижизненном) окрашивании клеток и тканей краситель вводят в организм животного; происходит избирательное окрашивание определённых клеток, их органелл или межклеточного вещества. Например, с помощью трипанового синего или литиевого кармина выявляют фагоциты, а с помощью ализарина ‒ матрикс кости.
-
Суправитальнымокрашиванием называют окрашивание живых клеток, выделенных из организма. Таким способом выявляют молодые формы эритроцитов ‒ ретикулоциты крови (краситель бриллиантовый крезиловый голубой), митохондрии в клетках (зеленый янус), лизосомы (нейтральный красный).
-
-
Культивирование
- Клеточная культура – содержит суспензию клеток. Культивирование проводят в стеклянной посуде, поверхность которых покрыта внеклеточным матриксом. Культивируемые клетки формируют монослой или клеточные колонии – клоны. Тканевая, органные культуры. Культивируют фрагменты тканей или органов. Используют для исследования механизмов эмбриональной дифференцировки
-
У большинства клеток в культуре наблюдается определённое количество делений (50-100), а затем они погибают. Иногда в культуре появляются мутантные клетки, которые длительно размножаются и образуют клеточную линию (фибробласты, эпителиоциты, миобласты и др.).
-
-
Гистохимические методы
Позволяют установить локализацию определенных веществ или биохимических процессов в тканевых и клеточных структурах. Для контроля специфичности реакции часто применяют соответствующие ферменты. Например, для выявления в клетках рибонуклеиновой кислоты (РНК) часто используют галлоцианин (окрашивает РНК в сине-фиолетовый цвет) ‒ краситель с основными свойствами, а наличие РНК подтверждают контрольной обработкой рибонуклеазой, расщепляющей РНК. Если срез предварительно обработать рибонуклеазой, а затем окрасить галлоцианином, то отсутствие окрашивания подтверждает наличие в структуре РНК.
-
-
Методы иммунофлюоресцентного и иммуноцитохимического анализа. В связи с высокой специфичностью антител (белки, вырабатываемые плазмоцитами (производными В-лимфоцитов)) в отношении антигенов они могут быть использованы для выявления любых белков клетки. Метод основан на реакциях антиген-антитело. Каждая клетка организма имеет специфический антигенный состав, который главным образом определяется белками. Для усиления специфичности реакции применяют моноклональные антитела, образуемые линией клеток, ‒ клонами (одна линия ‒ один клон), полученной методом гибридом (клеточные линии, секретирующие отдельные разновидности моноклональных антител с антигенной специфичностью) из одной клетки.
-
-
Цитоспектрофотометрия‒ метод изучения химического состава клетки, основанный на избирательном поглощении веществами лучей с определённой длиной волны. По интенсивности поглощения монохроматического света, которая зависит от концентрации вещества, производится определение его содержания в клетке (например, определение содержания ДНК в ядре, РНК и суммарного белка в цитоплазме и др.).
-
Цитоспектрофлюориметрия‒ метод количественного изучения внутриклеточных веществ по спектрам их флюоресценции или по интенсивности флюоресценции при облучении препарата заранее выбранной длиной световой волны (цитофлюориметрия). При этом используются флюорохромы, количественно связывающиеся с веществами клетки (ДНК, РНК, белками и др.). Цитофлюориметры позволяют обнаружить в различных структурах малые количества вещества (до 10-14-10-16 г) и оценить локализацию исследуемых веществ в микроструктурах.
-
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ПО ГИСТОЛОГИИ 1. Афанасьев Ю. И. Гистология, цитология и эмбриология. М.: Медицина, 2004. 2. Быков В. Л. Цитология и общая гистология (функциональная морфология клеток и тканей организма). СПб.: СОТИС, 2000. 3. Волкова О. В., Елецкий Ю. К., Дубовая Т. К. и др. Гистология, цитология и эмбриология. Атлас. М.: Медицина, 1996. 4. Глушен С. В. Цитология и гистология. Конспект лекций. Мн.: БГУ, 2003. 5. Афанасьев Ю. И. Гистология, цитология и эмбриология. М.: Медицина, 2004. 6. Быков В. Л. Цитология и общая гистология (функциональная морфология клеток и тканей организма). СПб.: СОТИС, 2000. 7. Гистология. / Под ред. В. Г. Елисеева, Ю. И. Афанасьева, Н. А. Юриной. М.: Медицина, 1983. 8. Гистология. / Под ред. Э. Г. Улумбекова, Ю. А. Челышева. М.: ГЭОТАР, 1997. 9.Данилов Р.К., Клишов А.А., Боровая Т.Г., Ващенков В.В. Гистология в мультимедиа.-СПб.:ВмедА, 1998 10.Кузнецов С.Л., Мушкамбаров Н.Н., Горячкина В.Л. Руководство-атлас по гистологии, цитологии и эмбриологии.-М.: ММА им. И.М.Сеченова. 11.Павлов А.В, Гансбургский А.Н., Щербаков О.О. Знаете ли Вы гистологию? InterNet – программа для самостоятельной работы.-Ярославль, ЯГМА, 2000.
Нет комментариев для данной презентации
Помогите другим пользователям — будьте первым, кто поделится своим мнением об этой презентации.