Методы исследования • методы биотехнологии: • культуры тканей для синтеза различных биологически активных веществ. • биоинженерия (тканевая инженерия) это выращивание в искусственных условиях клеток, тканей и органов человека для последующей трансплантации и замещения поврежденных в результате травмы или заболевания
Методы исследования Методы микроскопирования: ультрафиолетовая микроскопия (используются короткие УФ волны) флюоросцентная (люминесцентная) микроскопия – (ртутные и ксеноновые лампы). Спектральный состав излучения несет информацию о внутреннем строении объекта и химическом составе.
Методы микроскопирования фазово-контрастная микроскопия (окрашивание) Поляризационная – модификация светового с применением фильтров электронная микроскопия – высокая разрешающая способность (расстояние 0, 1 -0, 7 нм) (трансмиссионная и сканирующая) ТЭМ – плоское изображение, СЭМ – объемное.
Методы гистологического и цитологического исследования • Изготовление гистологических препаратов (мазков, отпечатков, срезов) • Прижизненные методы: • Метод вживления прозрачных камер • Метод трансплантации клеток крови и костного мозга от здоровых людей – доноров людям-реципиентам, подвергнутым смертельному облучению. • Витальное и суправитальное окрашивание • Исследование живых клеток в культуре (гибридизация клеток)
Методы гистологического и цитологического исследования • Цито- и гистохимические методы (электоронная гистохимия) • Метод радиоавтографии – позволяет изучить более полно обмен веществ в разных структурах.
При этом вводят вещество с меченными радиоактивными изотопами.
• Методы иммунофлюоросцентного анализа (применение антител) • Методы фракцинирования клеточного содержимого (ультрацетрифугирование, хроматография, электорофорез)
Методы гистологического и цитологического исследования • Количественные методы: • Цитоспектрофотометрия • Цитоспектрофлюорометрия • Интерферометрия • Методы анализа структур: • Морфомерия • Автоматические системы обработки
История развития гистологии как науки • Успехи гистологии как науки о строении и происхождении тканей связаны с развитием техники, оптики и методов микроскопирования. • Микроскопические методы исследования позволили накопить данные по тонкому строению организма и на этом основании сделать теоретические обобщения.
История развития гистологии как науки • В истории учения о тканях и микроскопическом строении органов следует различать 3 периода: • Домикроскопический (продолжительностью около 2000 лет).
Самый продолжительный. • Микроскопический (около 300 лет) – с 1665 г.
• Современный (с середины ХХ столения) — сочетающий достижения в области электоронной микроскопии, иммунноцитохимии, цитофотометрии и др.
Домикроскопический период • С IV в. до н. э. и до середины XVII в. , является пред историей гистологической науки, основанной на макроскопической технике.
• Этот период связан с именами Аристотеля, Галена, Авиценны, Везалия, Фалоппия.
• В этот период создавались общие представления о тканях, как об «однородных» частях организма, отличающиеся друг от друга физическими свойствами (твердые, мягкие), удельным весом (тонущие в воде, не тонущие) и пр.
Домикроскопический период • Представления складывались на основании анатомического расчленения трупов, • все классификации тканей строились на их внешнем сходстве и различиях; • Ошибочно в одну группу попадали иногда такие различные ткани, как нервная и соединительная (нерв, сухожилие).
Микроскопический период • Начался, когда английский физик Р. Гук усовершенствовал микроскоп (1665). • Предполагают, что первые микроскопы были изобретены в начале 17 в. • Р. Гук использовал микроскоп для системного исследования различных объектов, результаты своих исследований он опубликовал в книге «Микрография» (1665). Он впервые ввел термин «клетка» ( «целлюля» ).
Микроскопический период • С этого времени усилилась разработка технических методов исследования. • В этот период «зуд познания» , по выражению М. Мальпиги и «желание постичь дела творца» (Н. Грю) побуждали многих исследователей к микроскопическим исследованиям.
Микроскопический период • Ян Пуркинье описал наличие в животной клетке «протоплазмы» и ядра. • Р. Броун подтвердил наличие ядер и большинстве животных и растительных клеток. • Ботаник М. Шлейден заинтересовался происхождением клеток – цитогенезисом.
Микроскопический период • Дальнейшее совершенствование микроскопов позволило выявить еще более мелкие структуры: • Клеточный центр Гартвига (1875); • Пластинчатый комплекс Гольджи (1898); • Митоходрии Бенда (1898) и т. д.
Клеточная теория • Итог исследованиям подвел Теодор Шванн, который сформулировал клеточную теорию (1838 -1939): • 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. • Р. Вирхов (1858) уточнил, что развитие клеток осуществляется путем деления исходной клетки.
Основные положения современной клеточной теории: • Клетка является наименьшей единицей живого; • Клетки животных организмов сходны по строению; • Размножение клеток происходит путем деления исходной клетки; • Многоклеточные организмы представляют собой совокупность клеток и их производных, объединенные в системы тканей и органов, связанных между собой клеточными, гуморальными и нервными формами регуляции.
Микроскопический период • С сер. XIX в. – бурное развитие описательной гистологии • Изучены различные органы и ткани, их развитие • Уточнена классификация тканей • Развитие гистологической техники и методов микроскопирования (водные и масляные объективы, микротом, фиксаторы, окрашивание) • К. Гольджи и Р. Кахаль – в 1906 г. Нобелевская премия за открытие органелл
Отечественная гистологическая школа • С 30 -40 -х гг. 19 в. – кафедры гистологии и эмбриологии в Моск. (1864) и С-Пб. Университетах. • Основоположники – А. И. Бабухин, Ф. В. Овсянников, Н. М. Якубович, М. Д. Лавдовский, К. А.
Арнштейн, П. И. Перемежко и Н. А. Хржоншевский • Московская школа – А. И. Бабухин (гистогенез и гистофизиология тканей: нервной мышечной), его ученик И. Ф. Огнев (влияние лучистой энергии, темноты, голодания на клетки и ткани).
Отечественная гистологическая школа • Основоположник С-Пб. школы – Ф. В. Овсянников (исследования нервной системы, органов чувств), А. С.
Догель (вегетативная нервная система, классификация нейронов, журнал «Архив анатомии, гистологии и эмбриологии» ) • В С-Пб. Военно-медицинской академии – эмбриолог К. Э. Бэр (образование зародышевых листков), Н. М.
Якубович (ЦНС), М. Д. Лавдовский (клетки мочевого пузыря, регенерация нервных волокон после травмы)
Отечественная гистологическая школа • Казанская школа – К. А. Арнштейн (морфология концевых нервных волокон, нервных узлов, • Томский университете – А. С. Догель, А. Е. Смирнов (нейрогистология) • Киевский университет – П. И. Перемежко (развитие зародышевых листков, строение различных органов, митоз)
• А. А. Заварзин – филогенетическое развитие тканей и строение соединительной ткани и крови • Н. Г. Хлопин – эволюционное развитие тканей • В. Г. Елисеев – гистофизиология соединительной ткани. • А. Н. Северцов – сравнительная эмбриология (фидэмбриогенез) • А. Г. Кнорре – эмбриональный гистогенез • Л. И. Фалин – атлас по эмбриологии и гистологии
Современный период • начинается с 1950 г. – с момента использования электронного микроскопа (хотя электронный микроскоп был изобретен в 1931 г. Е. Реска, М. Кноль). • характерно использование новейших методов: • — цито- и гистохимии; • — гисторадиографии и др. методов; • — используются автоматизированные методы обработки полученной информации с использованием компьютера.
Неклеточные структуры Симпласты – это окружённые плазмолеммой структуры, которые содержат несколько или много ядер в едином цитоплазматическом пространстве и образуются путём слияния нескольких клеток.
Синцитий • Это совокупность клеток, связанных цитоплазматическими мостиками. • Синцитий образуется в результате не вполне завершённых делений – таких, когда между дочерними клетками остаётся цитоплазматический мостик. • У человека в виде синцития развиваются предшественники половых клеток: • оогонии у женских эмбрионов и сперматогенные клетки у половозрелых мужчин.
Постклеточные структуры • Это окружённые плазмолеммой структуры, которые происходят из обычных по строению клеток, но лишены ядра (а часто – и почти всех органелл) и приспособлены для выполнения определённых функций. • К постклеточным структурам у человека относятся: • роговые чешуйки эпидермиса, волос и ногтей, • эритроциты • тромбоциты.
Основные компоненты клетки • Плазмолемма (цитолемма) • Цитоплазма (гиалоплазма, органеллы, включения) • Ядро
Основные компоненты клетки: Плазмолемма • Состав: • липиды (билипидный слой) – 40%, • белки – 50 -55%, • углеводы (гликокаликс) – 5 -10% • Функции – разграничение, рецепция, транспорт веществ • Транспорт: активный и пассивный, экзоцитоз и эндоцитоз (фагоцитоз, пиноцитоз)
Межклеточные соединения • Контакты простого типа – • простые межклеточные соединения (1) и интердигитации (пальцевидные соединения) (2).
Межклеточные соединения • Контакты сцепляющего типа – десмосомы (5) и адгезивные пояски.
Десмосомы
Адгезивный поясок • По структуре данный контакт похож на десмосомный • По форме контакт представляет собой ленту, которая опоясывает клетку.
Плотное соединение • Контакты запирающего типа – плотное соединение (запирающая зона, или zona occludens) (4).
Плотное соединение • плазмолеммы прилегаю т друг к другу вплотную, сцепляясь с помощью специальных белков. • Образуют подобие ячеистой сети. • обеспечивается надёжное отграничение двух сред, находящихся по разные стороны от пласта клеток.
Плотное соединение • Контакты коммуникационн ого типа – • щелевидные соединения (нексусы, или gapjunctions) (3) и синапсы.
Нексус
Нексус • Диаметром 0, 5 – 3 мкм. • Плазмолеммы сближены на расстояние 2 нм • Пронизаны полыми трубочками – белковыми каналами (3) • Каждая трубочка состоит из двух половин – коннексонов.
• Коннексоны образуют каналы — могут диффундировать неорганические ионы и низкомолекулярные органические соединения: — сахара, аминокислоты, промежуточные продукты их метаболизма.
• Ионы Са 2+ меняют конфигурацию коннексонов – так, что просвет каналов закрывается.
Синапсы
Основные компоненты клетки: Гиалоплазма • Это матрикс, внутренняя среда клетки. • Состав: вода – 90% • различные биополимеры: белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, аминокислоты, моносахара, нуклеотиды, ионы и другие низкомолекулярные вещества, которые образуют коллоидную систему (цитозоль или цитогель) • Обеспечивает взаимосвязь между всеми компонентами клетки.
Основные компоненты клетки: Включения цитоплазмы • Это непостоянные компоненты цитоплазмы, которые могут возникать или исчезать в различные функциональные состояния клеток.
• Различают: • трофические (белковые, углеводные, липидные), • секреторные (ферменты, гормоны), • экскреторные (продукты метаболизма) • пигментные – эндогенные (гемоглобин, меланин, липофусцин) и экзогенные (каротин, красители).
Включения гликогена
Включения липидов
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!!!
Цитология и ее методология
Цитология (греч. cytos — клетка + logos — наука) — наука о строении и жизнедеятельности клетки. На данный момент нам кажется очевидным, что растения, грибы и животные состоят из клеток, однако раньше об этом и не догадывались.
Цитология начала свой путь развития относительно недавно, в этой статье мы обсудим клеточную теорию и методы, которые используются в цитологии для изучения клеток (методологию).
Клеточная теория
Создание и развитие клеточной теории стало возможным после изобретения микроскопа в 1590 году голландским мастером по изготовлению очков — Захарием Янсеном. Первый микроскоп мог увеличивать изучаемый объект до 3-9 раз.
В 1665 году Роберт Гук, используя микроскоп собственного изобретения, смог различить ячеистые структуры пробки ветки бузины. Эти ячеистые структуры напомнили Роберту Гуку монашеские кельи, он ввел термин клетка (от лат. сеllа — комната, келья).
На самом деле Роберт Гук увидел не живые клетки, как он предполагал, а оставшиеся от них плотные клеточные стенки, которые и представляли собой ячеистую структуру.
В 70-х годах XVII века нидерландский натуралист Антони ван Левенгук открыл целый мир, невидимый невооруженным глазом. Он увидел в микроскопе простейшие организмы: инфузорий, сперматозоидов, а также дрожжи, бактерии, эпидермис кожи.
В течение 50 лет он отсылал результаты своих наблюдений в Лондонское королевское общество. Поначалу они были встречены со скептицизмом, но когда комиссия ученых лично во всем убедилась и подтвердила подлинность его исследований, Антони ван Левенгук был избран действительным членом Лондонского королевского общества.
В последующее время было много описаний самых разных клеток, однако обобщить накопленный материал оказалось не легкой задачей. С ней в 1839-1840 годах справились немецкий ботаник Маттиас Шлейден и немецкий зоолог Теодор Шванн.
Изучая строение растений и животных, Шлейден и Шванн независимо друг от друга пришли к одному и тому же выводу: все организмы, как растительные, так и животные, состоят из клеток, сходных по строению. Они постулировали, что все живое состоит из клеток. В 1839-1840 годах возникла клеточная теория Шлейдена и Шванна, основные положения которой:
- Все организмы состоят из клеток
- Клетка — мельчайшая структурная единица жизни
- Образование новых клеток — основополагающий способ роста и развития растений и животных
- Организм представляет собой сумму образующих его клеток
Допустили ли Шлейден и Шванн ошибки? Да, они были. Ошибочно предположение о том, что клетка может образоваться из неклеточного вещества.
Важное дополнение в 1855 в клеточную теорию внес Рудольф Вирхов, который утверждал, что любая клетка может образоваться только путем деления материнской клетки.
Какие же положения включает в себя современная клеточная теория? Приступим к их изучению:
- Клетка является структурной, функциональной и генетической единицей живого
- Клетки растений и животных сходны между собой по строению и химическому составу
- Клетка образуется только путем деления материнской клетки
- Клетки у всех организмов окружены мембраной (имеют мембранное строение)
- Ядро клетки — ее главный регуляторный органоид
- Клеточное строение растений, животных и грибов свидетельствует о едином происхождении всего живого
- В многоклеточном организме клетки подразделяются (дифференцируются) по строению и функции. Они объединяются в ткани, органы и системы органов.
- Клетка — элементарная, открытая и живая система, способная к самообновлению, воспроизведению и саморегуляции
XX век несомненно стал веком биологических наук: цитологии, генетики. Это произошло во многом благодаря клеточной теории.
Я хочу поделиться с вами моим искренним восхищением новой жизни. Вдумайтесь — мы ведь когда-то с вами были всего одной единственной клеткой, зиготой! Как в одной клетке природе удалось уместить столько всего: кожу, мышцы, нервную систему, пищеварительный тракт? Мы приоткроем завесу этой тайну в статьях по генетике и эмбриологии, и, тем не менее, мое восхищение этим безгранично.
Наши клетки рождаются и умирают: эпителий кишечника обновляется каждые 5 дней полностью, при удалении 70% печени оставшиеся клетки способны восстановить всю структуру этого органа, каждые 30 дней мы получаем новую кожу. При этом наше сознание и память остаются с нами. Мы — чудо, настоящее чудо природы, созданное из одной единственной клетки.
Микроскопия
Микроскопия — важнейший метод цитологии, в ходе которого объекты рассматриваются при помощи микроскопа. Его оптическая система состоит из двух основных элементов: объектива и окуляра, закрепленных в тубусе. Микропрепарат (срез тканей) располагается на предметном столике, расстояние от которого до объектива регулируется с помощью винта (винтов).
Чтобы посчитать увеличительную способность микроскопа следует умножить увеличение окуляра на увеличение объектива. К примеру, если окуляр увеличивает объект в 20 раз, а объектив — в 10, то суммарное увеличение будет в 200 раз.
Некоторое внимание уделим направлениям в биологии, которые необходимо знать на современном этапе технического прогресса.
Биоинженерия
Биоинженерия — направление науки и техники, развивающее применение инженерных принципов в биологии и медицине. В рамках биоинженерии происходят попытки (и довольно успешные) выращивания тканей и создание искусственных органов, протезов.
То есть биоинженерия занимается преимущественно технической частью. Медицинское направление в биоинженерии ищет замену органам и тканям человека, которые утратили свою функциональную активность и требуют «замены».
Биотехнология
Биотехнология — направление биологии, изучающее возможность применения живых организмов или продуктов их жизнедеятельности для решения технологических задач. В биотехнологии путем генной инженерии создают организмы с заданным набором свойств.
В рамках биотехнологии происходит получение антибиотиков — продуктов жизнедеятельности бактерий, очищение водоемов с помощью моллюсков, увеличение плодородия почвы с помощью дождевых червей, клонирование организмов.
Это разительно отличается от задач биоинженерии, хотя безусловно, эти дисциплины смежные. Все-таки в биотехнологии происходит большее вторжение в живой мир, по сути человек выступает эксплуататором, достигая с помощью животных, растений и грибов своих целей. Человек проводит искусственный отбор, отделяя особей, которые продолжат род, от других, «менее перспективных».
В рамках биотехнологии выделяются следующие направления:
- Генная инженерия
- Сорт кукурузы, устойчивый к действию насекомых-вредителей
- Бактерии, продуктом жизнедеятельности которых является человеческий инсулин, используемый в дальнейшем как лекарство
- Культура клеток, вырабатывающих гормон человека — эритропоэтин, также используемый в лечебных целях
- Клеточная инженерия
Представляет собой совокупность методов и технологий, которые приводят к получению рекомбинантных РНК и ДНК, выделению генов из клеток и внедрения их в другие организмы. Изменив молекулу ДНК или РНК, человек добивается своей цели: клетка начинает синтезировать с нее белок. Он то и нужен человеку, такие продукты жизнедеятельности активно используются в медицине, к примеру, при изготовлении антибиотиков. В ходе генной инженерии был получены:
Представляет собой совокупность методов и технологий, используемых для конструирования новых клеток. В основе лежит идея культивирования клеток тканей вне организма.
С помощью клеточной инженерии возможно бесполое размножение ценных форм растений. Часто получаются, так называемые, гибридные клетки, которые сочетают свойства, к примеру, раковых клеток и лимфоцитов, в результате становится возможно быстрое получение антител.
Развитие гистологии, цитологии и эмбриологии
Содержание
Введение…………………………………………………….………….…..2
- Гистология…………..………………..………………..…….………3
- Цитологии…………………………………..….……..…….………3
- Эмбриология………………………………………….…..…..….…4
-
2.1 Историческое развитие гистологии……………….…………..…….5
-
2.2. Развитие цитологии………………………………..…….…..……..13
-
2.3. Эмбриология: краткая история развития……….…………………14
-
Заключение………………………………………………………………..20
-
Приложение………………………………………………………………21
-
Список
использованной литературы……………………………………..23
Введение
Анализ
литературы позволяет определить научные
подходы к гистологии, цитологии и эмбриологии.
Главная задача курсовой работы состоит в
том, что гистология, цитология и эмбриология – главные науки в развитии и формировании живых организмов. И узнать стадии развития этих наук.
Гистология, наука, занимающаяся изучением тканей животных. Тканью называют группу клеток, сходных по форме, размерам и функциям и по продуктам своей жизнедеятельности.
У всех растений и животных, за исключением
самых примитивных, тело состоит
из тканей, причем у высших растений и у высокоорганизованных животных ткани отличаются большим разнообразием
структуры и сложностью своих
продуктов; сочетаясь друг с другом, разные ткани образуют отдельные органы тела.
Цитология изучает строение и химический состав клеток, функции внутриклеточных
структур, функции клеток в организме
животных и растений, размножение
и развитие клеток, приспособления клеток к условиям окружающей среды.
Современная цитология — наука комплексная.
Она имеет самые тесные связи
с другими биологическими науками, например с ботаникой, зоологией, физиологией, учением об эволюции органического
мира, а также с молекулярной биологией, химией, физикой, математикой.
В своем первоначальном значении эмбриология обозначала науку о развитии зародышей до их выхода из оболочек, то есть до их вылупления или рождения.
В настоящее время предмет эмбриологии трактуется более широко, включая в себя весь онтогенез — процесс индивидуального развития, по крайней мере, начиная с момента оплодотворения (и даже с более ранних процессов формирования половых клеток) и до конца жизненного цикла.
Современное учение об онтогенезе часто называют также биологией развития. Фактически биология развития и эмбриология — синонимы.
Глава 1.
1.1. Гистология (от греч. histos — ткань и логия), наука о тканях многоклеточных животных и человека. Изучением тканей растений занимается анатомия растений. Название «гистология» введено немецким учёным К. Майером (1819).
Задачи
гистология — выяснение эволюции тканей, исследование их развития в организме (гистогенез), строения и функции специализированных клеток, межуточных сред, взаимодействия клеток в пределах одной ткани и между клетками разных тканей, регенерации тканевых структур и регуляторных механизмов, обеспечивающих целостность и совместную деятельность тканей.
Основной
предмет изучения гистология — комплексы клеток в их взаимодействии друг с другом и с межуточными средами. Современная гистологияуделяет много внимания изучению специфических особенностей клеток различных тканей; в этом разделе гистология и по методам исследования, и по технике имеет много общего с цитологией, наукой об общих свойствах клеток.
Гистология принято разделять на общую гистология, исследующую основные принципы развития, строения и функций тканей, и частную гистология, выясняющую свойства тканевых комплексов в составе органов многоклеточных животных. Специальные разделы общей и частной гистология ставят своими задачами изучение химии тканей — гистохимия, и механизмов их деятельности — гистофизиология.
1.2. Цитоло́гия (греч. кутос — «вместилище», здесь: «клетка» и логос — «учение», «наука») — раздел биологии, изучающий живые клетки, их органоиды, их строение, функционирование, процессы клеточного размножения, старения и смерти
Термин
«клетка» впервые употребил Роберт Гук в 1665 году, при описании своих «исследований строения пробки с помощью увеличительных линз». В 1674 году Антони ван Левенгук установил, что вещество, находящееся внутри клетки, определенным образом организовано. Он первым обнаружил клеточные ядра. На этом уровне представление о клетке просуществовало еще более 100 лет.
Изучение
клетки ускорилось в 1830-х годах, когда
появились усовершенствованные микроскопы. В 1838—1839 ботаник Маттиас Шлейден и анатом Теодор Шванн практически одновременно выдвинули идею клеточного строения организма. Т.
Шванн предложил термин «клеточная теория» и представил эту теорию научному сообществу. Возникновение цитологии тесно связано с созданием клеточной теории — самого широкого и фундаментального из всех биологических обобщений.
Согласно клеточной теории, все растения и животные состоят из сходных единиц — клеток, каждая из которых обладает всеми свойствами живого.
Важнейшим дополнением клеточной теории явилось
утверждение знаменитого немецкого
натуралиста Рудольфа Вирхова, что каждая клетка образуется в результате деления другой клетки.
1.3. Эмбриология (от древнегреческого embpuov, зародыш, «эмбрион»; и —логия) — это наука, изучающая развитие зародыша. Зародышем называют любой организм на ранних стадиях развития до рождения или вылупления, или, в случае растений, до момента прорастания. Многими учёными, в том числе отечественными, эмбриология определяется более широко, как синоним биологии развития.
Слияние гамет – яйца (яйцеклетки) и сперматозоида
– с образованием зиготы дает начало новой особи, но прежде чем стать
таким же существом, как родители, ей предстоит пройти определенные стадии развития: клеточное деление, образование
первичных зародышевых листков
и полостей, возникновение осей зародыша и осей симметрии, развитие целомических полостей и их производных, образование
внезародышевых оболочек и, наконец, появление
систем органов, функционально интегрированных
и образующих тот или иной узнаваемый организм. Все это составляет предмет изучения эмбриологии.
Развитию
предшествует гаметогенез, т.е. образование
и созревание сперматозоида и
яйца. Процесс развития всех яиц
данного вида протекает в общем
одинаково.
Глава 2.
2.1. Историческое развитие гистологии. Историческое развитие многоклеточных животных (филогенез) привело к дифференцированию и специализации клеток и обособлению клеточных систем и комплексов, выполняющих определенные функции.
Тканями принято считать филогенетически сложившиеся системы клеток, объединённые общей структурой, функцией и происхождением.
По этим признакам выделяют: эпителии, образующие внешние или внутренние покровы организма и различные железы, выполняющие защитную, пищеварительную и эндокринную функции; ткани внутренней среды (соединительная ткань, кровь), принимающие основное участие во внутреннем трофике и несущие опорные функции; мышечную ткань, выполняющую сократительную функции; нервную ткань, осуществляющую основную регуляцию жизнедеятельности всех систем организма. В любом органе многоклеточных животных сосуществуют и тесно взаимодействуют многочисленные разные ткани.
В современной гистология, особенно в гистофизиологии, широко используют экспериментальные подходы к изучению свойств тканей.
Из них часто применяют воспроизведение у подопытных животных процессов регенерации, воспаления, методику пересадок органов и их частей, экспериментальную денервацию тканей, стимуляцию и торможение деятельности тканей путём влияния на нервную и эндокринную системы или при помощи прямых влияний на отдельные синтезы, транспорт веществ, энергетику тканей и т.д. Для решения ряда задач гистология применяется метод тканевых и органных культур.
При изучении тканей широко используется цитологическая техника. Электронная
микроскопия позволяет изучать
субмикроскопическую структуру
тканевых клеток, их морфологические
контакты друг с другом и с межклеточными
компонентами ткани. Гистохимия ставит своей задачей выяснение специфических
особенностей обмена веществ в разных тканях.
Преимущество этой методики перед
биохимическим анализом — в возможности
точной локализации тканевых процессов. Один из гистологических методов
— авторадиография — позволяет исследовать кинетику клеточных популяций, гистогенезы, метаболическую активность тканей.
Цитогенетический анализ, например при использовании хромосом-маркеров, применяется в опытах с трансплантацией тканей.
Важная
задача общей гистология — выяснение потенций развития, присущих каждому типу дифференцированных клеток, и механизмов, регулирующих сохранение постоянства дифференцировки и ее изменения.
В каждой ткани различают несколько устойчивых типов клеточной дифференцировки, например фибробласты, образующие основное вещество соединительной ткани, и эритроидные клетки, образующие и несущие дыхательные пигменты. Каждый тип дифференцировки достигается в ходе многоэтапного процесса развития ткани — гистогенеза.
В клетках, выполняющих специализированные функции, реализуется лишь небольшая часть возможностей, предусмотренных генетической программой организма. Остальная, не реализуемая в дифференцированных клетках часть генетической информации сохраняется в них, но находится в неактивном, или репрессированном, состоянии.
При определенных внешних воздействиях на клетку может происходить дерепрессия, и характер дифференцировки клеток может изменяться.
Такие изменения происходят во многих тканях постоянно, в частности при нормальном созревании входящих в их состав клеток, когда изменчивость клеток не выходит за типичные для каждой ткани пределы. В условиях же патологии наступают более значительные изменения дифференцировки тканевых клеток, называемые метаплазией.
Общая гистология исследует гистогенезы при формировании тканей в зародышевом развитии, а также при естественном обновлении тканей у взрослых животных, при регенерации после повреждений, вызвавших усиленную гибель клеток.
С этим связана проблема детерминации клеток, участвующих в обновлении тканей, и факторов, регулирующих направление и темп процесса обновления. Клеточные популяции некоторых тканей, например нервной у взрослых животных, практически не обновляются.
Нервные клетки обычно долго живут, но часть их всё же гибнет с возрастом в результате напряжений, заболеваний и т.д. В большинстве же тканей (эпителии и ткани внутренней среды) часть клеток сохраняет способность к делению. В таких тканях постоянно протекают процессы смены клеток.
В нормальных условиях при обновлении клеточного состава гибель одних клеток компенсируется размножением других. Этот процесс обусловлен рядом регуляторных механизмов, действующих как внутри ткани, так и в организме в целом.
Длительное
поддержание равновесного состояния
в тканях, клетки которых имеют
небольшой срок жизни (несколько
дней или недель), обеспечивается особыми стволовыми клетками, способными к многократному делению.
Стволовые клетки делятся и поддерживают собственную линию в организме в течение почти всей его жизни; они же дают начало развитию разных специализированных клеток данной ткани.
Выяснение факторов, регулирующих размножение и дифференцировку стволовых клеток, а также механизмов, определяющих путь их развития, — важная проблема общей гистология.
Тема 1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ГИСТОЛОГИИ. РАЗВИТИЕ ГИСТОЛОГИИ В РОССИИ
Тема 1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ГИСТОЛОГИИ. РАЗВИТИЕ ГИСТОЛОГИИ В РОССИИ
В истории развития гистологии можно выделить три основных периода: домикроскопический, микроскопический и современный.
Домикроскопический период (с начала V в. до н. э. и по 1665 г.) связан с именами Аристотеля, Галена, Везалия и других великих ученых того времени. Данный период развития гистологии характеризуется попытками выделения в организмах животных и человека неоднородных тканей с использованием методов анатомического препарирования.
Микроскопический период – 1665 – 1950 гг. Начало этого периода связано с именем английского физика Р. Гука, который изобрел микроскоп и использовал его для систематического исследования различных, в том числе и биологических, объектов. Результаты своих исследований он опубликовал в книге «Монография». Р.
Гук впервые ввел термин «клетка». В дальнейшем происходило непрерывное усовершенствование микроскопов и все более широкое их использование для изучения биологических тканей и органов. Особенное внимание при этом уделялось строению клетки. Среди выдающихся ученых того времени можно выделить М. Мальпиги, А.
Левенгука, Н. Грю.
Я. Пуркинье описал наличие в животных клетках цитоплазмы и ядра, а несколько позже Р. Браун обнаружил ядро в растительных клетках. Ботаник М. Шлейден занимался исследованием происхождения клеток – цитокинезисом. В результате своих исследований Т. Шванн сформулировал клеточную теорию:
- 1) все растительные и животные организмы состоят из клеток;
- 2) все клетки развиваются по общему принципу – из цитобластомы;
- 3) каждая клетка обладает самостоятельной жизнедеятельностью, а жизнедеятельность организма является суммой деятельности клеток.
Р. Вирхов в 1858 г. уточнил, что развитие клеток осуществляется путем деления исходной клетки. Разработанная Т. Шванном теория актуальна до настоящего времени.
- Современные положения клеточной теории:
- 1) клетка является наименьшей единицей живого;
- 2) клетки животных организмов сходны по своему строению;
- 3) размножение клеток происходит путем деления исходной клетки;
- 4) многоклеточные организмы представляют собой сложные ассоциации клеток и их производных, объединенные в системы тканей и органов и связанные между собой клеточными, гуморальными и нервными механизмами регуляции.
- Дальнейшее совершенствование микроскопов позволило выявить в клетках более мелкие структуры:
1) пластинчатый комплекс (К. Гольджи – 1897 г.);
2) митохондрии (Э ван Бенда – 1897 г.);
3) центриоли ( Т. Бовери – 1895 г.);
4) эндоплазматическую сеть (К. Портер – 1945 г.);
5) лизосомы (К. Дюв – 1949 г.).
Были описаны механизмы деления растительных (И. Д. Чистяков, 1874 г.) и животных клеток (П. И. Перемежко, 1978 г.).
Современный этап развития гистологии начался с 1950 г., когда впервые электронный микроскоп был применен для изучения биологических объектов. Однако для современного этапа развития гистологии характерно внедрение не только электронной микроскопии, но и других методов: цито– и гистохимии, гисторадиографии и т. д.
При этом обычно используется комплекс различных методов, позволяющих составить не только качественное представление об изучаемых структурах, но и получить тонкие количественные характеристики.
Особенно широко в настоящее время применяются различные морфометрические методы, в том числе и автоматизированная обработка полученной информации с использованием персонального компьютера.
Гистологию в России развивали ученые медицинских факультетов российских вузов, где сформировались сильные гистологические школы:
1) Московская школа (А. И. Бабухин, И. Ф. Огнев). Основное направление деятельности – гистогенез мышечной и нервной ткани, гистофизиологические подходы к изучению органов чувств, особенно органа зрения;
2) Петербургская гистологическая школа при Медико-хирургической академии (К. Э. Бэр – эмбриолог, Н. М. Якубович, М. Д. Лавдовский – нейрогистолог и А. А. Максимов – автор унитарной теории кроветворения);
3) Петербургская гистологическая школа при университете (Ф. В. Овсянников – исследования органов чувств, А. С. Догель – нейрогистолог и др.);
4) Киевская гистологическая школа (П. И. Перемежко изучал деление клеток, развитие органов);
5) Казанская гистологическая школа – К. А. Арнштейн, А. С. Догель, А. Е. Смирнов, Т. А. Тимофеев, Б. И. Лаврентьев. Данная школа развивала нейрогистологическое направление.
Наиболее крупными учеными в области гистологии в России были А. А. Заварзин и Н. Г. Хлопин, занимавшиеся исследованием закономерностей развития тканей в филогенезе.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Государственный медицинский университет г.Семей Кафедра
1 Государственный медицинский университет г.Семей Кафедра: молекулярной биологии и гистологии СРС Тема : « История развития гистологии, цитологии и эмбриологии. Развитие гистологии в Республике Казахстан». Выполнила: Былкова Кристина 219группа Проверила: Бондаренко И.С. Семей 2011
2 План: 1.Введение 2.Развитие гистологии 3.Развитие эмбриологии 4.Развитие цитологии 5.Развитие гистологии в РК 6.Заключение 7.Список использованной литературы
3 Организм человека и животных представляет собой целостную систему, в которой можно выделить ряд иерархических уровней организации живой материй: клетки ткани морфофункциональные единицы органов органы системы органов. Каждый уровень структурной организации имеет морфофункциональные особенности, отличающие его от других уровней.
4 Гистология (от греч. histos ткань, logos учение) наука о строении, развитии и жизнедеятельности тканей животных организмов.
5 Ткани представляют собой систему клеток и неклеточных структур, объединившихся и специализировавшихся в процессе эволюции для выполнения важнейших функций в организме. Для каждой из основных тканевых систем характерны присущие именно им особенности строения, развития и жизнедеятельности.
Предметом общей гистологии, или собственно учения о тканях, являются общие закономерности, присущие тканевому уровню организации и отличительные особенности конкретных тканей; предметом частной гистологии закономерности жизнедеятельности и взаимодействия различных тканей в органах на более высоких уровнях организации.
Частная гистология служит основой для изучения микроскопического строения морфофункциональных единиц органов и органов в целом. Ткани
6
7 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.
8 Развитие эмбриологии: Эмбриология (от греч. embrion зародыш, logos учение) исторически сформировалась как учение об эмбриогенезе внутриутробном развитии плода от момента оплодотворения до рождения.
В процессе становления содержание и объем этой науки значительно расширились предметом ее изучения стали также развитие и строение половых клеток и ранний постэмбриональный период.
Современная эмбриология изучает три периода индивидуального развития: предзаро- дышевый (прогенез), зародышевый (собственно эмбриогенез) и ранний послезародышевый (постнатальный) онтогенез.
9 Первые представления о внутриутробном развитии плода возникли в древнем мире и изложены в сочинениях философов и врачей древней Индии, древнего Египта и древней Греции («Гиппократов сборник»). Некоторые из них (например, Анаксагор, V в. до н. э.
) полагали, что в отцовском или материнском «семени» в миниатюре пред существуют все части будущего плода, т. е. существует маленький, не видимый глазом человечек, который в процессе развития лишь увеличивается в размерах (идея преформизма; от лат.
praeformare заранее образовывать).
10
11 Первый в истории трактат «О формировании плода» («De formatione foetu», 1600) составил И. Фабриций. Он описал и изобразил на 32 гравюрах этапы развития плода у человека и различных животных (морской свинки, собаки, кошки, свиньи и др.), а также плода цыпленка в отдельном труде «Об образовании яйца и цыпленка» («De formatione ovi et pulli», 1621).
12
13 Эмбриология стала одной из важнейших биологических дисциплин.
Ее применение в медицине не ограничивается областью анатомии и гистологии, она имеет важное практическое значение для развития профилактической медицины и борьбы с наследственными заболеваниями, для разработки новых методов тестирования фармакологических препаратов. Большие перспективы эмбриологии связаны с развитием генетики и многих других областей медицинской науки.
14 История возникновения и развития цитологии неразрывно связана с изобретением микроскопа и совершенствованием техники микроскопических исследований. Английский естествоиспытатель Р.
Гук, рассматривая под микроскопом пробку, обнаружил, что она состоит из отдельных замкнутых ячеек. Он назвал их клетками. Это открытие, имевшее для биологии очень важное значение, Р. Гук в 1665 г.
опубликовал в своей книге «Микрография»
15 За 130-летний период развития цитология, используя световой микроскоп, установила основные составные части клетки и выяснила их значение. С помощью световой микроскопии в цитологии были сделаны важнейшие открытия.
Однако на протяжении длительного периода она оставалась преимущественно наукой описательной.
Качественно новый этап в изучении взаимосвязи строения и жизнедеятельности клеточных структур наступил в последние годы в связи с развитием молекулярной биологии.
16 Этапы развития цитологии I этап (XVIIXVIII вв.). Создание материально- технической базы для развития микроскопических исследований: изобретение микроскопа, его усовершенствование, первые микроскопические исследования (Галилей, Дребель, Гук, Гертель и др.). II этап (XVIIIXIX вв. нач.).
Систематические и многообразные исследования, благодаря которым в умах ученых формируются две идеи: 1. Идея о клеточном строении, подготовленная исследованиями Р.Гука, М.Мальпиги, Н.Грю, А.Левенгука, Я.Пуркинье, П.Горянинова, Т.Шванна. 2. Идея о клеточном развитии организмов (П.Горянинов, К.Вольф, М.Шлейден и др.). Эти две идеи легли в основу клеточной теории, сформулированной в 1939г. Т.
Шванном. Согласно этой теории, клетка является основой развития и строения живых организмов.
17
18 Развитие гистологии позволило ускорить рост развития таких наук как, цитология и эмбриология.
Эти науки тесно взаимосвязаны друг с другом, они позволяют изучить клеточное строение организма его тканей и клеток. А так же изучить развитие организма в онтогенезе, то есть с начала рождения до смерти.
По сей день эти науки ускоряют свой рост, открываются новые теории и разработки в этих сферах изучения.
19 Гистология под редакцией Ю.И. Афанасьева, Н.А. Юриной «медицина»
Загрузка...
