Лекція 1. Вступ В КУРС ГІСТОЛОГІЇ
1. Визначення гістології як науки
2. Об'єкти дослідження гістології
3. Приготування гістологічних препаратів
4. Методи дослідження
5. Історичні етапи розвитку гістології
1.Гістологія наука про мікроскопічну і субмікроскопіческом будову, розвиток і життєдіяльності тканин тварин організмів. Отже, гістологія вивчає один з рівнів організації живої матерії тканинної. Розрізняють такі ієрархічні рівні організації живої матерії:
структурно-функціональні одиниці органів;
Гістологія, як навчальна дисципліна. включає в себе наступні розділи: цитологію, ембріологію, загальну гістологію (вивчає будову і функції тканин), приватну гістологію (вивчає мікроскопічну будову органів).
Основним об'єктом вивчення гістології є організм здорової людини і тому дана навчальна дисципліна іменується як гістологія людини.
Основне завдання гістології полягає у вивченні будови клітин, тканин, органів, встановлення зв'язків між різними явищами, встановлення загальних закономірностей.
Гістологія, як і анатомія, відноситься до морфологічних наук, головним завданням яких є вивчення структур живих систем. На відміну від анатомії, гістологія вивчає будову живої матерії на мікроскопічному і електронно-мікроскопічному рівні. При цьому, вивчення будови різних структурних елементів проводиться в даний час з урахуванням виконуваних ними функцій. Такий підхід до вивчення структур живої матерії називається гістофізіологіческім, а гістологія нерідко іменується як гістофізіологія. Крім того, при вивченні живої матерії на клітинному, тканинному і органному рівнях розглядається не тільки форма, розміри і розташування цікавлять структур, але методом цито- і гистохимии нерідко визначається і склад речовин, що утворюють ці структури. Нарешті, досліджувані структури зазвичай розглядаються з урахуванням їх розвитку, як у внутрішньоутробному (ембріональному) періоді, так і на протязі постембріонального онтогенезу. Саме з цим пов'язана необхідність включення ембріології в курс гістології.
Гістологія, як будь-яка наука, має свої об'єкти і методи їх вивчення. Безпосередніми об'єктами вивчення є клітини, фрагменти тканин і органів, особливим способом приготовані для вивчення їх під мікроскопом.
2. Об'єкти дослідження підрозділяються на:
живі (клітини в краплі крові, клітини в культурі і інші);
мертві або фіксовані, які можуть бути взяті як від живого організму (біопсія), так і від трупів.
У будь-якому випадку після взяття шматочків вони піддаються дії фіксуючих розчинів або заморожування. І в наукових, і в навчальних цілях використовуються фіксовані об'єкти. Приготовлені певним способом препарати, що використовуються для вивчення під мікроскопом, називаються гістологічними препаратами.
Гістологічний препарат може бути у вигляді:
тонкого пофарбованого зрізу органу або тканини;
мазка на склі;
відбитка на склі з розлому органу;
тонкого плівкового препарату.
Гістологічний препарат будь-якої форми повинен відповідати наступним вимогам:
зберігати прижиттєве стан структур;
бути досить тонким і прозорим для вивчення його під мікроскопом в світлі;
бути контрастним, тобто вивчаються структури повинні під мікроскопом чітко визначатися;
препарати для світлової мікроскопії повинні довго зберігатися і використовуватися для повторного вивчення.
Ці вимоги досягаються при приготуванні препарату.
3. Виділяють наступні етапи приготування гістологічного препарату
Взяття матеріалу (шматочки тканини або органу) для приготування препарату. При цьому враховуються такі моменти: забір матеріалу повинен проводитися якомога раніше після смерті або забою тварини, а при можливості від живого об'єкта (біопсія), щоб краще збереглися структури клітини, тканини або органу; паркан шматочків повинен проводитися гострим інструментом, щоб не травмувати тканини; товщина шматочка не повинна перевищувати 5 мм, щоб фіксуючий розчин міг проникнути в товщу шматочка; обов'язково проводиться маркування шматочка (вказується найменування органу, номер тваринного або прізвище людини, дата забору і так далі).
Фіксація матеріалу необхідна для зупинки обмінних процесів і збереження структур від розпаду. Фіксація досягається найчастіше зануренням шматочка в фіксують рідини, які можуть бути простими спирти і формалін і складними розчин Карнуа, фіксатор Цинкер і інші. Фіксатор викликає денатурацію білка і тим самим припиняє обмінні процеси і зберігає структури в їх прижиттєвому стані. Фіксація може досягатися також заморожуванням (охолодженням в струмені СО2, рідким азотом та інші). Тривалість фіксації підбирається досвідченим шляхом для кожної тканини або органу.
Заливка шматочків в уплотняющие середовища (парафін, целлоидин, смоли) або заморожування для подальшого виготовлення тонких зрізів.
Приготування зрізів на спеціальних приладах (мікротому або ультрамікротоме) за допомогою спеціальних ножів. Зрізи для світлової мікроскопії приклеюються на предметні скельця, а для електронної мікроскопії - монтуються на спеціальні сіточки.
Забарвлення зрізів або їх контрастування (для електронної мікроскопії). Перед фарбуванням зрізів видаляється ущільнююча середовище (депарафінізації). Забарвленням досягається контрастність досліджуваних структур. Барвники поділяються на основні, кислі і нейтральні. Найбільш широко використовуються основні барвники (зазвичай гематоксилин) і кислі (еозин). Нерідко використовують складні барвники.
Просвітлення зрізів (в ксилолі, толуолі), висновок в смоли (бальзам, полистерол), закриття покривним склом.
Після цих послідовно проведених процедур препарат може вивчатися під світловим мікроскопом.
Для цілей електронної мікроскопії в етапах приготування препаратів є деякі особливості, але загальні принципи ті ж. Головна відмінність полягає в тому, що гістологічний препарат для світлової мікроскопії може довго зберігатися і багаторазово використовуватися. Зрізи для електронної мікроскопії використовуються одноразово. При цьому спочатку цікавлять об'єкти препарату фотографуються, а вивчення структур проводиться вже на електронограммах.
З тканин рідкої консистенції (кров, кістковий мозок та інші) виготовляються препарати у вигляді мазка на предметному склі, які також фіксуються, фарбуються, а потім вивчаються.
З ламких паренхіматозних органів (печінка, нирка і інші) виготовляються препарати у вигляді відбитка органу: після розлому або розриву органу, до місця розлому органу прикладається предметне скло, на яке приклеюються деякі вільні клітини. Потім препарат фіксується, забарвлюється і вивчається.
Нарешті, з деяких органів (брижа, м'яка мозкова оболонка) або з пухкої волокнистої сполучної тканини виготовляються із плівки препарати шляхом розтягування або роздавлювання між двома стеклами, також з подальшою фіксацією, забарвленням і заливкою в смоли.
світлова мікроскопія (роздільна здатність 0,2 мкм) найбільш поширений вид мікроскопії;
ультрафіолетова мікроскопія (роздільна здатність 0,1 мкм);
люмінесцентна (флюоресцентная) мікроскопія для визначення хімічних речовин в розглянутих структурах;
фазово-контрастна мікроскопія для вивчення структур в нефарбованих гістологічних препаратів;
поляризационная мікроскопія для вивчення, головним чином, волокнистих структур;
мікроскопія в темному полі для вивчення живих об'єктів;
мікроскопія в падаючому світлі для вивчення товстих об'єктів;
електронна мікроскопія (роздільна здатність до 0,1-0,7 нм), дві її різновиди просвічує (трансмісійна) електронна мікроскопія і скануюча або растрова мікроскопії дає відображення поверхні ультраструктур.
Гистохимические і цитохімічні методи дозволяє визначати склад хімічних речовин і навіть їх кількість в досліджуваних структурах. Метод заснований на проведенні хімічних реакцій з використовуваним реактивом і хімічними речовинами, що знаходяться в субстраті, з утворенням продукту реакції (контрастного або флюоресцентного), який потім виявляється при світловій або люмінесцентної мікроскопії.
Метод диференціального центрифугування дозволяє вивчати окремі органели або навіть фрагменти, виділені з клітки. Для цього шматочок досліджуваного органу розтирають, заливають фізіологічним розчином, а потім розганяють в центрифузі при різних оборотах (від 2-х до 150 тис.) І отримують цікавлять фракції, які потім вивчають різними методами.
Метод интерферометрии дозволяє визначити суху масу речовин в живих або фіксованих об'єктах.
Імуноморфологічні методи дозволяє за допомогою попередньо проведених імунних реакцій, на підставі взаємодії антиген-антитіло, визначати субпопуляції лімфоцитів, визначати ступінь чужорідність клітин, проводити гістологічне типування тканин і органів (визначати гістосумісності) для трансплантації органів.
Метод культури клітин (in vitro, in vivo) вирощування клітин в пробірці або в особливих капсулах в організмі і подальше вивчення живих клітин під мікроскопом.
Одиниці виміру, що використовуються в гістології
Для вимірювання структур в світловій мікроскопії використовуються в основному мікрометри: 1 мкм становить 0,001 мм; в електронній мікроскопії використовуються нанометра: 1 нм становить 0,001 мкм.
5. В історії розвитку гістології умовно виділяють три періоди:
Домікроскопіческій період (з IV ст. До н. Е. По 1665 г.) пов'язаний з іменами Аристотеля, Галена, Авіценни, Везалія, Фаллопия і характеризується спробами виділення в організмі тварин і людини неоднорідних тканин (твердих, м'яких, рідких і так далі) і використанням методів анатомічної препаровки.
Особлива увага приділялася вивченню будови клітини. Ян Пуркіньє описав наявність в тварин клітинах "протоплазми" (цитоплазми) і ядра, а дещо пізніше Р. Броун підтвердив наявність ядра і в більшості тварин клітин. Ботанік М. Шлейден зацікавився походженням клетокцітокенезісом. Результати цих досліджень дозволили Т. Шван, на підставі їх повідомлень, сформулювати клітинну теорію (1838-1839 рр.) У вигляді трьох постулатів:
всі рослинні і тваринні організми складаються з клітин;
всі клітини розвиваються за загальним принципом з цітобластеми;
кожна клітина має самостійної життєдіяльністю, а життєдіяльність організму є сумою діяльності клітин.
Однак незабаром Р. Вірхов (1858 г.) уточнив, що розвиток клітин здійснюється шляхом ділення вихідної клітини (будь-яка клітина з клітини). Розроблені Т. Шванн положення, клітинної теорії актуальні дотепер, хоча формулюється по-іншому.
Сучасні положення клітинної теорії:
клітина є найменшою одиницею живого;
клітини тваринних організмів подібні за своєю будовою;
розмноження клітин відбувається шляхом ділення вихідної клітини;
багатоклітинні організми являють собою складні ансамблі клітин і їх похідних, об'єднані в системи тканин і органів, пов'язані між собою клітинними, гуморальними і нервовими формами регуляції.
Подальше вдосконалення мікроскопів, особливо створення ахроматичних об'єктивів, дозволило виявити в клітинах більш дрібні структури:
клітинний центр Гертвіг, 1875 р .;
сітчастий апарат або пластинчастий комплекс Гольджі, 1898 р .;
мітохондрії Бенда, 1898 р
Сучасний етап розвитку гістології починається з 1950 р з моменту початку використання електронного мікроскопа для вивчення біологічних об'єктів, хоча електронний мікроскоп був винайдений раніше (Е. Руска, М. Кноль, 1931 г.). Однак для сучасного етапу розвитку гістології характерно впровадження не тільки електронного мікроскопа, а й інших методів: цито- і гистохимии, гісторадіографіі та інших перерахованих вище сучасних методів. При цьому зазвичай використовується комплекс різноманітних методик, що дозволяє скласти не тільки якісне уявлення про досліджуваних структурах, а й отримати точні кількісні характеристики. Особливо широко в даний час використовуються різні морфометричні методики, в тому числі автоматизовані системи обробки отриманої інформації з використанням комп'ютерів.
Лекція 2. Цитологія. цитоплазма
1. Поняття цитологія
2. Будова плазмолеми
3. Будова міжклітинних контактів
4. Склад гіалоплазми
5. Класифікація органел
6. Будова загальних органел
7. Будова НЕМЕМБРАННИХ органел
8. Класифікація включень
1. Цитологія наука про будову, розвиток і життєдіяльності клітин. Отже, цитологія вивчає закономірності структурно-функціональної організації першого (клітинного) рівня організації живої матерії. Клітина є найменшою одиницею живої матерії, що володіє самостійної життєдіяльністю і здатністю до самовідтворення. Субклітинні освіти (ядро, мітохондрії та інші органели) хоча і є живими структурами, але не мають самостійної життєдіяльністю.
Клітка елементарна одиниця живого, що складається з цитоплазми і ядра і є основою будови, розвитку та життєдіяльності всіх тварин і рослинних організмів.
Основні компоненти клітини:
За співвідношенням ядра і цитоплазми (ядерно-цитоплазматическое відношення) клітини поділяються на:
клітини ядерного типу обсяг ядра переважає над обсягом цитоплазми;
клітини цитоплазматичного типу цитоплазма переважає над ядром.
За формою клітини бувають:
круглими (клітини крові);
кубічними або циліндричними (клітини різних епітеліїв);
отростчатой (нервові клітини) та інші.
Більшість клітин містять одне ядро, однак можуть бути в одній клітці 2, 3 і більше ядер багатоядерні клітини. В організмі є структури (симпласти, сінтіцій), що містять кілька десятків або навіть сотень ядер. Однак ці структури утворюються або в результаті злиття окремих клітин (симпласти), або в результаті неповного поділу клітин (синцитій). Морфологія цих структур буде розглянута при вивченні тканин.
Структурні компоненти цитоплазми тваринної клітини: