Гистология, цитология и эмбриология. История, предмет, задачи и методы исследования

1. Гистология, цитология и эмбриология История, предмет, задачи и методы исследования

Лектор: Заведующая кафедрой гистологии и
микробиологии, доцент,
к.б.н. Пшенникова Елена Виссарионовна

2. ГИСТОЛОГИЯ

• Гистология – это наука о строении,
развитии и жизнедеятельности тканей
животных организмов.
• «histos» (греч.) ткань.
• Гистология – это медико-биологическая
наука, изучающая микроскопическое
строение и жизнедеятельность тканей,
образующих тело.
• Гистология как наука объединяет общую
и частную гистологию.

3. ГИСТОЛОГИЯ

• Гистология как учебная дисциплина
включает следующие разделы:
• - цитология;
• - эмбриология;
• - общая гистология;
• - частная гистология.
• Основным объектом изучения гистологии
является организм здорового человека, и
поэтому учебная дисциплина именуется
гистологией человека.

4. Задачи гистологии

• изучение строения клеток, тканей и органов;
• установление связей между различными
явлениями и общих закономерностей.
• В отличие от анатомии гистология
изучает строение живой материи на
микроскопическом
и
электронномикроскопическом уровне.

5. Цитология

• Изучением
клеток
занимается
наука
«цитология» (греч. kytos – клетка).
• Является необходимой частью гистологии.
• За последние годы обогатилась многими
научными открытиями.
• Новые
данные
о
строении
ядра,
хромосомного аппарата легли в основу
цитодиагностики
наследственных
заболеваний, опухолей, болезней крови и др.
болезней.

6. Эмбриология

• Ткани и органы образуются в результате
эмбрионального развития из различных
зародышевых листков, поэтому знание
эмбриологии
(греч.
embryon)
необходимо при изучении гистологии.
• Многие
органы
завершают
свое
развитие после рождения ребенка
(почки,
формирование
половой
системы, НС, органов ЖКТ и др.)

7. Задачи гистологии, цитологии и эмбриологии

решают
ряд
фундаментальных
теоретических
проблем
и
прикладных
аспектов современной медицины и биологии;
изучение
закономерностей
цитои
гистогенеза, строения и функции клеток и
тканей;
выяснение
роли
нервной,
иммунной,
эндокринной систем организма в регуляции
процессов морфогенеза клеток, тканей,
органов и их функционирование;

8. Задачи гистологии, цитологии и эмбриологии

исследование возрастных изменений клеток,
тканей и органов;
исследование адаптации клеток, тканей и
органов к действию различных факторов;
изучение процессов системы мать- плод;
исследование эмбриогенеза человека.

9. Взаимосвязь с другими дисциплинами

Знание гистологии необходимо для
освоения
других
фундаментальных
медико-биологических дисциплин:
физиологии,
биохимии,
патофизиологии,
патанатомии
иммунологии,
микробиологии,
фармакологии
и др.

10. Значение гистологии, цитологии и эмбриологии

• Данные гистологических и
цитологических исследований широко
используются в клинической
диагностике различных заболеваний
(благодаря эндоскопии и др. приемов,
позволяющих получить материал для
исследований практически из любого
участка тела.)

11. 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

12. 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.

13. 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.

14. 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)

15. 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)

16. Методы гистологического и цитологического исследования

• Количественные методы:
• Цитоспектрофотометрия
• Цитоспектрофлюорометрия
• Интерферометрия
• Методы анализа структур:
• Морфомерия
• Автоматические системы обработки

17. 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.

18. 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.

19. 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.

20. 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).

21. 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»).

22. 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.

23. 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.

24. Микроскопический период

• Дальнейшее совершенствование
микроскопов позволило выявить еще более
мелкие структуры:
• Клеточный центр – Гертвиг, Бовери,
Бенеден (1887-1895);
• Пластинчатый комплекс К. Гольджи (1898);
• Митоходрии К. Бенда (1898) и т.д.

25. Клеточная теория

Итог исследованиям подвел Теодор Шванн,
который сформулировал клеточную теорию (18381939):
• 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.
• Рудольф Вирхов (1858) уточнил, что развитие
клеток осуществляется путем деления исходной
клетки.

26.

27. 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.

28. 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

29. Отечественная гистологическая школа

• С 30-40-х гг. 19 в. – кафедры гистологии и
эмбриологии в Московском (1864) и СанктПетербургском 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).

30. 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)

31. 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)

32. Ученые-гистологи

• 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
(эмбриогенез)
• А.Г. Кнорре – эмбриональный гистогенез
• Л.И. Фалин – атлас по эмбриологии и
гистологии

33. Современный период

• начинается с 1950 г. – с момента использования
электронного микроскопа (хотя электронный
микроскоп был изобретен в 1932 г. Эрнст Август
Фридрих Руска и М. Кноль).
• характерно использование новейших методов:
• - цито- и гистохимии;
• - гисторадиографии и др. методов;
• - используются автоматизированные методы
обработки полученной информации с
использованием компьютера.

34. Неклеточные структуры

Симпласты – это
окружённые
плазмолеммой
структуры, которые
содержат несколько или
много ядер в едином
цитоплазматическом
пространстве и
образуются путём
слияния нескольких
клеток.

35. 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.

36.

37.

38. 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.

39.

40. Основные компоненты клетки

• Плазмолемма (цитолемма)
• Цитоплазма (гиалоплазма, органеллы,
включения)
• Ядро

41. 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)

42.

43.

44. Межклеточные соединения

• Контакты
простого типа –
• простые
межклеточные
соединения (1) и
интердигитации
(пальцевидные
соединения) (2).

45. Межклеточные соединения

• Контакты
сцепляющего
типа – десмосомы
(5) и адгезивные
пояски.

46. Десмосомы

47. Адгезивный поясок

• По структуре
данный контакт
похож на
десмосомный
• По форме контакт
представляет
собой ленту,
которая
опоясывает
клетку.

48. Плотное соединение

• Контакты
запирающего
типа – плотное
соединение
(запирающая
зона, или zona
occludens) (4).

49. Плотное соединение

• плазмолеммы прилегают
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.

50. Плотное соединение

• Контакты
коммуникационного
типа –
• щелевидные
соединения (нексусы,
или gap-junctions) (3)
• синапсы.

51. Нексус

52. 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 Са2+ меняют конфигурацию коннексонов – так,
что просвет каналов закрывается.

53. Синапсы

54.

55. 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.

56. 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).

57. Включения гликогена

58. Включения липидов

59. СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!!!