Предмет гистология что изучает
Предмет гистология что изучает
Гистология — это наука, изучающая закономерности развития, строения и функции тканей, а также межтканевые взаимодействия, в историческом и индивидуальном развитии человека и многоклеточных организмов. Объект гистологии — ткани — представляют собой филогенетически сложившиеся, топографически и функционально связанные клеточные системы и их производные, из которых образованы органы.
Как учебная дисциплина гистология включает несколько разделов: 1) цитологию — учение о клетке; 2) эмбриологию — науку о развитии зародыша, закономерностях закладки и образования тканей и органов; 3) общую гистологию — учение о развитии, структуре и функциях тканей; 4) частную гистологию, изучающую микроскопическое строение органов и систем органов.
Организмы человека и животных являются целостными биологическими системами, в которых условно можно выделить несколько взаимосвязанных, взаимодействующих и соподчиненных уровней организации — молекулярный, субклеточный, клеточный, тканевый и органный. Каждый из этих уровней обладает известной автономностью и включает структурные единицы нижележащих уровней.
Организменный уровень — собственно организм — формируется как целостная биологическая система в процессе индивидуального развития, именуемого онтогенезом.
Органный уровень включает комплекс взаимодействующих тканей в процессе выполнения ими функций, свойственных данному конкретному органу или системе органов.
Тканевый уровень объединяет клетки и их производные. В состав тканей могут входить клетки различной генетической детерминации, однако основные свойства тканей определяются ведущими клетками.
Клеточный уровень представлен основной структурно-функциональной единицей ткани — клеткой и ее производными.
Субклеточный уровень включает структурно-функциональные компоненты (компартменты) клетки — плазмолемму, ядро, цитозоль, органеллы, включения и др.
Наконец, молекулярный уровень характеризуется молекулярным составом клеточных компонентов и механизмами их функционирования.
Представления об уровнях организации и взаимосвязях различных уровней позволяют рассматривать организм как целостную и в то же время сложную иерархически соподчиненную систему. Структурные компоненты различных уровней организации живого являются объектом изучения разных медико-биологических дисциплин. В последние годы большое развитие получил комплексный подход к изучению животных организмов с использованием всего арсенала методов и средств, которыми данные дисциплины располагают. Это позволило планировать и выполнять фундаментальные исследования и достигнуть высокого уровня знаний о структурно-функциональной организации живой материи, в том числе — организма человека.
Главное содержание гистологии как науки и учебной дисциплины составляют закономерности гистогенеза, морфофункциональной организации, реактивности и регенерации тканей, выявленные на основе изучения большого фактического материала. Наиболее важное место среди теоретических достижений гистологии занимают клеточная теория, теории зародышевых листков, эволюции тканей, гистогенеза и регенерации.
Актуальными задачами гистологии являются:
— разработка общей теории гистологии, отражающей эволюционную динамику тканей и закономерности эмбрионального и постнатального гистогенеза;
— изучение гистогенеза как комплекса координированных во времени и пространстве процессов пролиферации, дифференциации, детерминации, интеграции, адаптивной изменчивости, программированной гибели клеток и др.;
— выяснение механизмов гомеостаза и тканевой регуляции (нервной, эндокринной, иммунной), а также возрастной динамики тканей;
— изучение закономерностей реактивности и адаптивной изменчивости клеток и тканей при действии неблагоприятных экологических факторов и в экстремальных условиях функционирования и развития, а также при трансплантации;
— разработка проблемы регенерации тканей после повреждающих воздействий и методов тканевой заместительной терапии;
— раскрытие механизмов молекулярно-генетической регуляции клеточной диф-ференцировки, наследования генетического дефекта развития систем человека, разработка методов генной терапии и трансплантации стволовых эмбриональных клеток;
— выяснение процессов эмбрионального развития человека, критических периодов развития, воспроизводства и причин бесплодия.
Изучение гистологии в медицинских вузах должно формировать у будущих врачей представление об уровнях структурно-функциональной организации организма человека, их взаимосвязи и преемственности. Глубокие знания структуры и функции организма человека на всех уровнях его организации крайне необходимы современному врачу, поскольку только на их основе возможно проведение квалифицированного анализа этиопатогенеза заболеваний и назначение патогенетически обоснованной терапии. Для медицины будущего, которая должна стать профилактической, знания о структурных основах и закономерностях обеспечения устойчивости и надежности живых систем (в том числе — тканей) особенно важны, поскольку прогрессивное развитие цивилизации неизбежно влечет за собой появление новых факторов, неблагоприятно воздействующих на животные организмы, в том числе и человека.
Гистология
Гистоло́гия (от греч. ἱστός — ткань и греч. λόγος — знание, слово, наука) — раздел биологии, изучающий строение тканей живых организмов. Обычно это делается рассечением тканей на тонкие слои и с помощью микротома. В отличие от анатомии, гистология изучает строение организма на тканевом уровне.
Гистология человека — раздел медицины, изучающий строение тканей человека.
Гистопатология — это раздел микроскопического изучения поражённой ткани, является важным инструментом патоморфологии (патологическая анатомия), так как точный диагноз рака и других заболеваний обычно требует гистопатологического исследования образцов.
Гистология судебно-медицинская — раздел судебной медицины, изучающий особенности повреждений на тканевом уровне.
Содержание
Источник ткани
Гистологическое исследование тканей начинается с хирургии, биопсии или аутопсии.
История
Гистология зародилась задолго до изобретения микроскопа. Первые описания тканей встречаются в работах Аристотеля, Галена, Авиценны, Везалия. В 1665 году Р. Гук ввёл понятие клетки и наблюдал в микроскоп клеточное строение некоторых тканей. Гистологические исследования проводили М. Мальпиги, А. Левенгук, Я. Сваммердам, Н. Грю и др. Новый этап развития науки связан с именами К. Вольфа и К. Бэра — основоположников эмбриологии.
В XIX веке гистология была полноправной академической дисциплиной. В середине XIX века А. Кёлликер, Лейдинг и др. создали основы современного учения о тканях. Р. Вирхов положил начало развитию клеточной и тканевой патологии. Открытия в цитологии и создание клеточной теории стимулировали развитие гистологии. Большое влияние на развитие науки оказали труды И. И. Мечникова и Л. Пастера, сформулировавших основные представления об иммунной системе.
Нобелевскую премию 1906 года в физиологии или медицине присудили двум гистологам, Камилло Гольджи и Сантьяго Рамон-и-Кахалю. Они имели взаимно-противоположные воззрения на нервную структуру головного мозга в различных рассмотрениях одинаковых снимков.
В XX веке продолжалось совершенствование методологии, что привело к формированию гистологии в её нынешнем виде. Современная гистология тесно связана с цитологией, эмбриологией, медициной и другими науками. Гистология разрабатывает такие вопросы, как закономерности развития и дифференцировки клеток и тканей, адаптации на клеточном и тканевом уровнях, проблемы регенерации тканей и органов и др. Достижения патологической гистологии широко используются в медицине, позволяя понять механизм развития болезней и предложить способы их лечения.
Методы исследования
Методы исследования в гистологии включают приготовление гистологических препаратов с последующим их изучением с помощью светового или электронного микроскопа. Гистологические препараты представляют собой мазки, отпечатки органов, тонкие срезы кусочков органов, возможно, окрашенные специальным красителем, помещенные на предметное стекло микроскопа, заключенные в консервирующую среду и покрытые покровным стеклом.
Приготовление гистологического препарата
После забора материала выполняется его подготовка к исследованию, включающая в себя ряд этапов.
Определение и содержание предмета Гистологи
Гистология – наука о строении, развитии и жизнедеятельности тканей животных организмов. Она изучает наряду с другими медико-биологическими дисциплинами закономерности структурной организации живой материи. Следовательно, предметом её изучения являются ткани, представляющие систему клеток и неклеточных структур, объединившихся и специализировавшихся в процессе эволюции для выполнения важнейших функций организма.
Гистология состоит из двух разделов: общей и частной. Общая гистология изучает общие закономерности, характерные для тканевого уровня организации и отличительные особенности конкретных тканей (их 5 видов). Предметом изучения частной гистологии является выявление закономерностей строения, жизнедеятельности и взаимодействия различных тканей в органах. Следовательно, частная гистология изучает микроскопическое строение их морфофункциональных единиц.
Курс гистологии включает в себя цитологию и эмбриологию.
Вот почему объединение гистологии, цитологии и эмбриологии в один предмет не является формальным, так как в этом отражаются естественные внутренние связи между ними.
Задачи предмета Гистологи
Выяснение структурной организации процессов жизнедеятельности даёт возможности целенаправленного воздействия на них. Так как каждая структура живой материи является сложной системой, взаимодействующей с другими структурными элементами различных или одинаковых уровней организации, то её изучение должно базироваться на системном анализе, позволяющем выявлять корреляции, характерные для внутриклеточных, тканевых и органных систем, устанавливать закономерности взаимодействия части и целого, и др. Поэтому задачей гистологии является как изучение строения и функционального значения структур, так и установление связей между ними, раскрытие закономерностей их развития.
Исходя из этого, основными направлениями в решении указанной задачи являются следующие фундаментальные теоретические проблемы:
• изучение закономерностей дифференцировки и регенерации тканей;
• выяснение роли нервной, эндокринной, иммунной систем организма в регуляции процессов и их функционирования;
• исследования возрастных изменений клеток, тканей и органов;
• исследования адаптации клеток, тканей и органов к действию различных биологических, физических, химических и других факторов;
• изучение процессов морфогенеза в системе мать-плод;
• исследование видовых особенностей эмбрионального развития животных, строения и функционирования тканей и органов.
Значение дисциплины гистология для ветеринарии
Гистология теснейшим образом взаимосвязана с другими биологическими науками: анатомией, нормальной и патологической физиологией, патологической анатомией, генетикой, иммунологией, биологией, биохимией, биофизикой и др.
В связи с выше изложенным следует заключить, что на современном этапе развития ветеринарии, как науки, гистология наряду с другими фундаментальными морфологическими дисциплинами приобретает весомое значение. В частности, в последние годы остро стоит вопрос о более действенном и эффективном гистологическом и цитологическом контроле за качеством продукции птицеводства и животноводства. Особенно это касается импортных её поставок в нашу страну в связи с возможностью передачи через продукты питания таких опасных инфекционных заболеваний, как птичий грипп, атипичная пневмония, прионные и другие болезни. В связи с этим возникает необходимость в разработке новых методов цитодиагностики и экспресс-анализа.
Не менее важным является изучение влияния на организм животных и получаемую от них продукцию воздействия стрессовых факторов.
С целью ускоренного увеличения поголовья высокопродуктивных элитных животных насущной проблемой становится совершенствование процессов экстракорпорального оплодотворения с целью дальнейшей трансплантации зародышей и выращивания их в утробе матерей-реципиентов.
В настоящее время реальной становится перспектива клонирования высокопородных животных, используя при этом и достижения молекулярной биологии и генной инженерии.
Что касается значения гистологии для установления правильного диагноза заболевания, контроля за эффективностью лечения и прогнозирования конечного его результата, то в этом плане в практической ветеринарии еще предстоит предпринять не мало усилий.
Гистология человека: конспект лекций для вузов
Настоящим изданием продолжается серия «Конспект лекций. В помощь студенту», в которую входят лучшие конспекты лекций по дисциплинам, изучаемым в вузах. Материал приведен в соответствие с учебной программой курса «Гистология человека». Используя данную книгу при подготовке к сдаче экзамена, студенты смогут в предельно сжатые сроки систематизировать и конкретизировать знания, приобретенные в процессе изучения этой дисциплины; сосредоточить свое внимание на основных понятиях, их признаках и особенностях; сформулировать примерную структуру (план) ответов на возможные экзаменационные вопросы. Данная книга служит пособием для успешной сдачи экзаменов.
Оглавление
Приведённый ознакомительный фрагмент книги Гистология человека: конспект лекций для вузов предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.
ЛЕКЦИЯ 1. Введение в курс гистологии
2. Объекты исследования гистологии
3. Приготовление гистологических препаратов
4. Методы исследования
5. Исторические этапы развития гистологии
1. Гистология наука о микроскопическом и субмикроскопическом строении, развитии и жизнедеятельности тканей животных организмов. Следовательно, гистология изучает один из уровней организации живой материи тканевой. Различают следующие иерархические уровни организации живой материи:
· структурно-функциональные единицы органов;
Гистология, как учебная дисциплина, включает в себя следующие разделы: цитологию, эмбриологию, общую гистологию (изучает строение и функции тканей), частную гистологию (изучает микроскопическое строение органов).
Основным объектом изучения гистологии является организм здорового человека и потому данная учебная дисциплина именуется как гистология человека.
Основная задача гистологии состоит в изучении строения клеток, тканей, органов, установления связей между различными явлениями, установление общих закономерностей.
Гистология, как и анатомия, относится к морфологическим наукам, главной задачей которых является изучение структур живых систем. В отличие от анатомии, гистология изучает строение живой материи на микроскопическом и электронно-микроскопическом уровне. При этом, изучение строения различных структурных элементов проводится в настоящее время с учетом выполняемых ими функций. Такой подход к изучению структур живой материи называется гистофизиологическим, а гистология нередко именуется как гистофизиология. Кроме того, при изучении живой материи на клеточном, тканевом и органном уровнях рассматривается не только форма, размеры и расположение интересующих структур, но методом цито — и гистохимии нередко определяется и состав веществ, образующих эти структуры. Наконец, изучаемые структуры обычно рассматриваются с учетом их развития, как во внутриутробном (эмбриональном) периоде, так и на протяжении постэмбрионального онтогенеза. Именно с этим связана необходимость включения эмбриологии в курс гистологии.
Гистология, как любая наука, имеет свои объекты и методы их изучения. Непосредственными объектами изучения являются клетки, фрагменты тканей и органов, особым способом приготовленные для изучения их под микроскопом.
2. Объекты исследования подразделяются на:
· живые (клетки в капле крови, клетки в культуре и другие);
· мертвые или фиксированные, которые могут быть взяты как от живого организма (биопсия), так и от трупов.
В любом случае после взятия кусочков они подвергаются действию фиксирующих растворов или замораживанию. И в научных, и в учебных целях используются фиксированные объекты. Приготовленные определенным способом препараты, используемые для изучения под микроскопом, называются гистологическими препаратами.
Гистологический препарат может быть в виде:
· тонкого окрашенного среза органа или ткани;
· отпечатка на стекле с разлома органа;
· тонкого пленочного препарата.
Гистологический препарат любой формы должен отвечать следующим требованиям:
· сохранять прижизненное состояние структур;
· быть достаточно тонким и прозрачным для изучения его под микроскопом в проходящем свете;
· быть контрастным, то есть изучаемые структуры должны под микроскопом четко определяться;
· препараты для световой микроскопии должны долго сохраняться и использоваться для повторного изучения.
Эти требования достигаются при приготовлении препарата.
3. Выделяют следующие этапы приготовления гистологического препарата
Взятие материала (кусочка ткани или органа) для приготовления препарата. При этом учитываются следующие моменты: забор материала должен проводиться как можно раньше после смерти или забоя животного, а при возможности от живого объекта (биопсия), чтобы лучше сохранились структуры клетки, ткани или органа; забор кусочков должен производиться острым инструментом, чтобы не травмировать ткани; толщина кусочка не должна превышать 5 мм, чтобы фиксирующий раствор мог проникнуть в толщу кусочка; обязательно производится маркировка кусочка (указывается наименование органа, номер животного или фамилия человека, дата забора и так далее).
Фиксация материала необходима для остановки обменных процессов и сохранения структур от распада. Фиксация достигается чаще всего погружением кусочка в фиксирующие жидкости, которые могут быть простыми спирты и формалин и сложными раствор Карнуа, фиксатор Цинкера и другие. Фиксатор вызывает денатурацию белка и тем самым приостанавливает обменные процессы и сохраняет структуры в их прижизненном состоянии. Фиксация может достигаться также замораживанием (охлаждением в струе СО2, жидким азотом и другие). Продолжительность фиксации подбирается опытным путем для каждой ткани или органа.
Заливка кусочков в уплотняющие среды (парафин, целлоидин, смолы) или замораживание для последующего изготовления тонких срезов.
Приготовление срезов на специальных приборах (микротоме или ультрамикротоме) с помощью специальных ножей. Срезы для световой микроскопии приклеиваются на предметные стекла, а для электронной микроскопии — монтируются на специальные сеточки.
Окраска срезов или их контрастирование (для электронной микроскопии). Перед окраской срезов удаляется уплотняющая среда (депарафинизация). Окраской достигается контрастность изучаемых структур. Красители подразделяются на основные, кислые и нейтральные. Наиболее широко используются основные красители (обычно гематоксилин) и кислые (эозин). Нередко используют сложные красители.
Просветление срезов (в ксилоле, толуоле), заключение в смолы (бальзам, полистерол), закрытие покровным стеклом.
После этих последовательно проведенных процедур препарат может изучаться под световым микроскопом.
Для целей электронной микроскопии в этапах приготовления препаратов имеются некоторые особенности, но общие принципы те же. Главное отличие заключается в том, что гистологический препарат для световой микроскопии может длительно храниться и многократно использоваться. Срезы для электронной микроскопии используются однократно. При этом вначале интересующие объекты препарата фотографируются, а изучение структур производится уже на электронограммах.
Из тканей жидкой консистенции (кровь, костный мозг и другие) изготавливаются препараты в виде мазка на предметном стекле, которые также фиксируются, окрашиваются, а затем изучаются.
Из ломких паренхиматозных органов (печень, почка и другие) изготавливаются препараты в виде отпечатка органа: после разлома или разрыва органа, к месту разлома органа прикладывается предметное стекло, на которое приклеиваются некоторые свободные клетки. Затем препарат фиксируется, окрашивается и изучается.
Наконец, из некоторых органов (брыжейка, мягкая мозговая оболочка) или из рыхлой волокнистой соединительной ткани изготавливаются пленочные препараты путем растягивания или раздавливания между двумя стеклами, также с последующей фиксацией, окраской и заливкой в смолы.
4. Основным методом исследования биологических объектов, используемым в гистологии является микроскопирование, т. е. изучение гистологических препаратов по микроскопом. Микроскопия может быть самостоятельным методом изучения, но в последнее время она обычно сочетается с другими методами (гистохимии, гисторадиографии и другие). Следует помнить, что для микроскопии используются разные конструкции микроскопов, позволяющие изучить разные параметры изучаемых объектов. Различают следующие виды микроскопии:
· световая микроскопия (разрешающая способность 0,2 мкм) наиболее распространенный вид микроскопии;
· ультрафиолетовая микроскопия (разрешающая способность 0,1 мкм);
· люминесцентная (флюоресцентная) микроскопия для определения химических веществ в рассматриваемых структурах;
· фазово-контрастная микроскопия для изучения структур в неокрашенных гистологических препаратов;
· поляризационная микроскопия для изучения, главным образом, волокнистых структур;
· микроскопия в темном поле для изучения живых объектов;
· микроскопия в падающем свете для изучения толстых объектов;
· электронная микроскопия (разрешающая способность до 0,1–0,7 нм), две ее разновидности просвечивающая (трансмиссионная) электронная микроскопия и сканирующая или растровая микроскопии дает отображение поверхности ультраструктур.
Гистохимические и цитохимические методы позволяет определять состав химических веществ и даже их количество в изучаемых структурах. Метод основан на проведении химических реакций с используемым реактивом и химическими веществами, находящимися в субстрате, с образованием продукта реакции (контрастного или флюоресцентного), который затем определяется при световой или люминесцентной микроскопии.
Метод гистоавторадиографии позволяет выявить состав химических веществ в структурах и интенсивность обмена по включению радиоактивных изотопов в изучаемые структуры. Метод используется чаще всего в экспериментах на животных.
Метод дифференциального центрифугирования позволяет изучать отдельные органеллы или даже фрагменты, выделенные из клетки. Для этого кусочек исследуемого органа растирают, заливают физиологическим раствором, а затем разгоняют в центрифуге при различных оборотах (от 2-х до 150 тыс.) и получают интересующие фракции, которые затем изучают различными методами.
Метод интерферометрии позволяет определить сухую массу веществ в живых или фиксированных объектах.
Иммуноморфологические методы позволяет с помощью предварительно проведенных иммунных реакций, на основании взаимодействия антиген-антитело, определять субпопуляции лимфоцитов, определять степень чужеродности клеток, проводить гистологическое типирование тканей и органов (определять гистосовместимость) для трансплантации органов.
Метод культуры клеток (in vitro, in vivo) выращивание клеток в пробирке или в особых капсулах в организме и последующее изучение живых клеток под микроскопом.
Единицы измерения, используемые в гистологии
Для измерения структур в световой микроскопии используются в основном микрометры: 1 мкм составляет 0,001 мм; в электронной микроскопии используются нанометры: 1 нм составляет 0,001 мкм.
5. В истории развития гистологии условно выделяют три периода:
Домикроскопический период (с IV в. до н. э. по 1665 г.) связан с именами Аристотеля, Галена, Авиценны, Везалия, Фаллопия и характеризуется попытками выделения в организме животных и человека неоднородных тканей (твердых, мягких, жидких и так далее) и использованием методов анатомической препаровки.
Микроскопический период (с 1665 г. по 1950 г.). Начало периода связывают с именем английского физика Роберта Гука, который, во-первых, усовершенствовал микроскоп (полагают, что первые микроскопы были изобретены в самом начале XVII в.), во-вторых, использовал его для систематического исследования различных, в том числе биологических объектов и опубликовал результаты этих наблюдений в 1665 г. в книге «Микрография», в-третьих, впервые ввел термин «клетка» («целлюля»). В дальнейшем осуществлялось непрерывное усовершенствование микроскопов и все более широкое использование их для изучения биологических тканей и органов.
Особое внимание уделялось изучению строения клетки. Ян Пуркинье описал наличие в животных клетках «протоплазмы» (цитоплазмы) и ядра, а несколько позже Р. Броун подтвердил наличие ядра и в большинстве животных клеток. Ботаник М. Шлейден заинтересовался происхождением клетокцитокенезисом. Результаты этих исследований позволили Т. Швану, на основании их сообщений, сформулировать клеточную теорию (1838–1839 гг.) в виде трех постулатов:
· все растительные и животные организмы состоят из клеток;
· все клетки развиваются по общему принципу из цитобластемы;
· каждая клетка обладает самостоятельной жизнедеятельностью, а жизнедеятельность организма является суммой деятельности клеток.
Однако вскоре Р. Вирхов (1858 г.) уточнил, что развитие клеток осуществляется путем деления исходной клетки (любая клетка из клетки). Разработанные Т. Шваном положения, клеточной теории актуальны до настоящего времени, хотя формулируется по-иному.
Современные положения клеточной теории:
· клетка является наименьшей единицей живого;
· клетки животных организмов сходны по своему строению;
· размножение клеток происходит путем деления исходной клетки;
· многоклеточные организмы представляют собой сложные ансамбли клеток и их производных, объединенные в системы тканей и органов, связанные между собой клеточными, гуморальными и нервными формами регуляции.
· Дальнейшее совершенствование микроскопов, особенно создание ахроматических объективов, позволило выявить в клетках более мелкие структуры:
· клеточный центрГертвиг, 1875 г.;
· сетчатый аппарат или пластинчатый комплекс Гольджи, 1898 г.;
· митохондрии Бенда, 1898 г.
Современный этап развития гистологии начинается с 1950 г. с момента начала использования электронного микроскопа для изучения биологических объектов, хотя электронный микроскоп был изобретен раньше (Е. Руска, М. Кноль, 1931 г.). Однако для современного этапа развития гистологии характерно внедрение не только электронного микроскопа, но и других методов: цито — и гистохимии, гисторадиографии и других вышеперечисленных современных методов. При этом обычно используется комплекс разнообразных методик, позволяющий составить не только качественное представление об изучаемых структурах, но и получить точные количественные характеристики. Особенно широко в настоящее время используются различные морфометрические методики, в том числе автоматизированные системы обработки полученной информации с использованием компьютеров.