Связь цитологии с другими науками

1. Лекция 1

Тема: Гистология и цитология, их

содержание, задачи, связь с другими

науками, значение. Некоторые общие

закономерности формирования тканей в

онтогенезе. Методы исследования в

гистологии и цитологии. Учение о клетке.

Организация биомембран, химический


состав гиалоплазмы.

Цель: Дать представление о месте

гистологии и цитологии в комплексе

биологических

наук,

значении

онтогенеза тканей и методологии;

сформировать

представление


клеточной

теории

едином

структурном и химическом строении

клетки

Клетка


наименьшая

единица,

обладающая

всеми

свойствами,

отвечающими

определению

способностью


воспроизведению,

использованию и трансформации энергии,

метаболизмом,

чувствительностью,

адаптацией, изменчивостью. Цитология наука о клетке. Изучает строение и

функции клеток, их воспроизведение, их


взаимодействие. Клетки являются основой

развития, строения и функций тканей.

Ткань — система клеток и образуемых ими

межклеточных структур, объединенных общей

функцией и структурно-химической организацией.

Гистология — наука о строении, развитии и


жизнедеятельности тканей животных организмов.

Различают

основных

типа

тканей,

встречающихся в составе разнообразных органов

всех многоклеточных животных: эпителиальные,

ткани внутренней среды, ткани нервной системы и


мышечные. Данные типы тканей осуществляют все

необходимые функции при взаимоотношении

организма с окружающей средой: пограничность,

создание

постоянства

внутренней

среды,

сокращение, восприятие, передача и анализ


раздражения.

Гистология

цитологией

описание

строения

исследуемых

структур,

функционального


назначения,

установление

связей

между

ними,

раскрытие

закономерностей их развития.

Методы микроскопирования

*Световая микроскопия.


*Ультрафиолетовая микроскопия.

*Флюоресцентная (люминесцентная)

микроскопия.

*Фазовоконтрастная микроскопия.

*Интерференционная микроскопия.

*Электронная микроскопия.

Исследование фиксированных клеток


и тканей.

Гистологический

препарат

может

представлять собой мазок (крови, костного мозга,

слюны), отпечаток (селезенки, тимуса, печени),

пленку из ткани (соединительной или брюшины,


плевры), тонкий срез. Процесс изготовления

гистологического препарата для световой и

электронной микроскопии включает следующие

основные этапы: 1) взятие материала и его

фиксация; 2) уплотнение материала; 3)


приготовление срезов; 4) окрашивание или

контрастирование.

Исследование живых клеток и

*Прижизненные исследования

клеток в организме (in vivo).

*Исследование живых клеток и

тканей в культуре (in vitro).

Исследование химического состава

клеток и тканей.


Цито- и гистохимические методы позволяют

выявлять локализацию ДНК, РНК, белков,

углеводов, липидов, аминокислот, минеральных

веществ, витаминов в структурах клеток, тканей

и органов. Эти методы основаны на

специфичности реакции между химическим

реактивом и субстратом, входящим в состав


клеточных и тканевых структур, и окрашивании

продуктов химической реакции.

Фракционирование клеточного

содержимого.

Фракционировать

структуры

макромолекулы

клеток

можно


ультрацентрифугированием,

хроматографией, электрофорезом.

Количественные цитохимические методы.

Особенность

количественногистохимических

методов

исследования

заключается

возможности


изучения

концентрации

содержания

химических

компонентов в конкретных структурах клеток и

тканей.


Цитоспектрофотометрия

метод

количественного изучения внутриклеточных

веществ по их абсорбционным спектрам.

Цитоспектрофлюориметрия

метод

веществ по спектрам их флюоресценции.

Клетка — элементарная структурнофункциональная и генетическая единица

организма, составляющая основу его

жизнедеятельности и обладающая всеми

признаками живого: раздражимостью,

возбудимостью,

сократимостью,


обменом веществ и энергии, хранением

генетической информации и передачей

ее в ряду поколений.

Клеточная теория.

История создания клеточной теории.

Клеточная теория — это обобщенное представление о строении

клеток как единиц живого, об их воспроизведении и роли в

формировании многоклеточных организмов.

Первым, кто наблюдал наименьшие единицы в составе


многоклеточных, был Роберт Гук (1665). С помощью

увеличительных линз в срезе пробки он обнаружил «ячейки», или

«клетки».

М.Мальпиги, Н.Грю, Ф.Фонтана в 1671 году показали, что

разнообразные части растений состоят из тесно расположенных

«пузырьков», или «мешочков».

19 век — время микроскопирования. Описаны ядро и протоплазма

(Я.Пуркинье, Р.Броун).

Т.Шванн (1838 г.) — обобщил все полученные знания и


сформулировал клеточную теорию, которую дополнил Р.Вирхов

(1858 г.).

1. Клетка является наименьшей единицей

живого. Живому свойственен ряд совокупных

признаков: способность к воспроизведению,


использование и трансформация энергии,

метаболизм,

чувствительность,

адаптация,

изменчивость. Такую совокупность признаков

можно обнаружить впервые на клеточном

уровне. Именно клетка является наименьшей


единицей, отвечающей определению «живое».

Клетки

разных

организмов

принципиально сходны по своему строению.


Имеет место общий план организации

строения клеток растений и животных.

Сходство определяется одинаковостью общих

функций клеток, связанных с поддержанием в

них жизни (синтез нуклеиновых кислот и

белков, биоэнергетика клетки и др.). Различие

клеток

многоклеточном

организме


обусловлено специализацией их функций, при

этом имеет место преимущественное развитие

органелл специального значения.

3. Размножение клеток происходит путем

деления исходной клетки.

эукариотических

клеток

единственно


полноценным способом деления является митоз,

или непрямое деление. При этом образуется

специальный аппарат клеточного деления,

клеточное веретено, с помощью которого

равномерно и точно по двум дочерним клеткам

распределяются

хромосомы,

этого

удвоившиеся в числе.

4. Многоклеточные организмы представляют


собой сложные ансамбли клеток и их

производных, объединенные в целостные

интегрированные системы тканей и органов,

подчиненные и связанные между собой

межклеточными, гуморальными и нервными

формами регуляции.

Каждое проявление

деятельности целого организма (реакция на


раздражение, движение, иммунные реакции и

др.)

осуществляется

специализированными

клетками. Однако деятельность клеток не

обособлена от других клеток и межклеточного

вещества.

Цитоплазма.

Цитоплазма — отделена от окружающей среды

плазмолеммой,

включает

себя

гиалоплазму,

находящиеся в ней обязательные клеточные компоненты


— органеллы, а также различные непостоянные

структуры — включения.

Гиалоплазма.

Гиалоплазма — матрикс цитоплазмы. Имеет вид

гомогенного или тонкозернистого вещества с низкой


электронной

плотностью.

Гиалоплазма

является

сложной коллоидной системой, включающей в себя

различные биополимеры: белки, нуклеиновые кислоты,


полисахариды и др. Способна переходить из

золеобразного (жидкого) состояния в гелеобразное и

обратно.

Понятие о мембранных и немембранных

органеллах клетки.

Органеллы — постоянно присутствующие и


обязательные для всех клеток микроструктуры,

выполняющие жизненно важные функции.

Различают

мембранные

немембранные

органеллы.

Мембранные

органеллы

представлены


цитоплазматической

сетью,

пластинчатым

комплексом,

митохондриями,

лизосомами,


пероксисомами. К немембранным органеллам

относят рибосомы, клеточный центр и элементы

цитоскелета (микротрубочки, микрофиламенты и

промежуточные филаменты).

Структурно-химическая

характеристика мембран клеток.

К клеточным мембранам относятся


плазмолемма,

кариолемма,

мембраны

митохондрий,

эндоплазматической


сети,

аппарата Гольджи, лизосом, пероксисом.

Общей чертой всех мембран клетки является

то, что они представляют собой тонкие (6-10

пласты

липопротеидной

природы.

Основными

химическими


компонентами

клеточных мембран являются липиды (40 %) и

белки (60 %), кроме того — углеводы (5-10 %).

Плазмолемма — внешняя клеточная мембрана. Ее

толщина — 10 нм, она является самой толстой из

клеточных мембран.


Снаружи от плазмолеммы располагается гликокаликс.

Его толщина 3-4 нм. В его состав входят

периферические белки и углеводные компоненты

гликолипидов и гликопротеидов. Гликокаликс играет

важную роль во взиамоотношении клеток с окружающей


средой и друг с другом (рецепция, адсорбция,

пристеночное пищеварение).

Подмембранный слой — узкий участок цитоплазмы с

внутренней стороны плазмалеммы. В данном участке

гиалоплазма более вязкая, не содержит органелл,

содержит элементы цитоскелета.

Функции плазмолеммы.

Разграничительная.

Рецепторная функция.

Транспортная.

эндоплазматическая сеть,


пластинчатый комплекс, лизосомы,

пероксисомы, митохондрии.

рибосомы, цитоскелет, клеточный

центр, реснички и жгутики, включения.

сформировать


представление строение и

функциях клеточных органелл

Эндоплазматическая сеть.

Представляет собой совокупность

вакуолей,

плоских

мембранных


мешков или трубчатых образований,

создающих как бы мембранную сеть

внутри

цитоплазмы.

Различают

гранулярную


агранулярную

эндоплазматическую сеть.

Эндоплазматическая сеть: гладкая и гранулярная структуры. Рядом

фотография с увеличением в 10 000 раз

Гранулярная эндоплазматическая сеть

(ГЭР)

представлена замкнутыми мембранами,

которые образуют на сечениях уплощенные мешки,


цистерны, трубочки. Ширина полостей значительно

варьирует в зависимости от функциональной

активности клетки. Наименьшая ширина их — ок. 20 нм.

Отличительной чертой этих мембран является то, что

они со стороны гиалоплазмы покрыты рибосомами.

ГЭР может быть представлена редкими разрозненными


цистернами или их локальными скоплениями.

Рибосомы, связанные с ГЭР, участвуют в синтезе

белков, выводимых из данной клетки, а также белковферментов, используемых для внутриклеточного

пищеварения.

Функции ГЭР: синтез белков на экспорт,

их изоляция от содержимого гиалоплазмы

внутри

Предмет изучения цитологии

Все живые организмы состоят из клеток – из одной (одноклеточные организмы) или многих (многоклеточные).

Предметом цитологии является клетка многоклеточных грибов, растений и животных, а также одноклеточные организмы (бактерии, одноклеточные грибы и водоросли, простейшие).

Цитология занимается изучением строения, химического состава и функций клеток, функций внутриклеточных структур, размножения и развития клеток, приспособление клеток к условиям внешней среды.

Современная цитология – комплексная наука. Она очень тесно связаны с другими биологическими науками: физиологией, ботаникой, зоологией, физиологией, эволюционным учением.

Существует общая и частная цитология.

Предметом исследования общей цитологии являются общие для большинства клеток элементы: их структура, функции, процессы метаболизма, реакция на повреждения и патологические изменения, приспособление к окружающим условиям.

В частной цитологии исследует особенности каждого типа клеток в зависимости от их специализации (многоклеточные организмы) или эволюционной адаптации к внешней среде (бактерии).

Чёткие грани между цитологией, биохимией, биологией развития, молекулярной биологией и молекулярной биофизикой стёрлись благодаря новым методам изучения компонентов клетки, развитию и усовершенствованию исследований цитохимии, особенно ферментов, использованию при изучении процессов синтеза макромолекул клетки радиоактивных изотопов, внедрению методов электронной цитохимии, применению для изучения локализации индивидуальных белков клетки с помощью люминесцентного анализа меченых флюорохромами антител, методам препаративного и аналитического цинтрифугирования.

Современная цитология из суто морфологической науки смогла развиться в экспериментальную дисциплину, изучающую основные принципы деятельности клетки и, соответственно, основы жизни организмов.

При диагностике заболеваний человека и животных существенное значение имеют именно цитологические исследования.

Благодаря разработке Б.Гердоном методов пересадки ядер в клетки, соматической гибридизации клеток Х. Харрисом, Дж.Барски и Б. Эфрусси стало возможным изучение закономерностей реактивации генов, определение локализации многих генов в хромосомах человека.

Стало также возможным приблизиться к решению ряда практических заданий медицины и народного хозяйства (создание новых сельскохозяйственных культур). Методом гибридизации клеток создано технологию получения стационарных антител гибридных клеток, вырабатывающих специфические антитела (моноклональные антитела).

  • Цитоморфологии, которая изучает особенности структурной организации клетки, основными методами исследования которой являются различные способы микроскопии, как фиксированной (светооптическая, электронная, поляризационная), так и живой клетки (темнопольний конденсор, фазово-контрастная и люминесцентная микроскопия);
  • Цитофизиологии, которая изучает жизнедеятельность клетки как единой живой системы, а также функционирование и взаимодействие её внутренних структур; для решения этих заданий используют различные экспериментальные приёмы вместе с методами культуры клеток и тканей, микрокиносъёмки;*
  • Цитохимии, которая исследует молекулярную организацию клетки и химические изменения во время процессов обмена веществ и функционирования клетк. Проводят цитохимические исследования светомикроскопическим и электронно-микроскопическим методами, методами ультрафиолетовой и интерференционной микроскопии, цитофотометрии, фракционного центрифугирования.
  • Цитогенетики, которая изучает функциональную и структурную и организацию хромосом эукариотов;
  • Цитоэкологии, которая исследует реакции клетки на влияние факторов окружающей среды и механизмы адаптации к ним;
  • Цитопатологии, которая изучает патологические процессы в клетке.*

Наряду с традиционными направлениями цитологии развиваются и новые, такие как цитопатология вирусов, ультраструктурная патология клеток, цитофармакология, онкологическая цитология и др.

Цитология преподаётся как самостоятельный раздел в курсе гистологии и биологии в медицинских и других высших учебных заведениях.

История развития учения о клетке

Цитология относится к молодым биологическим наукам, её возраст – около 100 лет. А возраст термина «клетка» — более 300 лет.

История изучения клетки связана с именами таких учёных, как Роберт Гук (впервые применил микроскоп для исследования тканей и на срезе пробки и сердцевины бузины увидел ячейки, которые назвал клетками), Антони ван Левенгук (впервые увидел клетки при увеличении в 270 раз и открыл одноклеточные организмы), Матиас Шлейден и Теодор Шванн (они стали творцами клеточной теории).

Клеточная теория получила дальнейшее развитие в работах учёных второй половины ХІХ столетия. Было открыто деление клетки и сформулировано положение о том, что каждая новая клетка образуется от такой же начальной клетки в результате её деления (Рудольф Вирхов, 1858).

Академик Российской Академии наук Карл Бер открыл яйцеклетку млекопитающих и установил, что все многочисленные организмы начинают своё развитие из одной клетки и этой клеткой является зигота. Открытие К.

После работ Роберта Гука микроскоп начали широко использовать для научных исследований в биологии.

Исторически развитие цитологии тесно связано с созданием микроскопа и его усовершенствованием, развитием гистологических методов исследования.

В ХVII ст. наблюдения Р. Гука подтвердились и были развиты М. Мальпиги, Н. Грю, А. Левенгуком.

В процессе научно-технической революции середины ХХ ст. цитология бурно развивалась и ряд её представлений были пересмотрены.

Электронная микроскопия дала возможность изучить строение и много в чём раскрыть функции уже известных ранеее органоидов клетки. Связаны эти открытия с именами К. Портера, Дж. Пелейда, Х. Риса, В. Бернхарда, К. де Дюва и других известных учёных.

В результате изучения ультраструктуры клетки весь живой органический мир был разделён на прокариот и эукариот. Исследования молекулярной биологии показали единство для всех организмов (включая вирусы) механизмов синтеза белка и генетического кода.

125. Структурно-функциональное особенности нервной ткани

• Состоит из 2 основных типов клеток

нейроцитов и нейроглии

• Межклеточное вещество отсутствует

• Основной источник происхождения

нейроэктодерма


Нервные клетки нейроциты или нейроны

Глиальные клетки глиоциты

Функций нервной ткани

Восприятие различных раздражений и

трансформация их в нервные импульсы

• Проведение нервных импульсов

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Медицинский взгляд на еду
Adblock
detector