Что изучает цитология? История развития этой науки и используемые в ней методы — журнал «Рутвет»

История обнаружения клетки

История развития цитологии начинается с открытия клетки. Термин «клетка» был впервые использован англичанином Робертом Гуком в 1665 году, рассматривавшим под усовершенствованным им микроскопом срез пробки.

Он смог разглядеть ячеистое строение материала, точнее клеточные оболочки из целлюлозы. Позднее его открытия подтвердили итальянец М. Мальпиги и англичанин Н. Грю, а А.

Левенгук в 1781году впервые опубликовал рисунки, изображающие клетки животного с ядрами. Так стала делать свои первые шаги цитология – наука о клетке.

В начале 19-го века стало формироваться представление о том, что клетка является важнейшей структурной единицей любого организма, то есть закладывались основы цитологии. Р.

Броун в 1831 году нашёл в растительных клетках ядра, дав им такое название по-латыни, а чуть позже доказал, что этот элемент присутствует в клетках всех животных и растений. Учёные также обнаружили процесс деления клеток.

Я. Пуркинье, впервые описавший ядро животной клетки, придумал способы просветления и окраски клеточных препаратов, ведь это то, что изучает цитология.

В 1839 году немцами Т. Шванном и М. Шлейденом была сформулирована клеточная теория, где клетка считалась основным элементом строения, развития и жизнедеятельности живого мира, которая содержит в себе весь комплекс свойств, присущих жизни, являясь её базовой ячейкой.

С тех пор так и было установлено, что цитология – это наука о всех аспектах, касающихся клетки. С помощью клеточной теории была раскрыта природа разнообразных простейших. Т.

Для развития цитологии важным стало появление учения Р. Вирхова о целлюлярной патологии, в которой клетки рассматривались, как место, где коренятся болезни.

Благодаря этому изучением клеток стали интересоваться не только физиологи и анатомы, но и патологи. Вирхов также утверждал, что клетки появляются только из своих предшественников.

Его учение сильно повлияло на пересмотр взглядов касательно природы клеток: если первоначально главным структурным элементом считалась оболочка клетки, то позднее клетку стали определять, как кусочек протоплазмы с ядром внутри.

Таким образом, ядро было признано неотъемлемым элементом клеточной структуры. Одновременно было открыто сложное строение самой протоплазмы, в которой были найдены различные органоиды: митохондрии, клеточный центр, комплекс Гольджи.

В ядрах были найдены нуклеиновые кислоты. Всё это сформировало представление о живой клетке, как об очень сложной системе с множеством компонентов, являющихся тем, что изучает цитология в биологии.

Видео о том, что изучает цитология

На развитие цитологии сильно повлияли законы наследования признаков Г. Менделя и последующая их трактовка. Благодаря этому появилась хромосомная теория наследственности, а в цитологии появились новые направления – кариология и цитогенетика.

Большим шагом вперёд для цитологии стало изобретение метода культуры тканей и его производных, включающих:

  • метод однослойных культур клеток;
  • метод культуры фрагментов и целых органов в тканях животных, на оболочках куриных эмбрионов или в питательной среде;
  • метод органных культур тканевых фрагментов на разделе газовой фазы и питательной среды.

С их помощью возможны длительные наблюдения за жизнедеятельностью клеток, обособленных от организма, изучение их деления, движения, дифференцирования и т.д.

цитология что это такое кратко

Появление в цитологических исследованиях количественных методов позволило выявить закон видового постоянства относительно размера клеток, который потом стал известен как закон постоянства минимальных клеточных размеров.

В середине 20 века научно-техническая революция обеспечила цитологии бурное развитие и пересмотр некоторых её представлений. Создание электронного микроскопа позволило изучать строение и понять доселе непонятные функции клеточных органоидов, а также открыть огромное количество субмикроскопических структур, понять, откуда берутся стволовые клетки.

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.

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.

Виды и направления цитологии

Когда говорят, что такое цитология в биологии, то выделяют общую и частную цитологию. Первая называется ещё биологией клетки и сводится к изучению структур, общих для большинства типов клеток, а также их функций, реакции на повреждения, обмена веществ, болезненные изменения, процессы восстановления и адаптации к условиям среды.

Частная цитология направлена на изучение особенностей специализированных клеток многоклеточных организмов и их адаптацией к среде обитания в случае простейших.

Сейчас выделяют 6 главных направлений цитологии:

  • Цитоморфология исследует особенности структуры клетки. Её основными инструментами являются разные виды микроскопии фиксированных клеток (оптическая, поляризационная, электронная) и живых клеток (люминесцентная и фазово-контрастная микроскопия, темнопольный конденсор).
  • Цитофизиология исследует работу клетки как живой единой системы, взаимодействие и функционирование внутриклеточных структур. Эти сложные задачи решаются особыми экспериментальными приёмами, сочетающимися с методами микрохирургии, микрокиносъёмки и культуры клеток и тканей.
  • Цитохимия интересуется молекулярным устройством клетки и её компонентов, а также процессами метаболизма. Для цитохимических исследований применяются оптические и электронные микроскопы, интерференционная и ультрафиолетовая микроскопия, авторадиография, цитофотометрия, фракционное центрифугирование с дальнейшим химанализом каждой фракции.
  • Цитогенетика занимается вопросами закономерности функциональной и структурной организации хромосом эукариотов.
  • Цитоэкология изучает реакцию клеток на различные факторы окружающей среды и проявляемые механизмы адаптации.
  • Цитопатология занимается изучением заболевших клеток, подразделяясь на вирусную (в случаях воздействия вирусов на клетку), онкологическую (изменения в опухолевых клетках), цитофармакологию (влияние лекарственных препаратов), космическую (исследования клеток в условиях космического полёта) и т.д.

Очень часто в цитологии используют метод исследования, совпадающий с гистологическим исследованием, при котором отбирается образец ткани из больного органа.

Но есть и разница: для цитологического исследования требуется меньшее количество биоматериала, а его исследование не требует предварительной обработки и специального оборудования, кроме микроскопа.

Поводом для цитологического исследования может стать нежелательность или невозможность биопсии, если, например, больной обследуется в условиях обычной поликлиники.

С помощью цитологического исследования можно дать оценку состоянию покровных тканей человека (слизистых оболочек и кожи), поскольку в этих тканях очень часто начинают формироваться онкологические заболевания.

Можно также изучить женскую гормональную активность, процесс заживления ран и прочие процессы. При лечении злокачественных болезней можно оценить степень поражения атипичных клеток.

Видео о цитологии — науке о клетке

Способ получения материала, необходимого для исследований, зависит от того, какая ткань или орган были повреждены:

  • При кожных заболеваниях с тканей берутся отпечатки или соскобы.
  • При болезнях органов кроветворения, молочных или щитовидной железы из поражённых участков берутся пунктаты.
  • При недугах ЦНС необходимо брать спинномозговую жидкость.
  • При болезнях лёгких может забираться мокрота и.т.д.

Благодаря стремительному развитию науки и технологии возможности цитологии постоянно растут.

А Вы интересовались цитологией помимо школьной программы? Интересна ли Вам наука о клетке? Расскажите об этом в комментариях.

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