2015-06-24
1986
Цитология и гистология являются одной из фундаментальных дисциплин в биологическом образовании. За последние десятилетия гистология и цитология превратились в синтетическую науку, изучающую морфологические, физиологические и биохимические аспекты жизнедеятельности клеток и тканей животных организмов. Объектом гистологии и цитологии являются ткани и клетки, как соподчиненные системы организма, при этом обращается внимание на классификацию тканевых систем, их строение, функциональные особенности. Развитие тканей и их элементов в эмбриогенезе, физиологическую и репаративную регенерацию тканей, реактивность основных типов и разновидностей тканей на воздействие различных факторов.
Тканевые системы исследуются с помощью методов световой микроскопии (фазово-контрастной, люминесцентной, интерференционной, поляризационной и др.), электронной микроскопии, методов количественной цитохимии (цитофотометрии, цитофлуориметрии, авторадиографии, интерферометрии). В последние десятилетия в цитологии и гистологии активно используются экспериментальные методы других биологических наук: клеточной биологии, иммунологии, биохимии, молекулярной биологии, биофизики (культуры клеток и тканей, методы радиационных химер, метод иммунофлуоресценции, моноклональных антител, биохимические и и молекулярной биологии и др.).
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
РАЗДЕЛ «ЦИТОЛОГИИ»
Лекция № 1 СОВРЕМЕННАЯ ЦИТОЛОГИЯ И ЭКОЛОГИЯ
Цель - знакомство с дисциплиной, с ходом ее становления, с задачами, стоящими перед современной цитологией, с основными методами, позволяющими всесторонне изучать клетку.
План
1. Современная цитология
2. История цитологии.
3. Клеточная теория.
4. Методы исследования клеток и тканей.
Цитология традиционно и вполне обоснованно является одной из фундаментальных дисциплин в системе биологического и медицинского образования. Так как, эта дисциплина является единственной среди множества изучаемых, которая наиболее полно и широко знакомит будущего биолога, врача со строением нормальной клетки и патологической. Цитология служит фундаментом ряда биологических и медицинских дисциплин: гистологии, эмбриологии, анатомии и физиологии, генетики, микробиологии и других.
Цитология - наука, изучающая строение, химический состав, развитие и функции клеточных структур, процессы воспроизведения, восстановления, адаптации к постоянно меняющимся условиям внешней среды.
Цитология – наука о строении и функционировании клетки, и подразделяется на общую, изучающую общие принципы строения клетки, и частную, рассматривающую также особенности строения и функции специализированных клеток.
Традиционно основным методом в цитологии является микроскопия (световая, электронная). Прогресс цитологии связан с развитием современных методов и, в первую очередь, электронной микроскопии, дифференциального центрифугирования, цитохимии, радиоавтографии, молекулярной биологии и разработкой новых методов исследования.
Развитие цитологии связано с созданием и усовершенствованием оптических устройств, позволяющих рассмотреть и изучить клетки.Совершенствование оптической техники относится к 16-17 вв. и связано с развитием астрономии. В это время голландские шлифовальщики стекла сконструировали первые подзорные трубы. Оказалось, что если линзы расположить не так, как в телескопе, то можно получить увеличение очень мелких предметов. Микроскоп подобного типа был создан в 1609-1610 гг.
Галилео Галилей сконструировал первый микроскоп. Через год И.Фабер дал прибору название «микроскоп». Изобретение микроскопа открыло новые возможности для изучения живой природы.
Одним из первых, микроскоп, состоящий из двух двояковыпуклых линз, дававших увеличение примерно в 30 раз сконструировал и использовал для изучения строения растений английский физик и изобретатель Р. Гук (R. Hook, 1635-1703). Рассматривая срезы пробки, он обнаружил правильное ячеистое строение древесной ткани. Эти ячейки – «cell» в послествии были названы им клетками и изображены в книге «Микрография». Именно Р.Гук ввел термин «клетка» для обозначения тех структурных единиц, из которых построен сложный живой организм.
Благодаря усовершенствованию микроскопа Антоном Ван Левенгуком, появилась возможность изучать клетки и детальное строение органов и тканей. Левенгук впервые рассмотрел и описал эритроциты, сперматозоиды, мир микроорганизмов. Будучи в Голландии, Петр 1 посетил А. Ван Левенгука и беседовал с ним. Из этой поездки Петр 1 привез в Россию первый микроскоп, а позднее в мастерских при его дворе были изготовлены первые микроскопы в России.
В 70 годах 17 в. Марчелло Мальпиги описал микроскопическое строение некоторых органов растений.
В 1715 г. Х.Г. Гертель впервые использовал зеркало для освещения микроскопических объектов, однако лишь через полтора столетия Э. Аббе создал систему осветительных линз для микроскопа.
В 1781 г. Ф.Фонтана первый увидел и зарисовал животные клетки с их ядрами.
В первой половине 19 в. Ян Пуркинье усовершенствовал микроскопическую технику, что позволило ему описать клеточное ядро («зародышевый пузырек») и клетки в различных органах животных. Ян Пуркинье впервые употребил термин «протоплазма». Р. Браун описал ядро как постоянную структуру и предложил термин «nucleus» - ядро.
В 1838 г. Матиас Шлейден создал теорию цитогенеза (клеткообразования). Его основная заслуга – постановка вопроса о возникновении клеток в организме. Основываясь на работах Шлейдена, Т.Шванн создал клеточную теорию. В 1839 году была опубликована его бессмертная книга «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений».
Основными положениями клеточной теории были следующие:
1. Все ткани состоят из клеток;
2. Клетки растений и животных имеют общие принципы строения, так как возникают одинаковыми путями;
3. Каждая отдельная клетка самостоятельна, а деятельность организма представляет собой сумму жизнедеятельности отдельных клеток.
Большое влияние на дальнейшее развитие клеточной теории оказал Рудольф Вирхов. Он не только свел воедино все многочисленные разрозненные факты, но и убедительно показал, что клетки являются постоянной структурой и возникают только путем размножения себе подобных – «Каждая клетка из клетки» (omnia cellula e cellula»).
Во второй половине19 века возникло представление о клетке как элементарном организме (Э. Брюкке, 1861).
В 1874 г. Ж. Карнуа ввел понятие «Биология клетки», тем самым, положив начало цитологии как науке о строении, функции и происхождении клеток.
В 1879-1882 гг. В. Флемминг описал митоз.
В 1883 г. В. Вальдейер ввел понятие «хромосомы», а через год О.Гертвиг и Э. Страсбургер одновременно и независимо друг от друга высказали гипотезу о том, что наследсвенные признаки заключены в ядре.
Конец 19 в. ознаменовался открытием фагацитоза Ильей Мечниковым (1892).
В 1928 – 1931 гг. Е. Руска, М. Кнолль и Б. Боррие сконструировали электронный микроскоп, благодаря которому было описано подлинное строение клетки и открыты многие ранее неизвестные структуры.
А. Клод в 1929 г. впервые, использовал для изучения клеток электронный микроскоп и разработал методы фракционирования клеток с помощью ультрацентрифугирования. Все это позволило по-новому увидеть клетку и интерпретировать собранные сведения.
Клетка является элементарной единицей живого, потому что ей присущи все свойства живых организмов: высокоупорядоченное строение, получение энергии из вне и ее использование для выполнения работы и поддержания упорядоченности, обмен веществ, активная реакция на раздражения, рост, развитие, размножение, удвоение и передача биологической информации потомкам, регенерация, адаптация к окружающей среде.
Клеточная теория в современной интерпретации включает следующие основные положения:
1. Клетка – основная единица строения и функционирования живого организма.
2. Клетка – саморегулирующаяся открытая система.
3. Клетки всех организмов в принципе сходны по химическому составу, строению и функциям.
4. Жизнь организма в целом обусловлена взаимодействием составляющих его клеток.
5. Все новые клетки образуются при делении исходных клеток.
6. В многоклеточных организмах клетки специализированы по выполняемым ими функциям и образуют ткани.
Таким образом, клетка согласно положениям клеточной теории - это элементарная живая система, основная структурная и функциональная единица растительных и животных организмов, способная к самообновлению, саморегуляции и самовоспроизведению.
Общей чертой всех мембран клетки, внешней и всех внутриклеточных мембран и мембранных органоидов является то, что они представляют собой тонкие (6-10 нм) пласты липопротеидной природы (липиды в комплексе с белками).
