Учебное пособие Тошкент 2013 2 Данное учебное пособие предназначено для студентовбакалавров
 Скачать 7.01 Mb.
|
|
1 МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЕ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ТАШКЕНТСКИЙ ПЕДИАТРИЧЕСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ ИНСИТИТУТ Г И С Т О Л О Г И Я Ч Е Л О В Е К А учебное пособие Тошкент – 2013 2 Данное учебное пособие предназначено для студентов-бакалавров первого курса медвузов. Пособие написано в соответствии с рабочей программы по гистологии , цитологии и эмбриологии. В пособии включены следующие разделы гистологии общая цитология , частная цитология, эмбриология человека, общая гистология и три главы частной гистологии. Для составления пособии использованы даннқе интернета и рисунки из учебников Ю.Афанасьева, Н.А.Юриной, К.А.Зуфарова. В подготовке пособии принимали участие студенты Вафоев Дадахон и Минзагитова Сабина Авторы и составители пособии проф. Э.А.Турсунов доцент Ш.Р.Абзалова Рецензенты д.м н. проф ТМА Расулев К.И. к.б.н, зав каф. биологии ТошПТИ доц. Шертоев М.М. Напечатано решением Учёного совета ТашПТИ №___от 27 марта 2013 года 3 I -ГЛАВА ВВЕДЕНИЕ В ГИСТОЛОГИЮ 1.1.Определение гистологии как науки. История предмета 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: -клеточный; -тканевой; -структурно-функциональные единицы органов; -органный уровень; -системный уровень; -организменный уровень. Гистология, как учебная дисциплина, включает в себя следующие разделы: Общую цитологию (изучает общие закономерности строение и функции клетки: частную 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. Цито - и гистохимическими методами нередко пользуются при изучении живой материи на клеточном, тканевом и органном уровнях. При 4 этом рассматривается не только форма, размеры и расположение интересующих структур, но 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. В истории развития гистологии условно выделяют три периода: 1. Домикроскопический период (с IV в. до н. э. по 1665 г.) связан с именами Аристотель, Гален, Авиценна, Везалий, Фаллопий и др. и характеризуется попытками выделения в организме животных и человека неоднородных тканей (твердых, мягких, жидких и так далее) и использованием методов анатомической препаровки; 2. 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 клеток цитогенезисом. Результаты этих исследований позволили Т. Шванну, 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; 5 -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. Шванном положения клеточной теории актуальны до настоящего времени, хотя формулируются по-иному. 1.2.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 центр Гертвиг, 1875 г.; -сетчатый аппарат или пластинчатый комплекс Гольджи, 1898 г.; -митохондрии Бенда, 1898 г. Электронномикроскопический (cовременный) период. 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; других вышеперечисленных современных методов. При этом обычно используется комплекс ИБН СИНА разнообразных методик, позволяющий составить не только качественное представление об изучаемых структурах, но и получить точные количественные характеристики. Особенно 6 широко в настоящее время используются различные морфометрические методики, в том числе автоматизированные системы обработки полученной информации с использованием компьютеров. Следует отметить, что развитие гистологи в Узбекистане так же включает три периода: 1.Домикроскопичесий период - длится до 1918 годов, т.е. до открытия в Ташкенте Высшей Медицинской школы. 2. Микроскопический период –начинается с 1920-годов. 3.Электронномикроскопичес кий период- с 1960 годов и этот период связан с именем академика К.Зуфарова. Е.М. Шляхтин –первый зав каф. гистологии ТашМИ Первые каф. гистологии появились в 1922 годах. 2. Объекты исследования гистологии. 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; мазка на стекле; отпечатка на стекле с разлома органа; тонкого пленочного препарата. 1.3. Приготовление гистологических препаратов Гистологический препарат любой формы должен отвечать следующим требованиям: 7 К.А.Зуфаров у электронного микроскопа со своими учениками 1968г. -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. 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). 8 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, Бродского 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 СО 2 , 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, полистирол), 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 9 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. 1.4. Методы исследования Основным методом исследования биологических объектов, используемым в гистологии, является микроскопирование, т. е. изучение гистологических препаратов под 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 препаратах; 10 -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 позволяют 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 позволяют 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. 11 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. 1.5.Клиническое значения методов исследования гистологии 1.Культура клеток нашла широкое применение в исследованиях обменных процессов в нормальных и раковых клетках и при разработке новых лекарств. Этот метод также оказался полезным в исследованиях паразитов, которые растут только внутри клеток, таких, как вирусы, микоплазмы и некоторые простейшие. В цитогенетических исследованиях определение кариотипа человека (числа и морфологических особенностей хромосом обследуемого) достигается путем кратковременного культивирования лимфоцитов крови или фибробластов кожи. В результате изучения митотически делящихся клеток в культурах ткани и можно выявить аномалии числа и строения хромосом, которые связаны между собой и имеют значение в диагностике многочисленных заболеваний, называемых в совокупности генетическими нарушениями. Помимо этого, культура клеток занимает центральное место в современных методах молекулярной биологии и технологии рекомбинантной ДНК. 2. Ряд гистохимических методов часто используют в лабораторной диагностике заболеваний, которые приводят к накоплению железа, гликогена, гликозаминогликанов и других веществ. Примерами могут служить реакция Перлса на железо (например, при гемохроматозе и гемосидерозе), ШИК-реакция с амилазой на гликоген (при гликогенозе), окраска аль-циановым синим на гликозаминогликаны (при мукополисахаридозе) и окраска липидов (при сфинголипидозе). 3. Иммуноцитохимия внесла существенный вклад в исследования в области клеточной биологии и в совершенствование методов диагностики в медицине. Приведены примеры иммуноцитохимического выявления молекул. Табл. 1-1 содержит данные о некоторых наиболее распространенных целях 12 использования иммуноцитохимических методов в клинической практике. 13 II- глава |