ГІСТОЛОГІЯ: ІСТОРІЯ, ТЕ, ЩО ВОНА ВИВЧАЄ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ - БІОЛОГІЯ

Гістологія (від грецького: histos = кадр, лоджії = наука) є філією анатомії , яка описує і пояснює мікроскопічну структуру тканин рослин і тварин, від клітини до рівнів , органів і систем органів рівня.

Завданням анатомії є систематичне розуміння принципів, що лежать в основі зовнішньої форми та внутрішньої архітектури багатоклітинних організмів. Валова анатомія або валова анатомія враховує структурні особливості, які можна оглянути неозброєним оком.

Джерело: Користувач: Уве Гілле. Своєю чергою, гістологія або мікроскопічна анатомія розглядає структурні характеристики, які можна перевірити лише за допомогою мікроскопа, будучи фундаментальним пристосуванням для розуміння валової анатомії. Її інтеграція з клітинною та молекулярною біологією дозволяє зрозуміти організацію та функції клітин.

Історія

Марчелло Малпігі (1628–1694) був провісником гістології. Він використовував мікроскоп для дослідження рослин і тварин.

Марі-Франсуа-Ксав'є Бічат (1771–1802), вважаючи батьком сучасної гістології, ввів термін «тканина». Незважаючи на те, що не використовував мікроскоп, у 1800 році шляхом розсічення трупів та хімічних тестів він виявив 21 тканину людини. У 1819 р. Карл Майєр (1787–1865) ввів термін «гістологія».

У 1826 році Джозеф Дж. Лістер (1786–1869) сконструював революційний оптичний мікроскоп, виправляючи хроматичні та сферичні аберації. Завдяки цьому протягом решти століть могла розвиватися сучасна гістологія. У 1827 році Томас Ходжкін (1798–1866) та Лістер довели, що еритроцитам не вистачає ядра.

У 1847 р. Рудольф Вірхов (1821–1902) постулював, що захворювання мають своє походження у порушенні клітин. За цей та інші внески його вважають основоположником гістопатології.

До початку XX століття гістологія дозріла. Це також стало можливим завдяки:

- Розробка хімічних агентів для фіксації тканин та мікротомів для їх розрізу протягом 19 століття.

- вбудовування та збереження тканин у блоках канадського бальзаму 1832 року та парафіну в 1869 році.

- Фотомікрографія 1844 року.

Що ти вивчаєш?

Розвиток порівняльної гістології став можливим завдяки описовим дослідженням тканин тварин і рослин. Порівняльна гістологія включає в себе гістопатологію, цитопатологію, гістохімію, функціональну гістологію та патологію рослин. Це стосується також вивчення еволюції та систематики живих істот, як це, наприклад, відбувається з палеогістологією.

Гістопатологія вивчає та діагностує хвороби людини та тварин. Для цього в ньому використовуються зразки тканин (біопсії), які фіксуються, секціонуються та обстежуються фахівцем, відомим як патолог.

Цитопатологія також вивчає та діагностує хвороби людини та тварин. Різниця полягає в тому, що це робиться на рівні мікроскопічних фрагментів вільних тканин і клітин.

Гістохімія поєднує біохімічні та гістологічні методи аналізу хімії тканин. Він заснований на використанні хромогенних маркерів, які служать для виявлення позитивних клітинних процесів для певних речовин.

Функціональна гістологія досліджує динамічні аспекти організації тканин. Одним із найпомітніших промоторів був Сантьяго Рамон і Каджал (1852–1934), чиї дослідження нейронів заклали основи нейронауки ХХ століття.

Фітопатологія вивчає хвороби рослин, спричинені вірусами, бактеріями, найпростішими, паразитарними рослинами, грибами та нематодами.

Гістологія людини

Епітеліальна тканина

Основними типами тканин людини і тварин є: епітеліальна, м’язова, нервова та сполучна.

Епітеліальна тканина складається з шарів клітин, які виводять (епітелій) поверхню тіла, оточують (ендотелій) порожнини тіла або утворюють залози та їх протоки.

Епітеліальна тканина класифікується на просту (один шар клітин), стратифіковану (кілька шарів клітин), псевдостратифіковану (шар клітин, прикріплений до базальної мембрани), плоскоклітинний (сплющені клітини), кубовидний (округлі поверхневі клітини) та стовпчастий. (клітини вище, ніж вони широкі).

Дихальні шляхи вистелені псевдостратифікованим стовпчастим епітелієм. Поверхня тіла покрита стратифікованим плоскоклітинним епітелієм, багатим кератином. Вологі порожнини, такі як рот, піхву та пряма кишка, вистелені стратифікованим плоскоклітинним епітелієм, не маючи кератину.

Залози складаються з секреторного епітелію. Вони синтезують, зберігають і виділяють різні види речовин, у тому числі: білки (підшлункова залоза), ліпіди (надниркові та сальні залози), комплекси вуглеводів і білків (слинні залози) та всі перераховані вище речовини (молочні залози).

М'язова тканина

М'язова тканина складається з подовжених клітин або волокон, що мають скорочувальні властивості. Виходячи з його структури та функції, розпізнаються три типи м’язів: скелетна, серцева та гладка.

Скелетна мускулатура містить сильно витягнуті, смугасті, багатоядерні пучки клітин. Кожне м’язове волокно складається з менших одиниць, які називаються міофібрилами.

Вони, у свою чергу, складаються з ниток, що складаються з актину та міозину, які утворюють регулярний змінний малюнок. Він кріпиться до кісток. Його скорочення відбувається швидко, енергійно і добровільно.

Серцевий м’яз також складається з подовжених, смугастих клітин. Її волокна схожі на волокна скелетних м’язів. Однак вони є неклітинними і демонструють розгалуження, приєднані до клітин інших клітин, називаючись міжкамерними дисками. Він розташований у серці, аорті та легеневому стовбурі. Його скорочення буває енергійним, ритмічним і мимовільним.

Гладка мускулатура складається з середньо довгих, неклітинних веретенових клітин. Він не є смугастим, оскільки актин і міозин не утворюють регулярного чергування.

Вона шарується в порожнистих вісцеральних органах і судинах. Він також пов’язаний з волосяними фолікулами. Скорочення його тривале, повільне і мимовільне.

Нервова тканина

Нервова тканина складається з мережі з багатьох мільярдів нервових клітин (нейронів), усі допомагають клітинам для підтримки, харчування та захисту (гліальні клітини). Кожен нейрон має сотні довгих взаємозв'язків з іншими нейронами.

Нервова тканина розподіляється по всьому тілу, утворюючи систему, яка контролює структури поведінки, а також функції організму (наприклад, артеріальний тиск, дихання, рівень гормонів).

Анатомічно він поділяється на:

- ЦНС, центральна нервова система, що складається з великої агрегації нейронів (головний, спинний мозок).

- ПНС, периферична нервова система, що складається з нервів (черепних, спинальних, периферичних) та невеликих агрегацій нейронів (гангліїв). ПНС проводить сенсорні та рухові нервові імпульси до та з ЦНС.

Сполучна тканина

Сполучна тканина складається з клітин, пов'язаних із позаклітинним матриксом. Служить для з'єднання або підтримки інших тканин. Він включає кістки, хрящі, сухожилля, фіброзну тканину, жирову тканину та кістковий мозок, усі вони мають суцільний позаклітинний матрикс. Вона також включає кров, з рідким позаклітинним матриксом (плазмою).

Гістологія рослин

Фундаментальна тканина

Основними типами рослинних тканин є:

- Фундаментальні (або основні), підрозділяються на паренхіму, колеленхіму та склеренхіму.

- судинний, підрозділяється на ксилему та флоему.

Дермальний, підрозділяється на епідерміс і перидерміс.

Паренхіма складається з клітин, живих у зрілому стані, неправильної форми та тонкої первинної стінки, що зберігають цукри та крохмаль, які можуть брати участь у фотосинтезі та зберігати здатність диференціюватися на інші типи клітин. Він складає більшу частину біомаси рослин, включаючи внутрішню частину стебла, листя та плодів.

Коленхіму складають клітини, живі в зрілому віці, неправильної форми і товстої первинної стінки, багаті пектином. Він забезпечує структурну підтримку, не втрачаючи еластичності, необхідної для подовження рослин. Він розташований під епідермісом стебел і в черешках.

Склеренхіма складається з клітин, із вторинними стінками, внутрішніми до первинних, густими та багатими лігніном. Ці вторинні стінки, які зберігаються після загибелі клітин, забезпечують силу частинам рослини, які її потребують і вже не видовжуються. Склеренхіма складається з волокон і склереїдів.

Судинна тканина

Судинна тканина характерна для судинних рослин, тобто птеридофітів (наприклад, папоротей), голонасінних (наприклад, сосни та ялиці) та покритонасінних рослин (квітучих рослин).

Ксилема розподіляє воду з мінеральними розчинниками, взятими з ґрунту. Провідність цієї рідини здійснюється трахеїдами (усі судинні рослини) та провідними судинами (переважно покритонасінні). Трахеїди та елементи, що складають провідні судини, є мертвими клітинами.

Флоема розподіляє сік, що складається з води, цукрів, що утворюються при фотосинтезі, та поживних речовин, які раніше зберігалися в інших клітинах.

Провідність цієї рідини здійснюється ситовими клітинами (птеридофіти, голонасінні) або елементами ситових труб (покритонасінних). Ситові клітини та елементи ситової трубки - це живі клітини.

Шкірна тканина

Шкірна тканина оточує все тіло рослин. Над землею шкірна тканина захищає рослину від втрати води. Під землею вона дозволяє брати воду та мінеральні солі. Епідерміс є єдиною шкірною тканиною у рослин, якщо не спостерігається бічне потовщення. У цьому випадку епідерміс замінюється перидермісом.

Методи дослідження

Як правило, гістологічне дослідження вимагає:

1- Отримання зразка

2- Фіксація

3- Фарбування

4- інкрустація

5- Секціонування

6- Мікроскопічне спостереження.

Отримання зразка складається з придбання частини тіла людини або тварини (біопсія) або рослини, достатнього розміру (як правило, дуже невеликого розміру) і репрезентативної тканини, що цікавить.

Фіксація включає фізичні (наприклад, заморожування спалахом) та хімічні (наприклад, формалін) процедури, що стабілізують зразок, щоб він залишався незмінним під час та після наступних кроків.

Клітини безбарвні і тому повинні бути забарвлені, що дозволяє виділити цікаві структури. Фарбування проводиться за допомогою хромогенних (наприклад, гематоксиліну, еозину, Гімси), гістохімічних або імуногістохімічних реагентів.

Вбудовування складається з інфільтрації тканини прозорою або напівпрозорою рідиною (наприклад, парафіном, акриловою смолою), яка згодом затвердіє охолодженням або полімеризацією, утворюючи міцний блок.

Секціонування складається з нарізки, використовуючи мікротом, попередній суцільний блок. Отримані зрізи, зазвичай товщиною 5–8 мкм, називаються гістологічними зрізами.

Мікроскопічне спостереження проводиться за допомогою оптичних, електронних, конфокальних, поляризаційних або атомно-силових мікроскопів, серед інших. На цьому етапі формуються цифрові зображення зрізів.

Список літератури

Белл, С., Морріс, К. 201. Вступ до мікроскопії. CRC Press, Бока Ратон.
Bloom, W., Fawcett, DW 1994. Підручник з гістології. Chapman & Hall, Нью-Йорк.
Бок, О. 2015. Історія розвитку гістології до кінця ХІХ ст. Дослідження 2, 1283.
Bracegirdle, B. 1977. Дж. Дж. Лістер та встановлення гістології. Медична історія, 21, 187–191.
Bracegirdle, B. 1977. Історія гістології: короткий огляд джерел. Історія науки, 15, 77–101
Bracegirdle, B. 1978. Виконання мікроскопів XVII і XVIII ст. Медична історія, 22, 187–195.
Bracegirdle, B. 1989. Розвиток біологічних препаратів для світлової мікроскопії, 1839–1989. Журнал мікроскопії, 155, 307–318.
Bracegirdle, B. 1993. Фарбування для мікроскопа. JSDC, 109, 54–56.
Єрощенко, В. П. 2017. Атлас гістології з функціональними кореляціями. Уолтерс Клювер, Балтімор.
Gartner, LP, Hiatt, JL, Strum, JM Клітинна біологія та гістологія. Lippincott Williams & Wilkins, Балтімор.
Jones, ML 2001. Виправити, затвердіти, зберегти-зафіксувати: коротка історія. Journal of Histotechnology, 24, 155-162.
Kierszenbaum, AL, Tres, LL 2016. Гістологія та біологія клітин: вступ до патології. Сондерс, Філадельфія.
Llinás, RR 2003. Вклад Сантьяго Рамона і Каяла у функціональну нейронауку. Огляди природи: Нейронаука, 4, 77–80.
Lowe, JS, Anderson, PG 2015. Гістологія людини Stevens & Lowe. Мосбі, Філадельфія.
Мешер, А. Л. 2016. Основна гістологія Юнкейри: текст та атлас. McGraw-Hill, Нью-Йорк.
Ross, MH, Pawlina, W. 2016. Гістологія: текст та атлас, з корельованою клітинною та молекулярною біологією. Wolters Kluwer, Філадельфія.
Sanderson, C., Emmanuel, J., Emmanual, J., Campbell, P. 1988. Історичний огляд парафіну та його розвитку як середовища вкладення. Journal of Histotechnology, 11, 61–63.
Stephens, N. 2006. Рослинні клітини та тканини. Видавництво інформаційних баз, Нью-Йорк.
Вік, MR 2012. Гістохімія як інструмент морфологічного аналізу: історичний огляд. Аннали діагностичної патології, 16, 71–78.

ГІСТОЛОГІЯ: ІСТОРІЯ, ТЕ, ЩО ВОНА ВИВЧАЄ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ - БІОЛОГІЯ - 2025