Цитология
Цитоло́гия (от греч. κύτος — «клетка» и λόγος — «учение», «наука») — раздел биологии, изучающий живые клетки, их органеллы, их строение, функционирование, процессы деления, одноклеточные организмы и ядерно-цитоплазматические комплексы, не расчленённые на клетки (симпласты, синцитии, плазмодии).
Развитие цитологии
В начале своего развития, вплоть до первых десятилетий прошлого века, цитология являлась, главным образом, описательно-морфологической дисциплиной, тесно связанной с гистологией, которая, в свою очередь, была базисом для развития физиологии. Но уже с 30-х годов XX века в связи с успехами генетики, физики и химии цитология стала использовать новые эффективные методы исследований, как химические (цито- и гистохимия, радиоавтография), так и физические (люминесцентная, интерференционная световая микроскопия), что дало начало развитию цито-физиологических исследований. Наконец, введение в практику цитологических исследований электронной микроскопии (50-е годы XX века) открыло новую страницу не только в изучении клеток и тканей, но и преобразовало всю биологию в целом. Цитология перешла с уровня морфологических описаний на новый качественный уровень, позволяющий изучать клеточные структуры на молекулярном уровне в тесной связи с методами биохимии и молекулярной биологии[1].
Впервые клетки были описаны Робертом Гуком в монографии Микрография, или описание маленьких предметов" в 1667 году[2]. В XVII веке М. Мальпиги и Н. Грью довольно подробно описали распределение клеток в растениях.
Каспер Вольф в 1759 году уделял большое внимание клеточному строению для обоснования теории зародышевого развития организмов. Он рассматривал развитие клеточного строения применительно к растительным организмам (в меньшей степени к животным) и предложил первую «клеточную теорию».
В конце XVIII—начале XIX века появилось множество работ, посвящённых клеточному строению растений, по своему построению и объектам вполне сопоставимых с исследованиями начала XX века. Они указывали на распространенность клеточного строения, но о самой клетке их авторы почти ничего не знали[2].
В 1824 году Дютроше считал, что все ткани как растений, так и животных в конечном итоге состоят из клеток. В 1833 году Роберт Броун описал клеточное ядро и высказал гипотезу, что ядро присутствует во всех клетках. Наконец, в 1837 году Майен подчеркнул в своих работах, что только клетки являются элементарными анатомическими единицами растений. В XIX веке описание Р. Броуном клеточного ядра (1831) привлекло внимание исследователей к содержимому клетки. Во 2-й половине XIX века открыты постоянные составные части цитоплазмы (органеллы) и выявлена роль ядра в процессе деления клеток[3].
Огромный вклад в развитие клеточной теории внесли труды Рудольфа Вирхова. В своём основном сочинении «Целлюлярная патология как учение, основанное на физиологической и патологической гистологии» (1858) он показал, что "клетка действительно представляет собой последний морфологический элемент всего живого, и вне её мы не должны предполагать существования нашей жизнедеятельности.
Новый этап развития цитологии (с 1950-х гг.) связан с использованием электронного микроскопа, методов количественной цитохимии, включая авторадиографию, и др. химические и физические методы исследования при непосредственном взаимодействии с биохимией и молекулярной биологией. Это привело к выявлению ряда новых структур в цитоплазме и ядре и позволило расшифровать их функциональное значение. Именно в этот период появилась новая комплексная наука — клеточная биология[3].
Объекты цистологического исследования
Цитогистологический анализ применяется в медицинской практике, научных работах, учебном процессе. Производится исследование[4]:
• трупного материала (патологоанатомические и судебно-медицинские экспертизы);
• материала прижизненной медицинской диагностики (кровь, ликвор, амниотическая жидкость, послеродовая плацента, слюна, иссеченные фрагменты объектов хирургических операций);
• органов и тканей экспериментальных животных ;
• живых клеток и тканей в культуре и т. д.
• Основными объектами микроскопического исследования клеток, тканей и органов являются изготовленные из них гистологические препараты.
Методы исследования
Микроскопы — сложные оптические приборы, которые являются основными инструментами цитогистологического исследования. Современные микроскопы обладают высокой разрешающей способностью и большим увеличением[4].
- Световые микроскопы. В них в качестве оптической системы используются прозрачные (чаще стеклянные) линзы и видимый свет как источник изображения
- Электронный микроскоп. Современные мегавольтные электронные микроскопы интегрируются с компьютерными системами, позволяющими
переводить электронно-микроскопическое изображение в цифровую форму со сверхвысоким разрешением. трансмиссионные (ТЭМ) и сканирующие (СЭМ).
- ТЭМ использует возможность проникновения электронов в биологический объект, что позволяет получить плоскостное изображение структуры;
- СЭМ используют эффект отражения электронов от поверхности объекта исследования, чем обеспечивается объемность изображения объекта изучения
Основные направления
В цитологии существует ряд направлений, решающих частные задачи:
кариосистематика — изучает структуры клеточного ядра у разных групп организмов (таксонов) с целью выявления степени их филогенетической близости и использования этих данных для построения естественной системы той или иной группы организмов. Кариосистематика развилась на стыке систематики с цитологией[5].
радиационная цитология — изучает влияние излучений на строение и функции клеток (изменения в клетках и причины нарушений в клетках).
иммуноцитология — изучает количественную оценку содержания опухолевых клеток в периферической крови и костном мозге, подтверждение опухолевой и эпителиальной природы клеток морфологическим и иммунологическим методами[6]
цитопатология —изучает морфологические проявления патологических процессов на клеточном уровне. В отличие от классической патоморфологии, для которой основным уровнем описания является тканевой, в патологии клетки рассматриваются изменения на уровне отдельных клеток и их популяций[7].
Важное достижение в развитии Ц. — создание совокупности методов, позволяющих конструировать клетки, — клеточной инженерии
Примечания
- ↑ Ю.С.Ченцов/Цитология с элементами целлюлярной патологии . Дата обращения: 8 мая 2024.
- ↑ 2,0 2,1 Зооинженерный факультет МСХА . www.activestudy.info. Дата обращения: 10 мая 2024.
- ↑ 3,0 3,1 Цитология . БРЭ. Дата обращения: 10 мая 2024.
- ↑ 4,0 4,1 С.Ю.Виноградов, С.В.Диндяев/ Цитология . ivgmu.ru. Дата обращения: 10 мая 2024.
- ↑ Кариосистематика . slovopoisk.ru. Дата обращения: 10 мая 2024.
- ↑ Н.Н.Тупицын/ Методы детекции циркулирующих опухолевых клеток. Плюсы и минусы . www.imhaemo.ru. Дата обращения: 10 мая 2024.
- ↑ С.В.Глушен/ Патология клетки . elib.bsu.by. Дата обращения: 10 мая 2024.