Слайд 1ВВЕДЕНИЕ. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ В ГИСТОЛОГИИ, ЦИТОЛОГИИ И ЭМБРИОЛОГИИ. КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ
Гистология
Слайд 2Гистология – («гистос» греч. – ткань, логис - учение)
Это наука
о строении, развитии и жизнедеятельности тканей многоклеточных организмов и человека. Невооруженному глазу недоступны объекты, являющиеся предметом этой науки. Поэтому и история гистологии тесно связана с истроией создания таких приборов, которые позволяют изучить мельчайшие предметы, невооруженным глазом.
Слайд 3
Курс гистологии условно разделен на следующие разделы:
1. Цитология - наука о
клетке.
2. Эмбриология - наука о развитии, от зарождения до полного формирования организма.
3. Общая гистология - наука об общих закономерностях, присущих тканям.
4. Частная гистология - изучает строение, развитие органов и систем.
Слайд 4ЦИТОЛОГИЯ – (греч. κύτος «клетка» и λόγος — «учение», «наука»)
Раздел биологии, изучающий живые клетки, их органоиды, их
строение, функционирование, процессы клеточного размножения, старения и смерти.
Слайд 5ЭМБРИОЛОГИЯ
(от др.-греч. ἔμβρυον — эмбрион, зародыш + -λογία от λόγος — учение) — это наука, изучающая развитие зародыша.
Слайд 6История создания клеточной теории
1590 год. Янсен изобрел микроскоп, в котором увеличение
обеспечивалось соединением двух линз.
1665 год. Роберт Гук впервые употребил термин клетка.
1650-1700 годы. Антони ван Левенгук впервые описал бактерии и другие микроорганизмы.
1700-1800 годы. Опубликовано много новых описаний и рисунков различных тканей, преимущественно растительных.
1827 году Карл Бэр обнаружил яйцеклетку у млекопитающих.
1831-1833 годы. Роберт Броун описал ядро в растительных клетках.
1838-1839 годы. Ботаник Матиас Шлейден и зоолог Теодор Шванн объединили идеи разных ученых и сформулировали клеточную теорию, которая постулировала, что основной единицей структуры и функции в живых организмах является клетка.
1855 год. Рудольф Вирхов показал, что все клетки образуются в результате клеточных делений.
Слайд 71590 год. Микроскоп Янсена
История создания клеточной теории
Слайд 81665 год. Рассматривая под микроскопом срез пробки, английский ученый, физик Роберт
Гук обнаружил, что она состоит из ячеек, разделенных перегородками. Эти ячейки он назвал "клетками"
История создания клеточной теории
Слайд 10В XVII столетии Левенгук сконструировал микроскоп и открыл людям дверь в
микромир. Перед глазами изумленных исследователей замелькали разнообразнейшие инфузории, коловратки и прочая мельчайшая живность. Оказалось, что они повсюду – эти мельчайшие организмы: в воде, навозе, в воздухе и пыли, в земле и водосточных желобах, в гниющих отходах животного и растительного происхождения.
История создания клеточной теории
Слайд 111831-1833 годы. Роберт Броун описал ядро в растительных клетках.
В 1838
г. немецкий ботаник М.Шлейден привлек внимание к ядру, считал его образователем клетки. По Шлейдену, из зернистой субстанции конденсируется ядрышко, вокруг которого формируется ядро, а вокруг ядра - клетка, причём ядро в процессе образования клетки может исчезать.
История создания клеточной теории
Слайд 12Немецкий зоолог Т.Шванн показал, что из клеток состоят и ткани животных.
Он
создал теорию, утверждающую, что клетки, содержащие ядра, представляют собой структурную и функциональную основу всех живых существ.
Клеточная теория строения была сформулирована и опубликована Т.Шванном в 1839 г. Суть её можно выразить в следующих положениях:
1. Клетка – элементарная структурная единица строения всех живых существ;
2. Клетки растений и животных самостоятельны, гомологичны друг другу по происхождению и структуре. Каждая клетка функционирует независимо от других, но вместе со всеми.
3. Все клетки возникают из бесструктурного межклеточного вещества. (Ошибка!)
4. Жизнедеятельность клетки определяется оболочкой. (Ошибка!)
История создания клеточной теории
Слайд 13В 1855 г. немецкий врач Р.Вирхов сделал обобщение: клетка может возникнуть
только из предшествующей клетки. Это привело к осознанию того факта, что рост и развитие организмов связаны с делением клеток и их дальнейшей дифференцировкой, приводящей к образованию тканей и органов.
История создания клеточной теории
Слайд 14Карл Бэр
Еще в 1827 году Карл Бэр обнаружил яйцеклетку у млекопитающих,
доказал, что развитие млекопитающих начинается с оплодотворенной яйцеклетки.
Значит развитие любого организма начинается с одной оплодотворенной яйцеклетки, клетка является единицей развития.
История создания клеточной теории
Слайд 15История создания клеточной теории
1865 г. Опубликованы законы наследственности (Г.Мендель).
1868 г. Открыты
нуклеиновые кислоты (Ф. Мишер)
1873 г. Открыты хромосомы (Ф. Шнейдер)
1874 г. Открыт митоз у растительных клеток (И. Д. Чистяков)
1878 г. Открыто митотическое деление животных клеток
(В. Флеминг, П. И. Перемежко)
1879 г. Флеминг – поведение хромосом во время деления.
1882 г. Открыт мейоз у животных клеток (В. Флеминг)
1883 г. Показано, что в половых клетках число хромосом в
два раза меньше, чем в соматических (Э. Ван Бенеден)
1887 г. Открыт мейоз у растительных клеток (Э. Страсбургер)
1898 г. Гольджи открыл сетчатый аппарат клетки, аппарат Гольджи.
1914 г. Сформулирована хромосомная теория наследственности
(Т.Морган).
1924 г. Опубликована естественно-научная теория происхождения
жизни на Земле (А.И.Опарин).
1953 г. Сформулированы представления о структуре ДНК и создана
ее модель (Д.Уотсон и Ф.Крик).
1961 г. Определены природа и свойства генетического кода (Ф.Крик,
Л.Барнет, С.Беннер).
Слайд 16Клетка — элементарная живая система, единица строения, жизнедеятельности, размножения и индивидуального
развития организмов.
2. Клетки всех живых организмов гомологичны, едины по строению и происхождению.
3. Образование клеток. Новые клетки возникают только путем деления ранее существовавших клеток.
4. Клетка и организм. Клетка может быть самостоятельным организмом (прокариоты и одноклеточные эукариоты). Все многоклеточные организмы состоят из клеток.
5. Функции клеток. В клетках осуществляются: обмен веществ, раздражимость и возбудимость, движение, размножение и дифференцировка.
6. Эволюция клетки. Клеточная организация возникла на заре жизни и прошла длительный путь эволюционного развития от безъядерных форм (прокариот) к ядерным (эукариотам).
Основные положения современной клеточной теории
Слайд 17МЕТОДЫ МИКРОСКОПИРОВАНИЯ ГИСТОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ
1.Световая микроскопия.
2.Ультрафиолетовая микроскопия.
3.Флюоресцентная (люминесцентная) микроскопия.
4.Фазово-контрастная
микроскопия.
5.Микроскопия в темном поле.
6. Интерференционная микроскопия
7. Поляризационная микроскопия.
8. Электронная микроскопия.
Слайд 18Микроскоп
Этот оптический прибор позволяет наблюдать мелкие объекты. Увеличение изображения достигается системой
линз объектива и окуляра. Зеркало, конденсор и диафрагма направляют световой поток и регулируют освещение объекта. Механическая часть микроскопа включает: штатив, предметный столик, макро- и микрометрический винты, тубус, тубусодержатель.
Слайд 19
Специальые методы микроскопирования:
- фазовоконтрастный микроскоп - (для изуч. живых неокраш-х обьектов)-
микроскопия позволяет изучать живые и неокрашенные объекты. При прохождении света через окрашенные объекты изменяется амплитуда световой волны, а при прохождении света через неокрашенные – фаза световой волны, что и используют для получения высококонтрастного изображения в фазово-контрастной и интерференционной микроскопии.
- темнопольный микроскоп (для изуч. живых неокраш-х обьектов). Используют специальный конденсор, выделяющий контрастирующие структуры неокрашенного материала. Темнопольная микроскопия позволяет наблюдать живые объекты. Наблюдаемый объект выглядит как освещённый на тёмном поле. При этом лучи от осветителя падают на объект сбоку, а в линзы микроскопа поступают только рассеянные лучи.
Слайд 20Специальые методы микроскопирования
люминесцентный мик-п (для изуч. живых неокраш-х обьектов) микроскопия применяется
для наблюдения флюоресцирующих (люминесцирующих) объектов. В люминесцентном микроскопе свет от мощного источника проходит через два фильтра. Один фильтр задерживает свет перед образцом и пропускает свет длины волны, возбуждающей флюоресценцию образца. Другой фильтр пропускает свет длины волны, излучаемой флюоресцирующим объектом. Таким образом, флюоресцирующие объекты поглощают свет одной длины волны и излучают в другой области спектра.
-ультрафиолетовый мик-п (повышает разрешающую способность м-па)
-поляризационный мик-п (для иссл. обьектов с упорядочонным располажением молекул — скелет. муск-ра, коллагеновые волокна и т.д.) - микроскопия – формирование изображения неокрашенных анизотропных структур (например, коллагеновые волокна и миофибриллы).
Слайд 21Специальые методы микроскопирования
-интерфекренционная микроскопия (для опред-я сухового остатка в клетках, определение
толщины обьектов) - микроскопия объединяет принципы фазово-контрастной и поляризационной микроскопии и применяется для получения контрастного изображения неокрашенных объектов. Специальная интерференционная оптика (оптика Номарского) нашла применение в микроскопах с дифференциальным интерференционным контрастом.
В. Электронная микроскопия:
-трансмиционная (изучение обьектов на просвет)
-сканирующий (изучение поверхности обьектов)
Теоретически разрешение просвечивающего ЭМ составляет 0,002 нм. Реальное разрешение современных микроскопов приближается к 0,1 нм. Для биологических объектов разрешение ЭМ на практике составляет 2 нм.
Слайд 22Специальые методы микроскопирования
Просвечивающий электронный микроскоп состоит из колонны, через которую в
вакууме проходят электроны, излучаемые катодной нитью. Пучок электронов, фокусируемый кольцевыми магнитами, проходит через подготовленный образец. Характер рассеивания электронов зависит от плотности образца. Проходящие через образец электроны фокусируют, наблюдают на флюоресцирующем экране и регистрируют при помощи фотопластинки.
Сканирующий электронный микроскоп применяют для получения трёхмерного изображения поверхности исследуемого объекта.
Метод сколов (замораживание-скалывание) применяют для изучения внутреннего строения клеточных мембран. Клетки замораживают при температуре жидкого азота в присутствии криопротектора и используют для изготовления сколов. Плоскости скола проходят через гидрофобную середину двойного слоя липидов. Обнажённую внутреннюю поверхность мембран оттеняют платиной, полученные реплики изучают в сканирующем ЭМ.
Слайд 24
Специальные (немикроскопические) методы:
1.Цито- или гистохимия — суть заключается использовании строгоспецифических
химических реакций с светлым конечным продуктом в клетках и тканях для определения количества различных веществ(белков, ферментов, жиров, углеводов и т. д.). Можно применить на уровне светового или электронного микроскопа.
2. Цитофотометрия — метод применяется в комплексе с 1 и дает возможность количественно оценить выявленные цитогистохимическим методом белки, ферменты и т.д.
3. Авторадиография — вводят в организм вещества, содержащие радиоактивные изотопы химических элементов. Эти вещества включаются в обменные процессы в клетках. Локализацию, дальнейшие перемещения этих веществ в органах определяются на гистопрепаратах по излучению, которое улавливается фотоэмульсией, нанесенной на препарат.
4. Рентгентоструктурный анализ — позволяет определить количество химических элементов в клетках, изучить молекулярную структуру биологических микрообьектов.
5. Морфометрия — измерение размеров биол. структур на клеточном и субклеточном уровне.
Слайд 25Специальные (немикроскопические) методы
6. Микроургия — проведение очень тонких операций микроманипулятором
под микроскопом (пересадка ядер, введение в клетки различных веществ, измерение биопотенциалов и т.д.)
6. Метод культивирования клеток и тканей — в питательных средах или в диффузионных камерах, имплантированных в различные ткани организма.
7. Ультрацентрофугирование — фракционирование клеток или субклеточных структур путем центрофугирования в растворах различной плотности.
8. Экспериментальный метод.
9. Метод трансплантации тканей и органов.
Слайд 31
ГИСТОЛОГИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА
Фиксация
Фиксирующая жидкость.
Криофиксация
Лиофилизация
Обезвоживание
Слайд 32
Фиксация
Фиксация сохраняет структуру клеток, тканей и органов, предотвращает их бактериальное загрязнение
и ферментное
переваривание, стабилизирует макромолекулы путём их химического сшивания.
Слайд 33Фиксирующая жидкость
формалин, спирты, глутаральдегид - Наиболее распространённые фиксаторы;
Криофиксация - Лучшую
сохранность структур обеспечивает мгновенное замораживание образцов в жидком азоте (–196 °С);
Лиофилизация – небольшие кусочки ткани подвергаются быстрому
замораживанию, прекращающему метаболические процессы.
Обезвоживание- стандартная процедура удаления воды-обезвоживание
в спиртах, возрастающей крепости (от 70 до 60%).
Заливка – делает ткань прочной, предотвращает её раздаваливание и
сминание при резании, дает возможность получать срезы стандартной
толщины. Наиболее распространенная среда для заливки – парафин.
Используют также – целлоидин, пластически среды и смолы.
Слайд 34Обезвоживание
Обезвоживание
Обезвоживание готовит фиксированную ткань к проникновению в неё сред для заливки.
Вода живой ткани, а также вода фиксирующих смесей (большинство фиксаторов – водные растворы) после фиксации должна быть полностью удалена. Стандартная процедура удаления воды – обезвоживание в спиртах возрастающей от 60° до 100° крепости.
Слайд 35Заливка
Заливка
Заливка – необходимая процедура, предваряющая приготовление срезов. Заливка делает ткань прочной,
предотвращает её раздавливание и сминание при резании, даёт возможность получить тонкие срезы стандартной толщины.
Наиболее распространённая среда для заливки – парафин.
Используют также целлоидин, пластические среды и смолы.
Слайд 40Ротационный микротом.
Блоки, содержащие кусочек органа, закрепляют в подвижном объектодержателе. При
его опускании на ноже остаются серийные срезы, их снимают с ножа и монтируют на предметное стекло для последующей обработки и микроскопирования.
Слайд 44Методы окраски гистосрезов:
Ядерные (основные):
гематоксилин – окрашивает ядра в синий цвет;
железный гематоксилин;
азур
II (в фиолетовый);
кармин (в красный);
сафранин (в красный);
метиловый синий (в синий);
толуидиновый (в синий);
тиониновый (в синий).
Цитоплазматические-(кислые):
эозин – в розовый;
эритрозин;
оранжевый «G»;
кислый фуксин –в красный;
пикриновая кислота - в желтый;
конго –красный – в красный
Слайд 45СПЕЦИАЛЬНЫЕ Методы окраски гистосрезов
Судан III –окраска липидов и жиров в оранжевый
цвет;
осмиевая кислота – окраска липидов и жиров в черный цвет;
орсеин -окраска эластических волокон в коричневый цвет;
азотнокислое серебро – импрегнация нервных элементов в темно-коричневый цвет.
Слайд 47Структуры клеток:
ОКСИФИЛИЯ-
способность окрашиваться кислыми красителями в розовый цвет
Базофилия-
способность окрашиваться основными красителями
в синий цвет
Нейтрофилия –
способность окрашиваться кислыми и основными красителями в фиолетовый цвет.
Слайд 48Гистосрезы –окраска гемоксилин-эозином
Слайд 50Клетка
- это элементарная живая система, состоящая из цитоплазмы, ядра, оболочки
и являющаяся основой развития, строения и жизнедеятельности животных и растительных организмов.
Слайд 51Ядро - часть клетки, являющееся хранилищем наследственной информации
Слайд 53Цитолемма - это элементарная биологическая мембрана покрытая снаружи более или менее
выраженным гликокаликсом
Слайд 54
Гликокаликс- надмембранный комплекс , состоит из сахаридов, связанных с белками и
сахаридов, связанных с липидами.
Функции
Рецепция (гормоны, цитокины, медиаторы и антигены)
Межклеточные взаимодействия(раздражимость и узнавание)
Пристеночное пищеварение (микроворсинки каемчатых клеток кишечника)
Слайд 55
Функции цитолеммы:
- разграничительная;
- активный и пассивный транспорт веществ в обе стороны;
-
рецепторные функции;
-контакт с соседними клетками.
Слайд 58Гиалоплазма
это гомогенная, под микроскопом бесструктурная масса; по химической природе представляет собой
коллоидную систему и состоит из среды (вода и растворенные в ней соли) и фазы (взвешанные в дисп. среде мицеллы белков, жиров, углеводов и некоторых других органических веществ); эта система может переходит из состояния золь в гель.
Слайд 59Компартменты :
органоиды и включения.
Компартменты - это структуры,
находящиеся в гиалоплазме, имеющие определенное строение (форму и размеры), т.е. видимые под микроскопом.
Слайд 60Органоиды - постоянные структуры цитоплазмы, имеющие определенное строение и функции.
Органоиды
классифицируются по строению и по функции
Специального и общего назначения
Мембранные(1-2м) и немембранные (микротрубочки, рибосомы и филаменты)
Слайд 61Митохондрии – 2-х мембранные структуры округлой, овальной и вытянутой формы
Слайд 62
2. Эндоплазматическая сеть(ЭПС) - это система (сеть) внутриклеточных канальцев, стенки которых
состоит из элементантарных биологических мембран. Различают ЭПС гранулярного типа (в стенки ЭПС вмонтированы гранулы = рибосомы) - с фукнцией синтеза белков, и агранулярного типа (канальцы без рибосом) - с функцией синтеза липидов и углеводов.
Слайд 63
Пластинчатый комплекс (Гольджи) - система наслоенных друг на друга уплощенных цистерн,
стенка которых состоит из элементарной биологической мембраны, и расположенных рядом пузырьков (везикул).
Слайд 64Аппарат внутриклеточного переваривания
Слайд 65Клеточный центр - органоид обеспечивающий двигательную функцию (растаскивание хромосом) при делении
клетки.
Слайд 753D-реконструкция клетки кожи человека отображает различные органеллы
Слайд 79Сравнение животной и растительной клеток