Основы гистологии и эмбриологии
ИСТОРИЯ. СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ОСНОВЫ ГИСТОЛОГИИ
Гистология - учение о развитии, строении, жизнедеятельности и регенерации тканей животных организмов и организма человека.
Различают несколько уровней структурной организации организма:
. молекулярный;
2. субклеточный:
3. клеточный;
. тканевой;
. органный;
. системный;
. организменный.
Разделами гистологии являются: цитология, эмбриология (учение о зародыше), общая гистология (наука о тканях), частная гистология (наука о гистофизиологии органов).
Гистология как наука имеет свои методы исследования:
. Сравнительный или описательный;
. Экспериментальный.
Эти методы основаны на применении различной оптической техники, поэтому можно выделить три этапа в развитии гистологии:
. Домикроскопический. длился более 2000 лет (начало 400 лет до н.э.).
. Микроскопический, длился около 300 лет. Начало связано с конструированием первых микроскопов и по усовершенствования современных. Первым микроскоп был создан в 1610 году (Г.Галилей). В 1665г. английский физик Р. Гук, рассматривая под микроскопом срез пробки, обнаружил, что она состоит из ячеек, напоминающих пчелиные соты. Эти образования Гук назвал клетками (лат. се11а - ячейка, клетка). Такое же строение Гук отметил в сердцевине бузины, камыша и некоторых других растений. Во второй половине XVII в. появились работы ряда микроскопистов: итальянца М. Мальпиги. англичанина Н. Грю, также обнаруживших ячеистое строение многих растительных объектов. Голландец А. Левенгук впервые обнаружил в воде одноклеточные организмы. Чешский ученый Я. Пуркине назвал полужидкое студенистое содержимое клетки протоплазмой. Английский ботаник Б. Броун обнаружил ядро. Немецкий зоолог Т. Шванн в 1839 г. обобщил все данные, которые были получены до него, и выдвинул основные положения клеточной теории. Р. Вирхов также внес большой вклад, развив и дополнив клеточную теорию; он написал труд "Целлюлярная патология".
Только в середине 19 века из микроскопической науки выделилась гистология. В этот же период гистология стала интенсивно развиваться в России. Сначала гистология преподавалась студентам на кафедре анатомии и физиологии. Поэтому первыми учеными-гистологами были анатомы, физиологи и эмбриологи. Первая кафедра гистологии была открыта в Московском университете в 1864 году профессором Овсянниковым. В это же время кафедра открылась в Военно-медицинской академии, возглавил ее Лавдовский. Только через 13 лет в Росси появился первый учебник Овсянникова и Лавдовского. Московскую кафедру гистологии возглавил А.И. Бабухин. Представители этих трех школ в своих исследованияхпроводили четкую гистофизиологическую позицию, т.е. не только описывали строение, но пытались объяснить закономерность строения, поэтому физиологическая направленность является приоритетной для отечественной гистологии.
Казанская школа морфологов известна своими трудами в области изучения нервной ткани, в том числе в.н.с. Арнштейн. Смирнов и Догель стали основателями этого направления. Поэтому в России многие вопросы о структуре органов и тканей стали рассматриваться с позиции нервной регуляции. Этому также способствовали работы Боткина. Павлова и Сеченова.
В начале 20 века в гистологии наиболее усиленно стали развиваться эволюционные подходы, основывавшиеся на работах Дарвина и Геккеля. Благодаря работам эмбриологов Вольфа, Нанлсра, Мечникова и Ковалевского, были продолжены искания в области эмбриологии и поддержаны эволюционные подходы.
. Современный этап развития гистологии связан с более тонким изучением структур. Благодаря применению оптической, светооптической. Электронной микроскопии, гистохимических, количественных методов, цитофотометрии, были изучены органы на клеточном уровне, субклеточные структуры, молекулярные структуры. Задачи гистологии.
. изучение структур на системном, органом, клеточном и молекулярном уровнях;
. изучение физиологии структур всех уровней;
. изучение закономерностей дифференцировки и регенерации:
. изучение возрастных особенностей тканей и клеточных структур, включая закономерности эмбриогенеза:
. изучение закономерностей адаптации структур всех уровней, в первую очередь связанных с проблемами экологии;
. изучение закономерности нервной, эндокринной, иммунной регуляции.
ОСНОВЫ СРАВНИТЕЛЬНОЙ ЭМБРИОЛОГИИ
Эмбриология - это наука о развитии и строении зародыша человека.
Задачами медицинской эмбриологии являются изучение: прогенеза, этапов эмбриогенеза (от оплодотворения и до момента рождения), механизмов эмбриогенеза. Нарушений эмбрионального развития, возникновение причин нарушения развития, изучение критических периодов, разработка мер профилактики и изучение постнатального развития (т.е. развития после рождения) до периода полного становления всех органов и систем организма. В развитии выделяют: историческое развитие организма (филогенез) неиндивидуальное развитие организма (онтогенез). В онтогенезе выделяют эмбриогенез и постнатальное развитие. Наиболее ранним методом изучения эмбриологии является описательный метод, затем сравнительный и экспериментальный (это, прежде всего, искусственное оплодотворение) методы.
В эмбриогенезе выделяют периоды:
оплодотворение:
- дробление: гистология эмбриология наука
- гаструляция:
гистогенез;
органогенез:
системогенез:
формирование организма в целом.
Оплодотворение является одним из этапов эмбриогенеза. В этом процессе участвует множество мужских половых клеток и одна женская. Но только ядро одного сперматозоида, сливаясь с яйцеклеткой, образует одноклеточный зародыш - зиготу, который несет материнский и отцовский наследственные генетические факторы. Оплодотворение в начале эволюции являлось внешним процессом. С выходом животных на сушу яйцеклетки стали выделяться во внешнюю воздушную среду. В связи с этим появлялись различные защитные оболочки: скорлуповая. белковая, желтковая. Через эти оболочки мужские половые клетки пройти не могут, поэтому оплодотворить такую яйцеклетку можно только до образования оболочек, т.е. внутри организма. Так возникает внутреннее оплодотворение.
Мужские половые клетки - сперматозоиды мало отличаются у различных видов животных и человека. Вырабатываются они в большом количестве, представляют собой мелкие и высокоподвижные клетки.
Вырабатываются в небольших количествах. Отличаются друг от друга количеством и распределением питательного желточного материала, а также размером.
Различают несколько типов яйцеклеток. Тип яйцеклетки зависит от длительности эмбрионального развития организма, от сложности его строения, от условий развития и от того, есть или нет личиночная стадия. Сначала появились первично изолеиитальные яйцеклетки. Они содержат мало желтка, и он равномерно распределен по всему объему клетки, диаметром около 100 мкм. Развитие животных с таким типом яйцеклетки идет в водной среде. Затем появляются телолецитальные яйцеклетки. У них возрастает содержание желтка, и он преимущественно локализуется на вегетативном полюсе. Также увеличивается размер яйцеклеток. Среди них выделяют умеренно телолецитальные (амфибии, рептилии) и резко телолецитальные (птицы) с очень высоким содержанием желтка. который полностью сосредоточен на вегетативном полюсе. Затем появляется вторично изолецитальная яйцеклетка (у высших млекопитающих и человека). Ее размер около 100 мкм. Содержит малое количество желтка, который равномерно распределен по всей цитоплазме. Вокруг клетки располагается блестящая оболочка, которая снаружи окружена эпителиальными клетками - "лучистый венец". Развитие таких организмов идет внутриутробно в материнском организме.
Причинами появления вторично изолецитальной яйцеклетки являются:
а} усложнение организма взрослой особи;
б) увеличение сроков эмбрионального развития;
в) изменение среды развития (матренискийорганизм);
г) исчезновение промежуточных личиночных стадий.
После оплодотворения начинается процесс дробления, в результате которого получается многоклеточный зародыш, имеющий у человека вид клеточного узелка - морулы. Затем в первичном узелке появляется, полость и образуется зародышевый пузырек или бластула. В процессе дробления зародыш в размерах не увеличивается, а возрастает только количество клеток (бластомеров), его составляющих.
Тип дробления определяется типом яйцеклетки. Различают:
у животных с первично изолецитальными яйцеклетками (ланцетник) дробление полное равномерное. При этом типе дробления бластомеры качественно не отличаются друг от друга, т.к. не происходит внутриклеточная дифференцировка;
у животных с умеренно телолецитальной яйцеклеткой (амфибии) дробление полное, но неравномерное;
у животных с резко телолецитальной яйцеклеткой (птицы) дробление неполное, дискоидальное:
у млекопитающих (и человека), имеющих вторичную изолецитальную яйцеклетку, дробление полное, неравномерное и асинхронное. При этом образуется нечетное количество бластомеров. Причем одни из них идут на образование зародыша, а другие - на образование провизорных органов (напр., трофобласта), которые создают условия для развития зародыша.
После образования бластулы начинается процесс гаструляции. На ранней стадии образуется двуслойный зародыш, а на поздней - трехслойный, который содержит наружный, средний и внутренний зародышевые листки (эктодерма, мезодерма и энтодерма) и комплекс осевых органов (хорда, нервная и кишечная трубка). Далее из зародышевых листков образуются ткани -гистогенез, а из тканей органы - органогенез.
Тип гаструляции ч определяется типом яйцеклетки. Выделяют: 1)впячивание, 2)эпиболию (обрастание), 3) иммиграцию, 4)деляминацию (расщепление). Для человека и высших млекопитающих характерен смешанный тип с преобладанием иммиграции и деляминации.
В процессе эмбриогенеза выделяют критические периоды, когда минимальные по силе факторы могут вызвать максимальное изменения в развитии. К таким периодам относятся:
прогенез (образование половых клеток);
процесс оплодотворения;
дробление:
гаструляция;
гистогенез;
органогенез;
системогенез:
плацентарный (3-8 недель)
процесс рождения ребенка.