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:

1. молекулярный;

2. субклеточный:

3. клеточный;

4. тканевой;

5. органный;

6. системный;

7. 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:

1. Сравнительный или описательный;

2. Экспериментальный.

Эти методы основаны на применении различной оптической техники, поэтому можно выделить три этапа в развитии гистологии:

1. Домикроскопический. длился более 2000 лет (начало 400 лет до н.э.).

2. 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 1665 г. 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.

Направленность советской гистологической школы была четкой в отношении клиники, поэтому большая часть гистологических работ была направлена на решение клинических задач.

3. 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.

1. изучение структур на системном, органом, клеточном и молекулярном уровнях;

2. изучение физиологии структур всех уровней;

3. изучение закономерностей дифференцировки и регенерации:

4. изучение возрастных особенностей тканей и клеточных структур, включая закономерности эмбриогенеза:

5. изучение закономерностей адаптации структур всех уровней, в первую очередь связанных с проблемами экологии;

6. 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.

Женские половые клетки — яйцеклетки прошли более сложную эволюцию. Представляют собой крупные, малоподвижные 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 тканигистогенез, 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;

— имплантация (7−8 сутки);

— гистогенез;

— органогенез;

— системогенез:

— плацентарный (3−8 недель)

— процесс рождения ребенка.