Что мы знаем о такой науке, как гистология? Косвенно с её основными положениями можно было ознакомиться еще в школе. Но более детально эта наука изучается в высшей школе (университетах) в медицине.
На уровне школьной программы мы знаем, что существует четыре типа тканей, и они являются одной из базовых составляющих нашего тела. А вот людям, которые планируют выбрать или уже выбрали своей профессией врачебное дело, необходимо более детально знакомиться с таким разделом биологии, как гистология.
Что такое гистология
Гистология – это наука, изучающая ткани живых организмов (человека, животных и других многоклеточных организмов), их формирование, строение, функции и взаимодействие. Данный раздел науки включает в себя несколько других.
Как учебная дисциплина эта наука включает:
- цитологию (науку, изучающую клетку);
- эмбриологию (изучение процесса развития зародыша, особенностей формирования органов и тканей);
- общую гистологию (науку о развитии, функциях и структуре тканей, изучает особенности тканей);
- частную гистологию (изучает микростроение органов и их систем).
Уровни организации человеческого организма как целостной системы
Данная иерархия объекта изучения гистологии состоит из нескольких уровней, каждый из которых включает последующий. Таким образом, визуально представить это можно как многоуровневую матрёшку.
- Организм. Это биологически целостная система, которая формируется в процессе онтогенеза.
- Органы. Это комплекс тканей, которые взаимодействуют между собой, выполняя свои основные функции и обеспечивая выполнение органами базовых функций.
- Ткани. На этом уровне объединены клетки вместе с производными. Изучаются типы тканей. Несмотря на то что они могут состоять из разнообразных генетических данных, основные их свойства определяют базовые клетки.
- Клетки. Данный уровень представляет основная структурно-функциональная единица ткани – клетка, а также её производные.
- Субклеточный уровень. На этом уровне изучаются составляющие клетки – ядро, органеллы, плазмолемма, цитозоль и прочее.
- Молекулярный уровень. Данный уровень характеризуется изучением молекулярного состава компонентов клеток, а также их функционирования.
Наука, изучающая ткани: задачи
Как и для любой науки, для гистологии также выделен ряд задач, которые выполняются в ходе изучения и развития данной сферы деятельности. Среди таких задач наиболее важными являются:
- исследование гистогенеза;
- трактовка общей гистологической теории;
- изучение механизмов тканевой регуляции и гомеостаза;
- изучение таких особенностей клетки, как адаптивность, изменчивость и реактивность;
- разработка теории регенерации тканей после повреждений, а также методов заместительной терапии тканей;
- трактовка устройства молекулярно-генетической регуляции, создание новых методов генной терапии, а также перемещения стволовых эмбриональных клеток;
- изучение процесса развития человека в фазе эмбриона, других периодов человеческого развития, а также проблем с воспроизведением и бесплодием.
Этапы развития гистологии как науки
Как известно, область изучения строения тканей получила название «гистология». Что это такое, учёные принялись выяснять еще до нашей эры.
Так, в истории развития этой сферы можно выделить три основных этапа – домикроскопический (до 17-го века), микроскопический (до 20-го века) и современный (до сегодня). Рассмотрим каждый из этапов более конкретно.
Домикроскопический период
На данном этапе гистологией в её начальном виде занимались такие ученые, как Аристотель, Везалий, Гален и многие другие. В то время объектом изучения были ткани, которые отделялись от организма человека или животного методом препарирования. Данный этап начался в 5-м столетии до нашей эры и продлился до 1665 года.
Микроскопический период
Следующий, микроскопический, период начался с 1665 года. Датирование его объясняется великим изобретением микроскопа Робертом Гуком в Англии. Учёный использовал микроскоп для изучения различных объектов, включая биологические. Результаты исследования были опубликована в издании «Монография», где и было впервые использовано понятие «клетка».
Выдающимися учеными этого периода, изучавшими ткани и органы, были Марчелло Мальпиги, Антони ван Левенгук и Неемия Грю.
Строение клетки продолжали изучать такие учёные, как Ян Эвангелиста Пуркинье, Роберт Браун, Маттиас Шлейден и Теодор Шванн (его фото размещено ниже). Последний в итоге сформировал клеточную теорию, которая является актуальной и до сегодня.
Продолжает своё развитие такая наука, как гистология. Что это такое, на данном этапе изучают Рудольф Вирхов, Камилло Гольджи, Теодор Бовери, Кит Робертс Портер, Кристиан Рене де Дюв. Также к этому имеют отношение работы и других ученых, таких как Иван Дорофеевич Чистяков и Пётр Иванович Перемежко.
Читайте также: Как найти ткань по рисунку
Современный этап развития гистологии
Последний этап наука, изучающая ткани организмов, начинает с 1950-го года. Временные рамки определены так потому, что именно тогда для исследования биологических объектов был впервые использован электронный микроскоп, а также введены новые методы исследования, включая применение компьютерных технологий, гистохимии и гисторадиографии.
Что такое ткани
Перейдем непосредственно к главному объекту изучения такой науки, как гистология. Ткани – это эволюционно возникшие системы клеток и неклеточных структур, которые объединены благодаря схожести строения и имеющие общие функции. Другими словами, ткань – это одна из составляющих организма, которая представляет собой объединение клеток и их производных, и является основой для построения внутренних и внешних органов человека.
Ткань состоит не исключительно из клеток. В состав ткани могут входить следующие компоненты: мышечные волокна, синцитий (одна из стадий развития половых клеток мужчины), тромбоциты, эритроциты, роговые чешуйки эпидермиса (постклеточные структуры), а также коллагеновое, эластичное и ретикулярное межклеточные вещества.
Появление понятия «ткань»
Впервые понятие «ткань» было применено английским учёным Неемией Грю. Изучавший тогда ткани растений, ученый заметил сходство клеточных структур с волокнами ткани текстиля. Тогда (1671 год) ткани и были описаны таким понятием.
Мари Франсуа Ксавье Биша, французский анатом, в своих работах еще более прочно закрепил понятие о тканях. Разновидности и процессы в тканях также изучались Алексеем Алексеевичем Заварзиным (теория параллельных рядов), Николаем Григорьевичем Хлопиным (теория дивергентного развития) и многими другими.
А вот первая классификация тканей в таком виде, в каком мы знаем её сейчас, впервые была предложена немецкими микроскопистами Францем Лейдигом и Келикером. Согласно этой классификации, типы тканей включают 4 основные группы: эпителиальная (пограничная), соединительная (опорно-трофическая), мышечная (сокращаемая) и нервная (возбудимая).
Гистологическое исследование в медицине
Сегодня гистология как наука, изучающая ткани, очень помогает при диагностировании состояния внутренних органов человека и назначении дальнейшего лечения.
Когда человеку диагностируют подозрение на наличие злокачественной опухоли в организме, одним из первых назначается гистологическое исследование. Это, по сути, изучение образца тканей из организма пациента, полученных путем биопсии, пункции, кюретажа, с помощью хирургического вмешательства (эксцизионная биопсия) и другими способами.
Благодаря гистологическому исследованию наука, изучающая строение тканей, помогает назначить максимально правильное лечение. На фото выше можно рассмотреть образец тканей трахеи, окрашенный гематоксилином и эозином.
Такой анализ проводится в том случае, если необходимо:
- подтвердить или опровергнуть поставленный ранее диагноз;
- установить точный диагноз в случае, когда возникают спорные вопросы;
- определить наличие злокачественной опухоли на ранних стадиях;
- наблюдать за динамикой изменений в злокачественных заболеваниях с целью их предупреждения;
- осуществить дифференциальную диагностику протекающих в органах процессов;
- определить наличие раковой опухоли, а также стадию её роста;
- провести анализ происходящих в тканях изменений при уже назначенном лечении.
Образцы тканей детально изучаются под микроскопом традиционным или ускоренным способом. Традиционный способ более долгий, он применяется намного чаще. При этом используется парафин.
А вот ускоренный метод даёт возможность получить результаты анализа в течение часа. Такой способ используется тогда, когда есть необходимость срочно принять решение относительно удаления или сохранения органа пациента.
Результаты гистологического анализа, как правило, наиболее точные, поскольку дают возможность детально изучить клетки тканей на предмет наличия заболевания, степени поражения органа и методов его лечения.
Таким образом, наука, изучающая ткани, даёт возможность не только исследовать под микроскопом строение организма, органов, тканей и клеток живого организма, но еще и помогает проводить диагностику и лечение опасных заболеваний и патологических процессов в организме.
Гистология
- Гистоло́гия (от греч. ἱστός «ткань» + λόγος «знание, слово, наука») — раздел биологии, изучающий строение, жизнедеятельность и развитие тканей живых организмов. Обычно это делается рассечением тканей на тонкие слои и с помощью микротома. В отличие от анатомии, гистология изучает строение организма на тканевом уровне.
Гистоло́гия челове́ка — раздел медицины, изучающий строение тканей человека.
Патогистология (гистопатология) — это раздел микроскопического изучения поражённой ткани, является важным инструментом патоморфологии (патологическая анатомия), так как точный диагноз рака и других заболеваний обычно требует гистопатологического исследования образцов.
Гистоло́гия суде́бно-медици́нская — раздел судебной медицины, изучающий особенности повреждений на тканевом уровне.
Читайте также: Заболевание хрящевой ткани у шотландских кошек
Связанные понятия
Связанные понятия (продолжение)
Пато́логоанáтом — медицинский специалист по направлению «патологическая анатомия», изучающий изменения в строении органов и тканей, вызванные болезненными процессами.
Семио́тика (от др.-греч. σημειωτικός «знак, признак»), семиоло́гия или симптоматоло́гия (др.-греч. σύμπτομα «признак» + λόγια мн.ч. от λόγος «понятие, учение») — направление в медицине, в котором изучаются знаки и симптомы различных заболеваний. Медицинская семиотика — важная составная часть диагностики.
Растения. Гистология.
Сегодня мы начинаем проходить сложный и интересный раздел биологии — гистологию.
Несколько странно, что слово ‘ткань’ знают все, а науку, которая изучает ткани живых организмов, то есть ‘гистологию’ -нет.
Ты знаешь, что многоклеточные организмы состоят из миллионов клеток; они являются структурной и функциональной единицей жизни.
- Также клетки показывают разделение труда, и каждая клетка эффективно выполняет определенную функцию. Такие клетки сгруппированы и называются тканями .
Иными словами, ткань — это группа клеток, которые похожи по структуре и происхождению и выполняют сходную функцию, например, мышечная ткань у животных (у растений такой ткани нет), нервная, или колленхима (у растений).
На первом уроке гистологии мы изучим ткани растений.
- Некоторые из них вообще отсутствуют в организме животных, по причине специфичности обмена веществ и жизнедеятельности организма растений, например склеренхима, флоэма, ксилема .
Теперь поговорим про систематику тканей растений; есть отличительная черта между тканями растений и животных — если у животных разделяют 4 типа тканей: эпителиальную, нервную, мышечную и соединительную, которые, соответственно, имеют разное строение и функции от самого зарождения ткани, и большая часть клеток — живые, то у растений большая часть групп клеток мертва и обеспечивает механическую прочность.
Растительные ткани бывают двух типов: меристема (образовательная ткань) и постоянная ткань.
- Посмотри на картинку, на ней ты отчетливо видишь строение листа (срез) и ткани, которые входят в состав растения.
Меристема здесь не представлена, так как она дифференцировалась в процессе роста в другие ткани (паренхиму, эпидермис, флоэму).
Меристема — это группа клеток, сохраняющих способность к митотическому делению с образованием дочерних клеток.
- Эти клетки растут, создавая постоянную ткань, уже не способных к делению.
Существуют три типа меристем (смотри таблицу 1), которые обуславливают первичный и вторичный рост.
- Дело в том, что у растения сначала происходит первичный рост, в результате которого может сформироваться целое растение (у однодольных и травянистых двудольных это единственный тип роста).
- У некоторых растений за первичным ростом следует вторичный рост (хорошо выражен у кустарников и деревьев), который обуславливает усложнение общей организации растения, и высокую продолжительность жизни.
В процессе роста растения меристема дает начало другим тканям, которые разделяют на три типа:
1) протодерма — дает начало эпидермису;
2) прокамбий — образует проводящие ткани: перицикл, флоэму, сосудистый камбий, ксилему;
3) основная меристема — образует паренхимные основные ткани (кора, сердцевина и др.).
- Эти меристематические ткани закладываются в результате деления инициалей (клеток апикальной меристемы) в верхушке побега.
Таким образом, клетки растут, увеличивая рост растения за счет постоянного деления.
В таблице 2 описаны постоянные ткани, которые образуются из меристемы в ходе роста растения, и стоит запомнить, что ткани, которые развиваются из образовательной ткани, бывают двух типов: состоящие из одинаковых клеток, к которым относят колленхиму, паренхиму и склеренхиму ; и ткани, образующиеся из клеток разных типов- это ксилема и флоэма (таблица 3)
Для удобства я выделила эти два типа тканей в разные таблицы.
Тебе осталось только просмотреть их и выучить.
Меристема (образовательная ткань)
1) клетки обладают способностью к постоянному делению;
2) новые клетки похожи на родительские, но со временем дифференцируются;
3) увеличивают длину и ширину растения, находятся в растущих областях;
4) всегда живые, имеют плотную цитоплазму, тонкие целлюлозные стенки, не имеют вакуоль (так как вакуоли обеспечивают жесткость клеток, предотвращая быстрое деление)
Апикальная меристема
Обеспечивает первичный рост
Боковая (латеральная) меристема- камбий
Обеспечивает вторичный рост
Интеркалярная меристема
На растущих кончиках стебля и корня;
Увеличение длины растения
Увеличение обхвата и диаметра растения
В основании листьев и междоузлий;
Помогает увеличить длину органов