2 курс / Гистология / Гистология,_цитология_и_эмбриология_Зиматкин_С_М_Ред_

Краткая история развития гистологии

В своём развитии гистология прошла три периода:

-домикроскопический: начался более 2000 лет назад, когда великие ученые и врачи древности (Аристотель, Гален, Авиценна, Везалий) без микроскопа пытались понять строение органов и тканей организма животных и человека. Этот период продолжался до конца ХVI века, когда французским анатомом М.Ф. Биша были описаны свойства тканей и дана их подробная классификация (21 вид);

-микроскопический: начался примерно 400 лет назад, после изобретения первых микроскопов (1600 г. – Галилео Галилей; 1610 г. – отец и сын Янсены; 1619 г. – Карнелиус Дребель). Английский физик Р. Гук (1665) усовершенствовал микроскоп и впервые разглядел в некоторых растениях ячейки,

названные им клетками. Итальянский естествоиспытатель М. Мальпиги (1628–1694) описал строение кожи, селезенки, почки и других органов. Голландский исследователь А. Левенгук (1632–1783) впервые описал красные кровяные тельца и их движение в капиллярах, сперматозоиды, поперечнополосатую исчерченность скелетной и сердечной мышц, нервные и сухожильные волокна. Им впервые были обнаружены живые существа в капле дождевой воды (простейшие). Чешский ученый Я. Пуркинье впервые обнаружил и описал ядро в яйцеклетке, а затем в различных клетках тканей животных, ганглиозные нейроны коры мозжечка, проводящие волокна сердца (1825–1827). Завершением этого периода были работы Шлейдена и Шванна (1838), которые обобщили накопленные наукой факты и создали клеточную теорию, являющуюся величайшим открытием в биологии. Они показали, что все растения и животные имеют единый план строения и развития и состоят из клеток. Клеточная теория легла в основу изучения не только нормального строения тканей, но и патологических изменений тканей и органов («клеточная патология» Р. Вирхова, 1856);

- современный период развития гистологии начался с середины 20 века, когда были изобретены электронные микроскопы, стали развиваться цитохимия, иммуногистохимия, молекулярная биология.

11

Отечественная гистология развивалась в тесной связи с развитием мировой науки. На первых шагах это были разделы и курсы в программе смежных дисциплин – анатомии, патологической анатомии, сравнительной анатомии и физиологии (30– 40 года ХIХ века). Позднее гистологию стали преподавать на самостоятельных кафедрах гистологии. Они были созданы почти одновременно в Московском, Петербургском и Казанском университетах в 60-х годах ХIХ века. Несколько позднее появились кафедры гистологии в Киевском и Харьковском университетах. Очень скоро эти кафедры стали центрами крупных гистологических исследований и школами подготовки научных кадров.

Развитие гистологии в Беларуси началось с открытием в

1923 г. на медицинском факультете Белорусского университета кафедры гистологии. Ее организатором и первым заведующим был профессор П.А. Мавродиади, с 1935 до 1952 года кафедрой заведовал проф. П.Я. Герке, с 1952 года – проф. С.М. Миленков, а с 1971–1997 гг. проф. А.С. Леонтюк. С 1997 г. кафедрой руководил профессор Б.А. Слука. В это время на кафедре развертываются комплексные исследования закономерностей онтогенетического развития на основе системного подхода, устанавливаются этапы морфогенеза и становления гистофизиологии многих органов и систем организма. С 2009 г. эти исследования успешно продолжаются под руководством заведующей кафедрой, доцента Т.М. Студеникиной. Сотрудниками кафедры издан целый ряд получивших признание учебных пособий и монографий, защищены 6 докторских и 37 кандидатских диссертаций.

В 1934 г. открывается кафедра гистологии в Витебском медицинском институте. Непродолжительное время её возглавлял доценты В.С. Клиницкий и Л.И. Фалин (в последующем известный гистолог и эмбриолог); очень много сделал для развития кафедры профессор В.Н. Блюмкин (1948–1962). Затем кафедрой заведовал доцент Е.Я. Корытный, а 1978 по 1996 гг. – профессор А.Ф. Суханов, внесший значительный вклад в развитие учебного процесса и научных исследований по изучению морфогенеза клеток и тканей в экстремальных условиях и механизма их повреждений при изменениях температурного гомеостаза. С 1996 г. кафедру возглавил известный гистолог профес-

12

сор О.Д. Мяделец, издавший несколько учебников и пособий по общей и частной гистологии и целый ряд монографий, обобщающих результаты научных исследований кожного покрова.

В1958 г. в открытом Гродненском медицинском институте кафедру гистологии, цитологии и эмбриологии организовал доцент А.И. Ювченко (1958–1960), затем её возглавлял доцент И.И. Хворостухин (1961–1966), изучавший регенераторные свойства хрящевой и костной ткани. В течение 30 лет (1967– 1997) кафедрой руководил профессор А.А. Туревский, являющийся создателем гродненской школы гистологов. Под его руководством проводились исследования нервно-гормональной регуляции желудка и кишечника, а также роли желчи в поддержании структурно-метаболического гомеостаза многих органов.

С1997 по 2002 гг. кафедру возглавлял профессор Я.Р. Мацюк, известный своими исследованиями по гистофизиологии желудочных желез в условиях нарушенного баланса в организме глюкокортикоидов и половых гормонов, по установлению закономерностей становления органов пищеварительной и половой систем у потомства, родившегося от матерей, находящихся под воздействием радионуклидов и с экспериментально вызванным холестазом. С 2002 года кафедрой гистологии заведует профессор С.М. Зиматкин, известный своими работами по функциональной нейроморфологии и гистохимии нейронных систем мозга, исследованиями нейрохимических механизмов патогенеза алкоголизма. За последние годы сотрудниками кафедры подготовлены и изданы 12 учебников и учебных пособий по гистологии, цитологии, эмбриологии с грифом Министерства образования Беларуси для студентов медицинских вузов, 8 монографий, получено 15 патентов на изобретения. На кафедре подготовлено 7 докторов и 20 кандидатов медицинских и биологических наук.

В1990 г. медицинский институт открывается в Гомеле. Кафедру гистологии, цитологии и эмбриологии в нём организовала и возглавляла в течение 20 лет доцент Т.Г. Кузнецова. Ее научные исследования были связаны с изучением клеток крови методом атомно-силовой микроскопии, с ультраструктурными изменениями миокарда при гипокинезии и воздействии инкорпорированных радионуклидов. В настоящее время

13

кафедрой успешно руководит доцент И.Л. Кравцова. Проводится морфофункциональная оценка клеточно-тканевых систем в условиях негативный воздействий на организм.

К истории нейрогистологии

Накопление фактов о микроскопическом строении органов нервной системы началось более 300 лет назад, в связи с изобретением в начале XVII века первых микроскопов. В 1667 г. Марчелло Мальпиги и Антони ван Левенгук впервые описали тонкое строение мозга, предположив, что серое вещество состоит из шариков, а белое – из тонких трубочек, наполненных жидкостью. В 1824 г. Рене Дютроше впервые продемонстрировал большие ганглиозные клетки беспозвоночных, а в 1837 г. Ян Эвангелиста Пуркине описал большие ганглиозные клетки мозжечка. В 1825 г. Карло Беллинджерри устанавливает шестислойное строение коры. В 1839 г. Теодор Шванн описывает оболочку нервных волокон. В 1850 г. А. Валлер изучает перерождение нервных волокон вследствие их отделения от тела нервной клетки, проходящее три фазы. В 1846–1854 гг. Рудольф Вирхов исследует нейроглию.

Значительный вклад в развитие мировой нейрогистологии в XIX веке внесли русские учёные. В 1857 г. Н.М. Якубович устанавливает различную форму передних, задних и боковых рогов спинного мозга и разделяет все клеточные элементы нервной системы на четыре группы: двигательные, чувствительные, симпатические и соединительные. Ф.В. Овсянников в 1854 г. обнаруживает ассоциативные нейроны, которые стали считать частью рефлекторной дуги, а 1871 г. он открывает главный сосудодвигательный центр продолговатого мозга, в 1873 г. – антагонизм симпатических и парасимпатических нервов, описав пути иннервации подчелюстной и околоушной желез. В 1879 г. Ф.В. Овсянников устанавливает наличие контактной связи отростков нервных клеток в коре головного мозга и высказывает мнение, что клетки, имеющие одинаковое строение и форму, могут выполнять разные функции. М.Д. Лавдовский (1847–1903) изучает ганглиозные клетки мочевого пузыря, регенерацию нервных волокон и их изменение после перерезки нервов.

14

1860–1890 гг. были периодом расцвета микроскопического изучения структуры нервной системы, связанного с расширением комплекса используемых методов её окраски: кармином (Ю. Герлах, 1847), метиленовой синью (П. Эрлих, 1886, Ф. Ниссль), азотнокислым серебром (Камилло Гольджи, 1873), и др. В 1862 г. Л. Ауэрбах описывает нейроны межмышечного сплетения пищеварительной трубки. Отто Дейтерс в 1863 г. обнаруживает два типа отростков нервных клеток: осевоцилиндрические и протоплазматические, которые впоследствии Вильгельм Гис обозначил как дендриты. В 1868 г. А.И. Бабухин устанавливает наличие тонких фибрилл в нервных волокнах. В 1872 г. Люис Ранвье описывает перехваты в оболочках нервных волокон. К.А. Арнштейн (1840–1919), А.С. Догель (1852– 1922), А.Е. Смирнов (1859–1910) в Казанской гистологической школе описывают разнообразные формы чувствительных нервных окончаний в сердечно-сосудистой системе. А.С. Догель в 1896–1897 гг. дает классификацию типов нейронов вегетативных ганглиев. Большой вклад в изучение проводящих путей мозга внес В.М. Бехтерев, описавший в 1885–1891 гг. ряд новых структур и центров головного мозга. М.Д. Лавдовский в 1889 г. отмечает многообразие иннервационных приборов во внутренних органах, развивает теорию контакта (синапса).

Нейрогистология как наука начала особенно интенсивно развиваться после открытия в 1875 г. итальянским гистологом К. Гольджи (рис. 1.3) специфического метода выявления нейронов путём импрегнации азотнокислым серебром. Другие гистологические методы выявляли только тела нейронов, без отростков, либо сложную сеть нервных волокон, что создавало ложное представление о том, что нейроны в нервной ткани образуют непрерывную сеть. Метод Гольджи позволил избирательно окрашивать отдельные нейроны (только один из 100), но полностью, со всеми отростками, их разветвлениями и нервными окончаниями. Испанец С. Рамон-и-Кахал (рис. 1.3) использовал метод Гольджи для детального изучения строения всех отделов нервной системы человека и животных. Результаты своих исследований С. Рамон-и-Кахал обобщил в книге «Гистология нервной системы человека и позвоночных животных». Она была впервые

15

опубликована в 1904 г. на испанском языке и до сих пор остаётся самой большой и детальной монографией по нейрогистологии. В 1906 г. за эти исследования Камило Гольджи и Сантъяго Ра- мон-и-Кахалю была присуждена Нобелевская премия.

Рисунок 1.3 – Выдающиеся учёные-нейрогистологи

В 1891 г. Г. Вильгельм Вальдейер ввел понятие нейрона как основного элемента нервной системы, её функциональной единицы, состоящей из тела нервной клетки и отростков, которыми она связана с другими нейронами. Применив клеточную теорию

16

к нервной системе, он назвал теорию клеточного строения нервной системы нейронной теорией строения вещества мозга.

Врезультате этих исследований было сформировано представление о нервной системе как о совокупности отдельных, обособленных клеток, которые сообщаются друг с другом с помощью синапсов. Эти представления легли в основу нейронной теории. Однако правильность клеточной теории в нейрогистологии была окончательно подтверждена гораздо позже с помощью электронной микроскопии.

В1944 г. за открытия, касающиеся различий между отдельными нервными волокнами, создание морфофункциональной классификации нервных волокон млекопитающих, отражающей зависимость скорости проведения нервного импульса от диаметра волокна Нобелевскую премию получил Джозеф Эрлангер и Герберт Спенсер Гассер. В 1963 г. Нобелевской премией за открытие ионных механизмов возбуждения и торможения в нервных клетках отмечены труды Джона Карева Экклса, Аллана Ллойда Ходжкина и Эндрю Филдинга Хаксли.

Вначале пятидесятых годов ХХ века голландский учёный У. Наута предложил метод окраски повреждённых нервных волокон. Это позволило путём разрушения нейронов любого участка нервной системы обнаружить повреждённые отростки этих нейронов в других её отделах, и, соответственно, прослеживать нейронные связи между разными участками нервной системы. Кроме того, используя естественное движение цитоплазмы по отросткам нейронов и вводя в различные участки мозга специфические красители или изотопы, в настоящее время возможно установление нервных связей между всеми отделами нервной системы.

В50-е годы ХХ столетия в связи с широким использованиме электронной микроскопии началось детальное изучение ультрамикроскопического строения нервных и глиальных клеток всех отделов нервной системы. Полученные данные были обобщены в книге Peters, Palay and Webster (1970), быстро пере-

ведённой на русский язык (Питерс и соавт., 1972).

В60-е годы началось интенсивное исследование пространственной организации в нейротранссмиттерных систем мозга.

17

Так, шведские учёные Фальк и Хилларп разработали флюоресцентный метод выявления биогенных аминов в мозге, что позволило детально описать локализацию в нём дофамин-, норадреналин- и серотонинергических нейронов. В последующие годы путём гистохимического выявления активности ключевых ферментов синтеза специфических нейромедиаторов, а также, используя антитела к этим ферментам и самим нейромедиаторам, удалось картировать в головном мозге уже десятки специфических нейронных систем.

Как известно, любой нейромедиатор, выделяясь в нервных окончаниях, взаимодействует со специфическими рецепторами. Используя антитела к белкам-рецепторам и меченые аналоги медиаторов, удалось установить топографическое распределение этих рецепторов в мозге.

В70-е годы в Национальном институте охраны психического здоровья США был разработан метод исследования функциональной активности структур мозга с помощью меченой дезоксиглюкозы. Он основан на том, что глюкоза служит основным «топливом» для нейронов и в активном состоянии клетки потребляют её больше, чем в покое. Поэтому интенсивно функционирующие нейроны поглощают больше меченой изотопом дезоксиглюкозы, что позволяет на срезах мозга методом авторадиографии избирательно выявлять активно функционирующие в данный момент нейроны и области мозга.

Всоветский период нейрогистология была одним из основных и интенсивно развивающихся направлений гистологии в России и других союзных республиках, особенно в связи с разработкой учения И.П. Павлова. Казанской нейрогистологической школой был собран богатейший материал по морфологии концевых нервных волокон и нервных узлов в различных органах и тканях (в пищеварительном тракте, скелетной мускулатуре, эпителии, железах и др.). А.Н. Миславский подготовил плеяду талантливых нейрогистологов. Из них особое значение имела деятельность Б.И. Лаврентьева (рис. 1.3).

Б.И. Лаврентьев (1892–1944) и его сотрудники разрабатывали вопросы гистофизиологии вегетативной нервной системы, межнейрональных синапсов, рецепторов, антагонистической

18

иннервации. Было создано экспериментальное гистофизиологическое направление в отечественной нейрогистологии. Исследуя живые нервные клетки, Б.И. Лавреньтьев наблюдал изменения синапсов при раздражении нервов. Применённый им метод перерезки нервов нашёл широкое распространение при изучении источников иннервации органов и тканей. Пользуясь этим методом, Б.И. Лаврентьев ещё раз доказал несостоятельность теории фибриллярной непрерывности и утвердил нейронную теорию.

Большой вклад в развитие эволюционной нейрогистологии внёс А.А. Заварзин (1886–1945), издавший труд «Очерки по эволюционной гистологии нервной системы». Работы А.А. Заварзина и В.И. Лаврентьева были отмечены государственными премиями СССР.

Н.Г. Колосов (1897–1979) проводит исследования гистологической структуры вегетативной ганглиев и открывает особенности их рецепторной иннервации. Важную роль в становлении современных представлений о принципах структурно-функциональной организации нервной системы сыграли труды Г.И. Полякова, удостоенные Государственной премии СССР. Большой вклад в развитие нейрогистологии в СССР внесли учёные Института мозга АМН (Москва), ныне Научный центр неврологии РАМН.

Основоположником нейрогистологических исследований в Беларуси являлся академик Д.М. Голуб (рис. 1.3). Начиная с 1933 г., основным направлением его исследований становится изучение развития и строения периферической нервной системы, её роли в развитии органов и тканей, интеграции и координации их жизнедеятельности. Д.М. Голубом создана белорусская нейроэмбриологическая школа, выдвинуто положение о множественности источников и путей афферентной иннервации внутренних органов. Изучены закономерности становления нервной системы и развития иннервации внутренних органов в эмбриогенезе. Д.М. Голубом основано новое научное направление в экспериментальной нейроанатомии по созданию дополнительной иннервации органов и тканей или их реиннервации. Эти открытия используются в клинической практике при оперативном восстановлении иннервации мочевого пузыря и других органов малого таза.

19

Значительный вклад в развитие отечественной нейрогистологии внесли исследования проф. П.Я. Герке, С.М. Миленкова

иих сотрудников на кафедре гистологии Минского государственного медицинского института, ныне БГМУ. С 1975 г. коллектив анатомов под руководством проф. П.И. Лобко продолжил исследования структурной организации вегетативной нервной системы. Было показано, что нейроны вегетативных ганглиев образуют сложные связи между собой, с иннервируемым субстратом и различными отделами ЦНС и образуют периферические центры афферентной и эфферентной иннервации внутренних органов.

Винститутах и лабораториях Национальной академии наук

имедицинских вузах Беларуси структурно-функциональная организация нервной системы широко исследовалась с использованием методов электронной микроскопии, гистохимии, цитометрии, клеточных культур (А.П. Амвросьев, Л.И. Арчакова и др.). В экспериментах на животных изучено влияние на развитие и строение нервной системы и органов чувств широкого спектра физических и химических факторов, патологических состояний – от ионизирующей радиации и нарушений кровообращения до алкоголя и фактора роста нервов.

Таким образом, современные представления о микроскопическом строении и гистофизиологии нервной ткани, органов нервной системы и органов чувств являются итогом исследований тысяч учёных многих стран. При этом отечественные учёные внесли значительный вклад в развитие мировой нейрогистологии.

Внастоящее время нейрогистология как важнейшая часть современной нейронауки продолжает бурно развиваться и нет сомнений в том, что в новом тысячелетии всё больше молодых талантливых учёных продолжат эти исследования, и нас ждут новые замечательные открытия.

20