Лекция №1 Введение в гистологию

Гистология (с греч. «gistos» - ткань, «logos» - учение) – это наука, изучающая развитие, строение и жизнедеятельность живых организмов на различных уровнях их организации. Гистология включает в себя следующие разделы:

1. Цитология – это учение о развитии, строении и жизнедеятельности клеток.

2. Общая гистология – это учение о развитии, строении и функциях ткани.

3. Частная гистология – это учение о развитии, строении и функции органов.

4. Эмбриологию – это учение о зародыше и закономерностях его развития.

История развития гистологии

Гистология начала развиваться, как наука, со времен открытия микроскопа (середина XVII века).

Основателем гистологии считают итальянского ученого Марцелло Мольпигий (1661 год). Он описал эритроциты и строение различных органов.

Микроскоп открыт в середине XVII века. Первый микроскоп сконструировал Роберт Гук, микроскоп имел увеличение в 40-140 раз. Гук описал строение растений. Антоний Левенгук создал микроскоп с увеличением в 240 раз. Левенгук описал под микроскопом строение эритроцитов, сперматозоидов, поперечнополосатых мышечных волокон и других тканей и клеток.

Впервые в Россию ввёз микроскопы Пётр I. В XVIII веке впервые открыты лаборатории по изготовлению микроскопов. Начало микроскопическиv исследованиям было положено Ломоносовым.

В XIX веке была создана клеточная теория. Её открыли немецкие учёные Шванн и Шлейден. Суть клеточной теории:

1. Всё живое состоит из клеток

2. Растительные и животные клетки имеют одинаковый принцип строения

3. Клетки способны воспроизводить себе подобных, путём деления

4. Все клетки в организме находятся в интеграции

В конце XIX века открываются кафедры гистологии: сначала в Московском Государственным Университете. Организовал кафедру гистологии Бабухин. На кафедре изучали мышечную и нервную ткани. Вслед за МГУ появляется кафедра в Медико-хирургической Академии Санкт-Петербурга, которую открыл Овсянников. На кафедре изучают соединительную и эпителиальную ткань. Далее открыли кафедру в Киеве, где изучали эмбриональное развитие зародыша.

Основы цитологии

Цитология – это наука, изучающая строение клеток. Клетка состоит из цитолеммы, цитоплазмы и ядра.

Цитолемма (плазмолемма) в состав клетки входят все элементы периодической системы Менделеева. Основные элементы: углерод, водород, кислород, азот. Приблизительный состав клетки: 70-80% воды, 10-20% белка, 2-3% липиды или жиры, примерно 1-1,5% углеводы и другие органические соединения.

Белки, которые входят в состав клетки:

1. К простым белкам – протеинам – относятся: молочный, яичный, сывороточный, альбумины, глобулины, фибриноген. Так же простые белки называют аминокислотами.

2. К сложным белкам – протеидам - относятся: нуклеопротеиды, гликопротеиды (белок с углеводами), фосфопротеиды (белок с фосфорной кислотой). Наиболее распространённым компонентом клетки являются биологические мембраны. Эти белки связаны с небелковыми структурами. Представляют собой трёхмерную структуру, включающая в себя: белки 60%, липиды 40%, углеводы 1%.

3. Мембранные белки: периферические, интегральные, полуинтегральные.

Ядро: установлено, что ядро не может жить продолжительное время без цитоплазмы. Существуют клетки, которые не имеют ядра (центральные волокна хрусталика, кровяные пластинки, эритроциты). Ядро состоит из ядерного сока (кариоплазма), хроматина, ядрышка и кариолеммы (оболочка ядра). Функции ядра: хранение информации, передача информации в цитоплазму клетки, передача информации дочерним клеткам.

1. Ядерный сок (кариоплазма) – это гомогенная структура. Состоит из белков, ферментов, гликопротеидов, нуклеиновых кислот и других элементов. Кариоплазма имеет коллоидный раствор белка. В этом растворе находится хроматин.

2. Хроматин состоит из ДНК, в комплексе с белком, и РНК. Различают две формы хроматина:

• хроматин в интерфазных ядрах (разрыхлен, деспирализован, деконденсирован) - этот хроматин носит название эухроматин.

• хроматин в ядре в период метатического деления находится в конденсированном состоянии, носит название гетерохроматина.

3. Ядрышко – уплотнённый участок клетки. Состав – 80% белка, около 15% РНК. Функции ядрышка: синтез р-РНК и рибосомы.

4. Ядерная оболочка или кариолемма представлена двумя мембранами: наружной и внутренней. Между мембранами находится перинуклеарное пространство. Ядерная оболочка снабжена порами, которые образуются за счёт слияния ядерных мембран. Каждая пора окружена восьмью сферическими рибонуклеопротеидными мембранами. Каждая гранула снабжена фибриллой. Фибриллы при определённом положении могут закрыть пору. Кроме пор есть отверстие, которое носит название перфорация. Функции ядерной оболочки:

• барьерная функция - отделяет ядро от цитоплазмы;

• ограничивает доступ в ядро крупных агрегатов-биополимеров;

• участвует в создании внутриядерного порядка.

Цитоплазма клетки состоит из гиалоплазмы, органелл и включений.

Сверху, с поверхности, клетка окружена оболочкой (плазмолемма). Плазмолемма состоит из плазматической мембраны, над мембранного комплекса, субмембранного комплекса. Над мембранный комплекс (гликокаликс) содержит углеводы, связан с белками мембраны. Находящиеся в гликокаликсе белки участвуют в расщеплении веществ. Субмембранный комплекс – это поверхностная структура цитоплазмы клетки, выполняет функцию опорно-сократительного аппарата. Функции плазмолеммы клетки:

• разграничительная;

• транспортная;

• рецепторная;

• принимает участие в образовании межклеточных контактов.

Межклеточные контакты:

1. Простой контакт – расстояние между клетками 15-20 Нм;

2. Плотный – практически плотное соприкосновение клеток;

3. Щелевое – между клетками 3 нм;

4. Контакт типа десмосон – между клетками устанавливается зона повышенной электронной плотности.

Диалоплазма – коллоидная система, включает в себя белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, аминокислоты, ферменты и другие соединения. Обязательно есть растворимые вещества и растворитель.

Органеллы

Органеллы общего назначения:

1. ЭПС (эндоплазматическая сеть)

2. Комплекс Гольджи

3. Лизосомы

4. Пероксисомы

5. Митохондрии

6. Клеточный центр

7. Рибосомы

8. Фибриллы

9. Филоменты

Органеллы специального назначения:

1. Тонофибриллы, которые располагаются в клетках эпителия и выполняют опорную функцию.

2. Миофибриллы, которые располагаются в мышечной ткани и выполняют сократительную функцию.

3. Нейрофибриллы, находящиеся в нервной ткани и выполняют опорную функцию.

4. Реснички, находящиеся в клетках эпителия и выполняющие двигательную функцию. Ресничка представляет собой вырост цитоплазмы, покрытый цитолеммой.

5. Микроворсинки, которые располагаются в клетках эпителия и выполняют всасывающую функцию. Представляют собой выросты цитолеммы.

6. Жгутики. Примером являются сперматозоиды. Жгутики у сперматозоидов выполняют функцию движения.

Эндоплазматическая сеть

Эндоплазматическая сеть была открыта в 1945 году. Впервые описал американский биолог Портер.

Эндоплазматическая сеть – это замкнутые мембраны, на поперечных сечениях выглядят в виде вытянутых цистерн, трубочек, мешочков или канальцев. Различают гранулярную (шероховатую) и агранулярную сеть.

Гранулярная эндоплазматическая сеть на сечениях выглядят в виде мешочков, цистерн. Со стороны гиалоплазмы располагаются рибосомы. Основная функция – синтез белков (мембранных, ризосомальных, пероксисомальныех). В клетке быть может очень много белков, поэтому её называют эргастроплазмы.

Агранулярная эндоплазматическая сеть – это гладкая сеть, которая не имеет рибосом. Рибосом. Функция:

1. Синтез липидов и гликогена.

2. Депо ионов кальция.

3. Синтез стероидных половых гормонов.

4. Детоксикация вредных продуктов обмена.

Комплекс Гольджи

Комплекс Гольджи открыт в 1898 год итальянским невропатологом Камило Гольджи. Представляет собой замкнутые мембраны, в виде уплощённых мешочков. Функции:

1. Накапливаются продукты, которые вырабатываются в эндоплазматической сети (накопительная функция).

2. Синтезируются полисахариды

3. Синтез гликокаликса.

4. Синтез лизосом, пероксисом.

Лизосомы

Лизосомы открыты 1949 году учёным де Дювом. Лизосома - это вакуоль, ограниченная мембраной, внутри которой располагаются гидролитические ферменты. Размер в диаметре от 0,1 до 0,6 мкм. Лизосомы бывают:

1. Первичная лизосома – отпочковалась от комплекса Гольджи.

2. Вторичная лизосома (пищеварительная вакуоль) – это сочетание первичной лизосомы и фагосомы. Частицы, приходящие в соприкосновение с клеточной оболочкой, окружаются мембраной. Образуется пиноцитозный пузырёк, который погружается в цитоплазму и превращается в фагосому. Дальше фагосома сцепляется с первичной лизосомой и образуется вторичная лизосома.

Функции: лизосомы - пищеварительные санитары клетки.

Пероксисомы

Пероксисомы внешне напоминают лизосомы. Размер колеблется от 0,2 до 0,5 мкм. В пероксисомах находятся ферменты окисления аминокислот. При окислении аминокислот образуется перекись водорода. В пероксисомах есть фермент каталаза, которая разрушает перекись водорода.

Митохондрии

Митохондрии впервые описаны были в 1850 году, Кёлликером. Он увидел их в мышечных волокнах. Сам термин «митохондрия» был введён в 1898 году, Бендом.

Митохондрии представляют собой нитчатые, гантелевидные, палочковидные образования. Органелла ограничена двумя мембранами – наружной и внутренней. Между мембранами – межмембранное пространство. Наружная мембрана гладкая, имеет вид замкнутого мешка, содержится мало белков и много липидов. Внутренняя мембрана представлена высоким содержанием белка. Внутренняя мембрана имеет кристы (выросты). Полость митохондрий заполнена матриксом. На внутренней мембране располагаются грибовидные тельца. Функция митохондрий – синтез АТФ. Синтез происходит на внутренней мембране, в грибовидных тельцах, в матрице. Митохондрии живут в клетках около двадцати дней. Размножаются делением, путём перешнуровки: от внутренней мембраны отходит сетта, в сетту врастает наружная мембрана и одна митохондрия делится на две.