Что изучает наука гистология?

Для начала следует дать определение, что такое гистология. В переводе с древнегреческого это звучит как «наука о тканях». Но это название не совсем точно и сужает сферу её деятельности, поскольку методами гистологии изучаются не только живые ткани, но и тонкое строение органов, и даже клетки.

Помимо этого, гистология - это наука, изучающая эволюцию тканей и клеток, их развитие и становление в организме, работу тканей, клеток и органов, межклеточного вещества. Гистология исследует также регенерацию тканей, которая обеспечивает им функциональную и структурную целостность.

История гистологии

Гистология появилась намного раньше микроскопа. Ткани описывали ещё Аристотель, Авиценна, Гален, Везалий. Однако понятие клетки было введено только Р. Гуком в 1665 году после того, как он рассмотрел под микроскопом клеточную структуру растительной ткани. Ряд учёных проводили первые гистологические исследования, в результате которых благодаря усилиям К. Вольфа и К. Бэра появилась новая ветвь – эмбриология.

К девятнадцатому веку гистология стала настоящей академической наукой. В середине века было заложено современное учение о тканях, стала развиваться наука о тканевой и клеточной патологии. Развитие гистологии подталкивалось созданием клеточной теории и очередными открытиями в цитологии. Большой вклад в развитие этой науки внесли такие светила, как И. Мечников и Л. Пастер, которые заложили учение об иммунной системе.

Были и курьёзы: гистологи К. Гольджи и С. Рамон-и-Кахаль по-разному трактовали одни и те же снимки среза головного мозга и пришли к противоположным предположениям относительно его структуры, что не помешало обоим получить в 1906 году Нобелевскую премию по медицине.

Методология гистологии продолжала совершенствоваться и в прошлом веке, в результате чего эта наука приобрела теперешние очертания. Сейчас она тесно переплетена с цитологией, медициной, эмбриологией и прочими дисциплинами. Она занимается такими вопросами, как адаптация на тканевом и клеточном уровне, дифференцирование тканей и клеток и закономерности их развития, регенерация органов и тканей и пр. Достижения патогистологии нашли широкое применение в медицинской практике, поскольку облегчают понимание механизма заболевания и поиск эффективной терапии.

Разделы гистологии

В этой дисциплине выделяются три раздела:

• общая гистология;
• цитология;
• частная гистология или микроскопическая анатомия.

Известно, что цитология является наукой, изучающей клетки – элементарные кирпичики, из которых состоит и благодаря которым функционирует вся живая материя на Земле. Задачей же общей гистологии является изучение происхождения, строения, функционирования и развития тканей. Есть ещё частная гистология, занимающаяся изучением строения органов на микроскопическом и ультрамикроскопическом уровнях. Следует признать некоторую искусственность деления гистологии на эти разделы, поскольку в реальности из клеток формируются ткани, которые составляют органы, а совокупность последних образует организм. Поэтому частями организма являются как органы, так и ткани с клетками. Но всё-таки такое деление гистологии оправдано тем, чтобы проще было излагать материал, рассказывая о том, что изучает гистология. К тому же каждому из разделов свойственно решение своего круга проблем.

Видео о том, что изучает гистология

Поскольку гистология – это наука о живых объектах, то развитие её немыслимо без тесного контакта с прочими биологическими науками: анатомией, генетикой, физиологией, эмбриологией и прочими. Необходима ей связь и с физикой и химией, поскольку в своих исследованиях гистология постоянно использует многочисленные химические реагенты (красители, фиксаторы), физико-химические методы исследований, физические инструменты (микротомы, микроскопы).

Гистологические исследования

Главным гистологическим методом исследования остаётся микроскопический. Препараты вначале проходят определённую подготовку, после которой рассматриваются под микроскопом. При подготовке препарата из него делаются тончайшие срезы, которые затем подвергаются окрашиванию подходящим красителем и фиксации. А уже затем препараты изучаются под микроскопом.

Гистологические исследования могут проводиться и на живых препаратах, хотя изучение живого объекта довольно затруднительно, поскольку в проходящем свете гистологические структуры бесцветны и слабо различимы в поле микроскопа, к тому же из-за больших размеров их просто не поместить под микроскоп. В связи с этим преобладает изучение фиксированных объектов, то есть уже мёртвых, специально обработанных клеток, но сохранивших химический состав и своё строение. У каждого способа есть достоинства и недостатки, поэтому их стараются использовать вместе, чтобы они дополняли друг друга.

Тому, что изучает гистология в биологии среди живых структур, большую помощь оказывает современная техника. Например, химический состав и физические свойства клеток изучаются на живых объектах, на которых можно проделывать ряд операций с помощью микроманипулятора – пересаживать ядра из клетки в клетку, удалять внутриклеточные структуры и т.д.

Методы гистологических исследований

К основным методам гистологических исследований относятся:

• Оптическая микроскопия, которая изучает миниатюрные гистологические образцы с помощью разнообразных оптических микроскопов, в том числе, имеющих источники излучения с разными длинами волн. Известно, что в обычном микроскопе источником света является солнечный или искусственный свет с минимальной длиной волны 0,4 мкм.
• Темнопольная микроскопия основана на том, что объектива достигает только излучение, полученное при дифракции на структуре препарата. Для этого в микроскоп встроен конденсор, посылающий сбоку на препарат строго косой луч света. В этом случае поле микроскопа остаётся тёмным, и лишь только мелкие частички препарата отражают косой луч, который достигает объектива.
• Фазово-контрастная микроскопия.
• Флуоресцентная и люминесцентная микроскопия. Есть ряд веществ, чьи молекулы или атомы способны поглощать коротковолновое излучение, переходя в возбуждённое состояние. При обратном переходе из возбуждённого в нормальное состояние атом снова испускает фотон, но с большей длиной волны.
• Интерференционная микроскопия. В подобном микроскопе пучок света, полученный от осветительной лампы, разделяется на два потока: первый пучок проходит через объект, изменяя фазу колебаний, а второй идёт напрямую в объектив, не меняя фазы. Оба пучка затем соединяются в призмах объектива, в результате происходит их интерференция. В объективе же получается изображение, в котором участки рассматриваемого образца, имеющие разную оптическую плотность и толщину, приобретают различную контрастность. После проведения количественной оценки можно вычислить массу и концентрацию сухого вещества.
• Электронная микроскопия стала революционным шагом в развитии микроскопии. Были созданы и теперь активно используются для исследований как трансмиссионные электронные микроскопы ТЭМ, просвечивающие образец, так и растровые или сканирующие электронные микроскопы СЭМ, работающие на эффекте рассеяния. В трансмиссионных микроскопах можно получить только двумерное изображение исследуемого микрообъекта, а чтобы получить пространственное представление об изучаемой структуре, используется СЭМ, который даёт трёхмерную картинку. Растровый электронный микроскоп действует как электронный микрозонд, сканирующий изучаемый объект: «ощупывает» последовательно узко сфокусированным пучком электронов все точки поверхности. Чтобы обследовать выбранный участок, микрозонд перемещается над поверхностью образца благодаря воздействию отклоняющих катушек (аналогично телевизионной развёртке). Поэтому и исследование называется сканированием или считыванием, а поле, по которому перемещается микрозонд – растром. Результирующий сигнал выводится на экран монитора, движение электронного луча которого синхронизировано с лучом микрозонда.
• Ультрафиолетовая микроскопия использует для работы лампы, испускающие ультрафиолетовое излучение, имеющее длину волны 0,2 мкм.
• Поляризационная микроскопия.
• Радиоавтография.
• Цитоспектрофотометрия.
• Метод культуры клеток.
• Иммунноцитохимические методы.
• Микрохирургия клетки.

Видео о том, что изучает гистология в биологии

А Вы интересовались гистологией, как наукой о клетках и тканях? Интересна ли она Вам? Расскажите об этом в комментариях.