 |
Б. Методы и объекты цитогистологического исследования
|
|
|
|
МАТЕРИАЛЫ К ИЗУЧЕНИЮ ЦИТОЛОГИИ
Составители: профессор С.Ю.Виноградов, профессор С.В.Диндяев, старший преподаватель В.В.Криштоп
ОГЛАВЛЕНИЕ
| Предисловие | |
| А. ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ | |
| А.1 Цитология | |
| А.2. Структурно-функциональные уровни организации живой материи | |
| А.3. Клеточная теория | |
| Б. МЕТОДЫ и ОБЪЕКТЫ ЦИТОГИСТОЛОГИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ | |
| Б.1. Микроскопы | |
| Б.1.1. Световые микроскопы | |
| Б.1.2. Электронный микроскоп | |
| Б.2. Объекты цитогистологического исследования | |
| Б.2.1. Изготовление гистологического препарата | |
| Б.3. Специальные технологии цитогистологических исследований | |
| В. ОСНОВЫ ЦИТОЛОГИИ | |
| В.1. Общие вопросы | |
| В.1. 1. Основные структурно - функциональные характеристики клетки | |
| В.1. 2. Проявления жизнедеятельности клетки | |
| В.1. 3. Регуляция жизнедеятельности клетки | |
| В.1.4. Значение цитологии для медицины | |
| Г. СТРУКТУРНО–ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ КЛЕТКИ | |
| Г.1. Плазмолемма (цитолемма) | |
| Г.1.1. Плазматическая мембрана | |
| Г.1.2. Гликокаликс | |
| Г.1.3. Кортекс | |
| Г.1.4. Поверхностные структуры клетки | |
| Г.1.5. Межклеточные контакты | |
| Г.1.6. Общие функции плазмолеммы | |
| Г.2. Цитоплазма | |
| Г.2.1. Органеллы | |
| Г.2.1.1. Митохондрии | |
| Г.2.1.2. Эндоплазматическая сеть - ЭПС | |
| Г.2.1.3. Комплекс Гольджи | |
| Г.2.1.4. Лизосомы | |
| Г.2.1.5. Пероксисомы | |
| Г.2.1.6. Рибосомы | |
| Г.2.1.7. Центросома | |
| Г.2.1.8. Цитоскелет | |
| Г.2.2. Включения | |
| Г.2.3. Гиалоплазма | |
| Г.3. Ядро | |
| Г.3.1. Кариолемма | |
| Г.3.2. Хроматин | |
| Г.3.3. Ядрышко | |
| Г.3.4. Кариоскелет | |
| Г.3.5. Кариоплазма | |
| Г.4. Общий план строения клетки | |
| Д. ЦИТОФИЗИОЛОГИЯ | |
| Д.1. Структурно функциональные аппараты клетки (СФАК) | |
| Д.1.1. Генетический аппарат | |
| Д.1.2. Аппарат внутриклеточных синтезов и структуризации | |
| Д.1.3. Аппарат внутриклеточного пищеварения и дезинтоксикации | |
| Д.1.4. Энергетический аппарат | |
| Д.1.5. Опорно–двигательный аппарат | |
| Д.2. Мембранный конвейер | |
| Д.3. Воспроизведение клеток | |
| Д.3.1. Митотический цикл | |
| Д.3.1.1. Интерфаза | |
| Д.3.1.2. Собственно митоз | |
| Д.3.1.3. Специальные разновидности митоза | |
| Д.3.2. Внутриклеточная регенерация (эндорепродукция) | |
| Д.3.2.1. Варианты течения эндорепродукции | |
| Д.4. Реактивность клетки | |
| Д.4.1. Морфофункциональная классификация раздражителей | |
| Д.4.2. Типы клеточных реакций | |
| Д.4.3. Структурные проявления реакций | |
| Д.4.3.1. Обратимые клеточные реакции | |
| Д.4.3.2. Необратимые клеточные реакции | |
| Д.5. Клеточная рецепция | |
| Д.6. Комплексные процессы жизнедеятельности, сопряженные с активным внутриклеточным транспортом, синтезом и пищеварением | |
| Д.6.1. Клеточная секреция | |
| Д.6.1.1. Секреторный цикл клетки | |
| Д.6.1.2. Типы клеточной секреции | |
| Д.6.2. Эндоцитоз | |
| Д.6.3. Экзоцитоз | |
| Д.6.4. Трансцитоз | |
| Д.6.5. Экскреция | |
| Д.7. Возрастные изменения клетки | |
| Д.7.1. Старение клетки | |
| Д.7.1.1. Структурно-функциональные изменения клетки при старении | |
| Д.7.2. Физиологическая (естественная) смерть клетки | |
| Д.7.2.1. Структурно-функциональные изменения клетки при апоптозе | |
| Д.8. Гибель клетки (некроз) | |
| Д.9. Общая граф-схема цитофизиологии | |
| Примеры контрольных вопросов | |
| Примеры тестов первого уровня | |
| Примеры тестов второго уровня | |
| Примеры ситуационных задач | |
| Рекомендуемая литература |
Предисловие
|
|
|
«Материалы к изучению цитологии» созданы на основе базовых учебников по гистологии и цитологии, учебно-методических разработок кафедры гистологии, эмбриологии и цитологии ИвГМА, а также дополнительной учебной и научной литературы. Они являются кратким вспомогательным материалом, предназначенным для предварительного ознакомления студентов медицинских вузов с трудоемким и сложным предметом «Цитология» в условиях минимизирования программных учебных часов лекций и практических занятий. Данные разработки не подменяют учебники и учебные пособия, рекомендованные Министерством для изучения предмета. По мысли авторов они могут стать начальной ступенью в изучении функциональной морфологии клетки.
|
|
|
Кроме фактологического текста предлагаемые материалы снабжены авторскими схемами, тестами первого и второго уровня, ситуационными практикоориентированными задачами. Их познавательный потенциал характеризуется медицинской направленностью и предназначен, прежде всего, для будущих врачей.
Заведующий кафедрой гистологии, эмбриологии и цитологии ГБОУ ВПО ИвГМА, доктор медицинских наук, профессор С.Ю.Виноградов
А. ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ
А.1. Цитология - одна из фундаментальных биологических наук, которая в микроскопическом и ультрамикроскопическом диапазоне изучает структуру клетки и ее функции. Она имеет большое значение для теоретической и практической медицины.
● Цитология как учебная дисциплина для медицинских вузов входит в состав гистологии, которая включает в себя цитологию (науку о клетке), эмбриологию (науку о развитии зародыша), общую гистологию (науку о тканях), частную гистологию (науку о микроскопическом строении органов).
● Знание источников происхождения, закономерностей развития, а также нормальной структуры и функции клеток, тканей и органов совершенно необходимы для понимания механизмов возникновения заболеваний, формирования алгоритмов клинической диагностики, лечения и профилактики во всех областях практической медицины.
А.2. Структурно-функциональные уровни организации живой материи
● В процессе эволюции биосферы последовательно сформировались уровни организации живой материи: клеточный, тканевой, суборганный, органный, системный и организменный.
|
|
|
● Организм человека представляет собой целостную биологическую систему, включающую сформированные в фило- и онтогенезе уровни структурно-функциональной организации живой материи.
А.3. Клеточная теория – это фундаментальное обобщенное учение о клетке как структурно-функциональной единице живого. Основоположником этой теории является Теодор Шванн, который в 1838 году сформулировал ряд ее положений.. В течение многих лет она дополнялась на основании новых научных открытий. В настоящее время она сохранила свое выдающееся значение для биологии и медицины.
● Положения современной клеточной теории
● Клетка является наименьшей (элементарной) единицей живого;
● Эукариотические (ядерные) клетки животных и растительных организмов имеют сходную структурную организацию;
● Размножение клеток происходит путем деления исходных (материнских) клеток;
● Многоклеточный организм – это наследуемая, жизнеспособная, регулируемая интеграция клеток в составе тканей и органов.
● Интеграции систем клеток, тканей и органов составляют целостный организм, обладающий своей внутренней средой. Она характеризуется массой констант и параметров, которые находятся между собой в определенных количественных и качественных отношениях. Относительное постоянство и сбалансированность этих отношений в своей совокупности составляет гомеостаз организма, обладающий многими степенями надежности и резервности.
● Жизнедеятельность организма происходит во внешней среде, оказывающей на него разнообразные по силе и характеру влияния. Приспособление живого организма к постоянно изменяющимся условиям существования во внешней среде называется адаптацией.
Б. МЕТОДЫ и ОБЪЕКТЫ ЦИТОГИСТОЛОГИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
Б.1. Микроскопы – сложные оптические приборы, которые являются основными инструментами цитогистологического исследования. Современные микроскопы обладают высокой разрешающей способностью и большим увеличением.
● Разрешающая способность – это свойство оптической системы микроскопа давать четкое изображение мельчайших объектов или их деталей. Разрешающая способность является ведущей характеристикой микроскопа.
|
|
|
• Числовой параметр, оценивающий разрешающую способность, называется разрешающим расстоянием – эторасстояние между двумя раздельно видимыми точками в структуреизучаемого объекта. Чем меньше величина разрешающего расстояния, тем выше разрешающая способность микроскопа, тем более мелкие объекты можно исследовать, т.е. получать их четкое изображение.
• Разрешающее расстояние вычисляется по специальной многокомпонентной математической формуле. Однако приблизительно оно равно 0,5 от длины волны потока излучения (видимый свет, пучок электронов, рентгеновские и лазерные лучи).
●Увеличение оптической системы микроскопа является величиной, зависимой от разрешающего расстояния. Оно выражает отношение размеров изображения, даваемое микроскопом, к истинным размерам микроскопируемого объекта.
Б.1.1. Световые микроскопы получили наибольшее распространение в цитологии и гистологии. В них в качестве оптической системы используются прозрачные (чаще стеклянные) линзы и видимый свет как источник изображения.
● Минимальная длина световой волны в видимой части спектра приблизительно равна 0,4 мкм – следовательно, разрешающий размер объекта микроскопического изучения составляет 0,2 мкм (0,5х0,4). Максимальное увеличение светового микроскопа в оптимальных границах его разрешения не превышает 2000-2500 раз.
● Для работы в режиме больших увеличений применяются специальные короткофокусные иммерсионные объективы. Между наружной линзой этих объективов и покровным стеклом гистологического препарата наносится прозрачная иммерсионная жидкость, в которую опускается наружная линза объектива. Замена воздуха иммерсионной средой, позволяет повысить его разрешающую способность и увеличение.
Б.1.2.3. В специальных исследованиях применяются многие разновидности светового микроскопа (люминесцентный, поляризационный, фазово-контрастный и др.). Их разрешающая способность несколько выше – в пределах 0,1 мкм.
▬ Люминесцентный (флюоресцентный) микроскоп позволяет изучать структуры, обладающие свечением (люминесценцией) при облучении их коротковолновыми световыми лучами.
▬ Поляризационный микроскоп применяют при исследовании пространственной молекулярной организации кристаллических и жидкокристаллических структур, для которых характерно двойное лучепреломление.
▬ Фазово-контрастный микроскоп благодаря специальной оптики усиливает смещение фаз световых лучей при прохождении через объект изучения и повышает контрастность его изображения. Это позволяет исследовать неокрашенные (в том числе и живые) клетки и ткани.
|
|
|
Б.1.2. Электронный микроскоп позволил сделать принципиально новый шаг вперед в развитии микроскопической техники и, следовательно, микроскопических исследований в биологии и медицине.
● В электронном микроскопе видимый свет, как источник изображения объекта микроскопирования, полностью заменен на поток электронов, который с высокой скоростью распространяется в глубоком вакууме, создаваемом в тубусе микроскопа.
● Длина волны электромагнитных колебаний при движении электронов в электрическом поле с разницей потенциалов 50000 вольт равна 0,006 нм. Эта величина позволяет изучать объекты с предельно минимальными размерами приблизительно 0,003 нм (0,000003 мкм), т.е. разрешающая способность электронного микроскопа в 100 000 раз выше, чем у светового микроскопа.
● Электроны обладают высокой проникающей способностью, поэтому для получения интерференции (взаимоналожение волн с результирующим эффектом их усиления или ослабления), необходимой для восприятия изображения объект изучения (срез) контрастируют (см. ниже).
● Электронная «интерференционная картина» глазом человека не воспринимается, поэтому она первоначально отбрасывается на флюоресцирующий экран или на фотопленку, что позволяет получить зрительный «образ» объекта изучения.
● Современные мегавольтные электронные микроскопы интегрируются с компьютерными системами, позволяющими переводить электронно-микроскопическое изображение в цифровую форму со сверхвысоким разрешением.
Б.1.2.1. Существует два типа электронных микроскопов: трансмиссионные (ТЭМ) и сканирующие (СЭМ).
▬ ТЭМ использует возможность проникновения электронов в биологический объект, что позволяет получить плоскостное изображение структуры;
▬ СЭМ используют эффект отражения электронов от поверхности объекта исследования, чем обеспечивается объемность изображения объекта изучения.
|
|
|
