Развитие гистологии

 

Огромное  влияние на развитие Ц. в 20 в. оказало  переоткрытие в 1900 Менделя законов. Изучение процессов, протекающих в ядрах половых и соматически клеток, дало возможность объяснить факты, установленные при изучении наследственной передачи признаков, и построить хромосомную теорию наследственности. Изучение цитологических основ наследственности обособилось в отдельную отрасль Ц. — цитогенетику.

 

Развитие  современной цитологии. С 50-х гг. 20 в. Ц. вступила в современный этап своего развития. Разработка новых  методов исследования и успехи смежных  дисциплин дали толчок бурному развитию Ц. и привели к стиранию чётких границ между Ц., биохимией, биофизикой и молекулярной биологией. Использование  электронного микроскопа (его разрешающая  способность достигает 2—4  , предел разрешения светового микроскопа около 2000  ) привело к созданию субмикроскопической морфологии клетки и приблизило визуальное изучение клеточных структур к макромолекулярному уровню. Были обнаружены неизвестные до этого детали строения ранее открытых клеточных органоидов и ядерных структур; открыты новые ультрамикроскопические компоненты клетки: плазматическая, или клеточная, мембрана, отграничивающая клетку от окружающей среды, эндоплазматический ретикулум (сеть), рибосомы (осуществляющие синтез белка), лизосомы (содержащие гидролитические ферменты), пероксисомы (содержащие ферменты каталазу и уриказу), микротрубочки и микрофиламенты (играющие роль в поддержании формы и в обеспечении подвижности клеточных структур); в растительных клетках обнаружены диктиосомы — элементы комплекса Гольджи. Наряду с общеклеточными структурами выявляются ультрамикроскопические элементы и особенности, присущие специализированным клеткам. С помощью электронной микроскопии показано особое значение мембранных структур в построении различных компонентов клетки. Субмикроскопические исследования дали возможность все известные клетки (и соответственно все организмы) разделить на 2 группы: эукариоты (тканевые клетки всех многоклеточных организмов и одноклеточные животные и растения) и прокариоты (бактерии, сине-зелёные водоросли, актиномицеты и риккетсии). Прокариоты — примитивные клетки — отличаются от эукариотов отсутствием типичного ядра, лишены ядрышка, ядерной оболочки, типичных хромосом, митохондрий, комплекса Гольджи.

 

Усовершенствование  методов изоляции клеточных компонентов, использование методов аналитической  и динамической биохимии применительно  к задачам Ц. (меченные радиоактивными изотопами предшественники, авторадиография, количественная цитохимия с использованием цитофотометрии, разработка цитохимических методик для электронной микроскопии, применение антител, меченных флуорохромами, для обнаружения под флуоресцентным микроскопом локализации индивидуальных белков; метод гибридизации на срезах и мазках радиоактивных ДНК и РНК для идентификации нуклеиновых кислот клетки и т.д.) привело к уточнению химической топографии клеток и расшифровке функционального значения и биохимической роли многих составных частей клетки. Это потребовало широкого объединения работ в области Ц. с работами по биохимии, биофизике и молекулярной биологии. Для изучения генетических функций клеток большое значение имело открытие содержания ДНК не только в ядре, но и в цитоплазматических элементах клетки — митохондриях, хлоропластах, а по некоторым данным, и в базальных тельцах. Для оценки роли ядерного и цитоплазматического генного аппарата в определении наследственных свойств клетки используется пересадка ядер и митохондрий. Гибридизация соматических клеток становится перспективным методом изучения генного состава отдельных хромосом (см. Соматических клеток генетика). Установлено, что проникновение веществ в клетку и в клеточные органоиды осуществляется с помощью особых транспортных систем, обеспечивающих проницаемость биологических мембран. Электронно-микроскопические, биохимические и генетические исследования увеличили число сторонников гипотезы симбиотического (см. Симбиогенез) происхождения митохондрий и хлоропластов, выдвинутой в конце 19 в.

 

Основные  задачи современной Ц. — дальнейшее изучение микроскопических и субмикроскопических  структур и химической организации  клеток; функций клеточных структур и их взаимодействий; способов проникновения  веществ в клетку, выделения их из клетки и роли мембран в этих процессах; реакций клеток на нервные  и гуморальные стимулы макроорганизма и на стимулы окружающей среды; восприятия и проведения возбуждения; взаимодействия между клетками; реакций клеток на повреждающие воздействия; репараций повреждения и адаптации к факторам среды и повреждающим агентам; репродукции клеток и клеточных структур; преобразований клеток в процессе морфофизиологической специализации (дифференцировки); ядерного и цитоплазматического генетического аппарата клетки, его изменений при наследственных заболеваниях; взаимоотношений клеток с вирусами; превращений нормальных клеток в раковые (малигнизация); процессов поведения клеток; происхождения и эволюции клеточной системы. Наряду с решением теоретических вопросов Ц. участвует в разрешении ряда важнейших биологических, медицинских и с.-х. проблем. В зависимости от объектов и методов исследования развивается ряд разделов Ц.: цитогенетика, кариосистематика, цитоэкология, радиационная Ц., онкологическая Ц., иммуноцитология и т.д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Развитие  эмбриологии 

 

Эмбриология: краткая история развития

  

Как и многие другие естественные науки, эмбриология  зародилась в античности. В трудах Аристотеля имеются довольно подробные  описания развития куриного зародыша. В это же время возникли и две  основные точки зрения на процессы развития - преформизм и эпигенез . Эти два взгляда на развитие полностью сформировались к XVII в., и между ними началась борьба. Тогда в связи с появлением микроскопа стали накапливаться фактические данные о строении зародышей и процессах развития разных организмов.

 

Голландец Ян Сваммердам изучил развитие и метаморфоз насекомых. Его соотечественник Антони ван Левенгук открыл партеногенез у тлей и наблюдал сперматозоиды человека. Итальянец Марчелло Мальпиги переисследовал развитие куриного эмбриона и изучил микроскопическую анатомию многих органов и тканей животных и растений. Большинство сделанных наблюдений истолковывались их авторами с позиций преформизма (предсуществования). Согласно этой точке зрения, в процессе развития не возникает ничего действительно нового, все части зародыша в уже сформированном виде присутствуют в яйце, и если их нельзя увидеть, то только из-за малых размеров; в дальнейшем происходит лишь их рост. Так, Сваммердам считал, что внутри яйца бабочки спрятана гусеница, внутри гусеницы - куколка, а внутри куколки - взрослая бабочка. Отметим, что с точки зрения преформистов казалось маловероятным самозарождение организмов. Ясно, что если зародыш предсуществует, он может находится только либо в яйцеклетке, либо в сперматозоиде. Поэтому преформисты разделились на два лагеря - овистов (от лат. ovum - яйцо) и анималькулистов (от лат. animal-culum - "зверек", одно из названий сперматозоида). При этом оказывалось совершенно непонятным, как же передаются потомкам признаки второго родителя.

 

Доведенные  до логического завершения взгляды  преформистов привели к появлению "теории вложения", одним из авторов  которой был математик Г.Лейбниц . Если в яйцеклетке есть полностью сформированный зародыш, то в его яичниках должны быть сформированные яйцеклетки, в них - зародыши следующего поколения, и так до бесконечности. С точки зрения современной науки эти взгляды, конечно, совершенно нелепы.

 

Согласно  точки зрения, получившей название эпигенеза, в ходе развития происходит постепенное усложнение формы; из бесструктурного, однородного материала яйца возникают различающиеся части зародыша. Автором термина "эпигенез" был У.Гарвей , открывший круги кровообращения и выдвинувший в своей книге "О произрождении животных" знаменитый принцип "Все (живое) из яйца". Гарвей писал: "Ни одна часть плода не существует в яйце актуально, но все части находятся в нем потенциально". Яйцо не содержит органов зародыша, а лишь "потенции" - задатки их развития.

 

В XVIII в. продолжал  господствовать преформизм. Однако в 1759 г. в работе малоизвестного тогда  ученого Каспара Фридриха Вольфа появились факты, прямо противоречащие преформистским воззрениям. Вольф доказывал, что такие органы куриного зародыша, как нервная трубка и кишечник, первоначально закладываются в виде плоских пластов, а лишь затем сворачиваются в трубки. Таким образом, в ходе развития происходит формообразование. Однако даже эти четкие наблюдения отвергались преформистами.

 

В первой половине XIX в. факты, противоречащие преформизму, уже стали общепризнанными. Так, было твердо установлено, что все  органы позвоночных развиваются  из трех первичных зародышевых пластов, или листков (см. " Органогенез ").

 

Согласно  современной точке зрения, истина лежит где-то посередине между преформизмом и эпигенезом. Высказывание Гарвея оказалось гениальным предвидением. Генетическая программа развития, определяющая его ход, полностью "преформирована" в оплодотворенной яйцеклетке. Кроме того, и цитоплазма яйца не бесструктурна - в разных ее участках содержатся вещества, предопределяющие ход развития частей зародыша (см. " Оплодотворение "), но, конечно, никаких структур будущего зародыша в яйце нет.

 

В первой половине XIX в. большие успехи делали систематика  и сравнительная анатомия. Одним  из главных методов в биологии стал сравнительный метод. Под влиянием этих успехов зародилась сравнительная  эмбриология. Наиболее важные результаты этого направления эмбриологии  были получены российским ученым Карлом Бэром . Изучив эмбриональное развитие всех классов позвоночных, Бэр установил, что на некоторой довольно ранней стадии все эти зародыши наиболее сходны между собой, а различия приобретаются в ходе дальнейшего развития. Это позволило Бэру сформулировать закон зародышевого сходства: зародыши животных, относящихся к одному типу, более сходны, чем взрослые формы. Признаки типа появляются в ходе развития раньше, чем признаки класса, отряда и т.д.; последними появляются видовые признаки.

 

Новый импульс  это направление исследований получило после выхода в свет книги Ч.Дарвина "О происхождении видов" и быстрого распространения идей эволюционизма. Зародышевое сходство стали рассматривать как показатель общности происхождения, а изучение эмбрионального развития - как один из главных способов изучения филогении (путей эволюционного развития) организмов. Э.Геккель сформулировал биогенетический закон : "Онтогенез есть быстрое и краткое повторение филогенеза (исторического развития вида)". Геккель утверждал, что филогенез есть причина онтогенеза: идивидуальное развитие полностью обусловлено историей развития вида. В дальнейшем эти взгляды были частично отвергнуты наукой, а частично видоизменены и дополнены.

 

Особенно  большой вклад в эволюционную эмбриологию внесли отечественные  ученые А.О.Ковалевский и И.И.Мечников . Ковалевский изучил раннее развитие ланцетника - представителя хордовых - и доказал его сходство с развитием асцидий и некоторых других беспозвоночных. Мечников изучил раннее развитие примитивных многоклеточных ( губок и кишечнополостных ) и доказал сходство ранних стадий развитая всех многоклеточных животных.

 

Увлечение восстановлением  хода эволюции на основе эмбриологических данных привело к тому, что эмбриология  во многом утратила самостоятельность, став частью сравнительной анатомии и теории эволюции. Однако в конце XIX в. вновь усилился интерес к  непосредственным причинам развития, его механизмам. Новому направлению  одним из его основателей, Вильгельмом  Ру , было дано название механики развития. В основу этого подхода Ру положил причинно-аналитический метод, согласно которому, чтобы понять механизмы развития, надо разбить его на отдельные звенья, выяснить механизмы каждого звена и причинно-следственные связи между ними. Ру подчеркивал, что сделать это можно только путем экспериментов. Например, следовало выяснить, может ли каждая часть зародыша развиваться самостоятельно или требует воздействий извне. Для этого можно изолировать часть зародыша, пересадить ее в другой участок и т.д. Он утверждал также, что процессы развития нельзя объяснить без знания законов химии и физики. Эти законы лежат в основе функционирования живых клеток, а развитие, в свою очередь, складывается из небольшого числа разных форм клеточной активности - роста, деления, миграции и т. д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение 

 

 

     Развитие методов микроскопии,  возникновение гистологических  школ послужило основой для  перехода от периода накопления  фактов к периоду формирования  научных теорий и концепций.  Большое влияние на развитие учения о клетке и тканях в XIX веке оказали работы М. Шлейдена (1804-1881), Ф. Лейдига (1821 -1908), И. Мюллера (1801-1858), Т. Шванна (1810-1882), Р. Вирхова (1821-1902), Р. Келликера (1817-1905) и др. Хотя многие исследователи высказывали положение о клеточном строении организмов, только Т. Шванн в своей монографии "Микроскопическое исследование о соответствии в структуре и росте животных и растений" (1839) ясно сформулировал основные положения клеточной теории. Важнейший вывод данной теории состоял в том, что клетки представляют собой элементарные универсальные структурные единицы всех растений и животных. Вскоре после опубликования книги Т. Шванна австрийский гистолог А. Келликер распространил положения клеточной теории на ранние стадии эмбрионального развития организма. В 1841-1844 гг. он показал, что сперматозоид и яйцо являются клетками. Из клеток состоит и организм (зародыш), возникающий в ходе дробления оплодотворенной женской половой клетки. Параллельно с развитием клеточной теории складывались представления о том, что клетки в составе организма образуют системы более высокого порядка — ткани. В 1801 г. французский анатом М.Ф.К. Биша (1771-1802) на основе микроскопических исследований предложил первую классификацию тканей. Его ученик К. Майер ввел термин "гистология" в изданном в 1819 г. труде "О гистологии и новом подразделении тканей человеческого тела". Во второй половине XIX века стало общепризнанным, что клетки в составе многоклеточных животных существуют не как самостоятельные, изолированные единицы, а как части тканей. Эмпирически было выделено 4 типа тканей: эпителиальные, соединительные, мышечные и нервная. Эта классификация тканей нашла отражение в учебных руководствах Ф. Лейдига (1853) и А. Келликера (1855).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы :

 

 

1. Кузнецов  С.Л., Мушкамбаров Н.Н. Гистология, цитология и эмбриология: Учеб. для мед. вузов / М.: Медицинское информационное агентство, 2007. – 600 с.

2. Улумбеков Э.Г., Челышев Ю.А. Гистология, эмбриология, цитология: Учебник / М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. - 408 с.

3. Данилов  Р.К. Гистология. Эмбриология. Цитология:  Учебник для студентов мед. вузов / М. : Мед. информ. агентство, 2006. - 456 с.

4.Кацнельсон З. С., Клеточная теория в ее историческом развитии, Л., 1963;