ХИСТОЛОГИЯ: ИСТОРИЯ, КАКВО ИЗУЧАВА И МЕТОДИ ЗА ИЗСЛЕДВАНЕ - БИОЛОГИЯ

В хистологията (от гръцки: histos = рамка; ложа = науката) е клон на анатомията, който описва и обяснява микроскопско структурата на растителни и животински тъкани, от клетката на нивата на органи и системи органи ниво.

Целта на анатомията е систематичното разбиране на принципите, залегнали в основата на външната форма и вътрешната архитектура на многоклетъчните организми. Брутната анатомия или грубата анатомия отчита структурни особености, които могат да бъдат инспектирани с просто око.

Източник: Потребител: Uwe Gille От своя страна, хистологията или микроскопичната анатомия разглежда структурни характеристики, които могат да бъдат инспектирани само с помощта на микроскоп, като е основно средство за разбиране на грубата анатомия. Интегрирането му с клетъчната и молекулярната биология позволява да се разбере организацията и функцията на клетките.

история

Марчело Малпиги (1628–1694) е предшественик на хистологията. Той използва микроскопа за изследване на растения и животни.

Мари-Франсоа-Ксавиер Бичат (1771–1802), смятана за баща на съвременната хистология, въвежда термина „тъкан“. Въпреки че не използва микроскоп, през 1800 г. чрез дисекция на трупове и химически тестове той идентифицира 21 човешки тъкани. През 1819 г. Карл Майер (1787–1865) въвежда термина „хистология“.

През 1826 г. Джоузеф Дж. Листър (1786–1869) проектира революционен оптичен микроскоп, коригиращ хроматичните и сферични аберации. Благодарение на това през останалия век може да се развие съвременната хистология. През 1827 г. Томас Ходжкин (1798–1866) и Листър доказват, че червените кръвни клетки нямат ядро.

През 1847 г. Рудолф Вирхов (1821-1902) постулира, че болестите имат своя произход в нарушения на клетките. За този и други приноси се счита за основател на хистопатологията.

До началото на 20 век хистологията е узряла. Това стана възможно и от:

- Разработването на химически агенти за фиксиране на тъканите и на микротома, за да ги сечат през целия 19 век.

- Вграждането и запазването на тъканите в блокове от канадски балсам през 1832 г. и парафин през 1869 г.

- Фотомикрография през 1844г.

Какво учиш?

Развитието на сравнителната хистология стана възможно благодарение на описателни изследвания на животински и растителни тъкани. Сравнителната хистология включва хистопатология, цитопатология, хистохимия, функционална хистология и патология на растенията. Прилага се и за изучаването на еволюцията и систематиката на живите същества, както например става при палеохистологията.

Хистопатологията изучава и диагностицира заболявания на хората и животните. За целта използва тъканни проби (биопсии), които се фиксират, секционират и изследват от професионалист, известен като патолог.

Цитопатологията също изучава и диагностицира заболявания на хората и животните. Разликата е, че това прави на нивото на микроскопични фрагменти от свободни тъкани и клетки.

Хистохимията съчетава биохимични и хистологични техники за анализ на химията на тъканите. Тя се основава на използването на хромогенни маркери, които служат за разкриване на положителни клетъчни процеси за определени вещества.

Функционалната хистология изследва динамичните аспекти на организацията на тъканите. Един от най-забележителните му промоутъри е Сантяго Рамон и Каджал (1852-1934), чиито изследвания върху невроните поставят основите на невронауката на ХХ век.

Фитопатологията изучава болести по растенията, причинени от вируси, бактерии, протозои, паразитни растения, гъби и нематоди.

Човешка хистология

Епителна тъкан

Основните типове човешки и животински тъкани са: епителни, мускулни, нервни и съединителни.

Епителната тъкан е изградена от слоеве клетки, които облицоват (епител) телесната повърхност, обграждат (ендотел) телесните кухини или образуват жлези и техните канали.

Епителната тъкан се класифицира на обикновена (един слой клетки), стратифицирана (няколко слоя клетки), псевдостратифицирана (слой от клетки, прикрепени към мазена мембрана), плоскоклетъчна (сплескани клетки), кубоидна (клетки със заоблена повърхност) и колонна. (клетките по-високи, отколкото са широки).

Дихателните пътища са облицовани от псевдостратифициран колонен епител. Повърхността на тялото е покрита от стратифициран плоскоклетъчен епител, богат на кератин. Влажните кухини, като устата, влагалището и ректума, са облицовани от стратифициран плоскоклетъчен епител, липсващ кератин.

Жлезите са изградени от секреторен епител. Те синтезират, съхраняват и отделят различни видове вещества, включително: протеини (панкреас), липиди (надбъбречни и мастни жлези), комплекси от въглехидрати и протеини (слюнчени жлези) и всички горепосочени вещества (млечни жлези).

Мускулна тъкан

Мускулната тъкан е изградена от удължени клетки или влакна, с контрактилни свойства. Въз основа на неговата структура и функция се разпознават три типа мускули: скелетна, сърдечна и гладка.

Скелетният мускул съдържа силно удължени, набраздени, многоядрени снопчета клетки. Всяко мускулно влакно се състои от по-малки единици, наречени миофибрили.

Те от своя страна се състоят от нишки, съставени от актин и миозин, които формират редовен редуващ се модел. Той е прикрепен към костите. Свиването му е бързо, енергично и доброволно.

Сърдечният мускул също е изграден от удължени, набраздени клетки. Неговите влакна са подобни на тези на скелетния мускул. Те обаче са неразделени и показват разклонения, прикрепени към тези на други клетки, наречени интеркалярни дискове. Намира се в сърцето, аортата и белодробния ствол. Свиването му е енергично, ритмично и неволно.

Гладката мускулатура е съставена от средно дълги неразделени вретеновидни клетки. Не е набраздено, тъй като актинът и миозинът не образуват редовен редуващ се модел.

Тя е слоеста в кухи висцерални органи и кръвоносни съдове. Свързва се и с космените фоликули. Свиването му е продължително, бавно и неволно.

Нервна тъкан

Нервната тъкан е изградена от мрежа от много милиарди нервни клетки (неврони), всички подпомагани от клетки за подкрепа, хранене и защита (глиални клетки). Всеки неврон има стотици дълги взаимовръзки с други неврони.

Нервната тъкан се разпределя по цялото тяло, образувайки система, която контролира моделите на поведение, както и телесните функции (напр. Кръвно налягане, дишане, хормонални нива).

Анатомично се разделя на:

- ЦНС, централна нервна система, състояща се от голяма агрегация от неврони (мозък, гръбначен мозък).

- PNS, периферна нервна система, състояща се от нерви (черепни, гръбначни, периферни) и малки агрегации от неврони (ганглии). PNS провежда сетивни и двигателни нервни импулси към и от ЦНС.

Съединителната тъкан

Съединителната тъкан е изградена от клетки, свързани с извънклетъчен матрикс. Служи за съединяване или подкрепа на други тъкани. Тя включва кост, хрущял, сухожилия, фиброзна тъкан, мастна тъкан и костен мозък, всички те са със солидна извънклетъчна матрица. Включва и кръв, с течен извънклетъчен матрикс (плазма).

Хистология на растенията

Фундаментална тъкан

Основните видове растителни тъкани са:

- Фундаментален (или основен), подразделен на паренхим, колленхима и склеренхим.

- Съдова, подразделена на ксилем и флоема.

Дермално, подразделено на епидермис и перидермис.

Паренхимът се състои от клетки, живи на зрелост, с неправилна форма и тънка първична стена, съхраняващи захари и нишесте, които могат да участват във фотосинтезата и запазват способността да се диференцират в други видове клетки. Той съставлява по-голямата част от биомасата на растенията, включително вътрешността на стъблото, листата и плодовете.

Коленхимата е изградена от клетки, живи на зрялост, неправилна форма и плътна първична стена, богата на пектин. Тя осигурява структурна опора, без да губи еластичността, необходима за удължаването на растенията. Разположен е под епидермиса на стъблата и в дръжките.

Склеренхимът е изграден от клетки, с вторични стени, вътрешни към първичните, дебели и богати на лигнин. Тези вторични стени, които се задържат след смъртта на клетките, осигуряват сила на частите от растението, които се нуждаят от него и вече не се издължават. Склеренхимът се състои от влакна и склереиди.

Съдова тъкан

Съдовата тъкан е типична за съдовите растения, тоест птеридофитите (напр. Папрати), гимнастиците (напр. Борове и ели) и покритосеменните растения (цъфтящи растения).

Ксилема разпределя вода с минерални разтвори, взети от почвата. Провеждането на тази течност се осъществява от трахеиди (всички съдови растения) и диригентски съдове (основно покритосеменни растения). Трахеидите и елементите, съставляващи проводящите съдове, са мъртви клетки.

Флоемът разпределя сок, съставен от вода, захари, получени от фотосинтезата и хранителни вещества, съхранявани преди това в други клетки.

Провеждането на тази течност се осъществява от ситовите клетки (птеридофити, гимнасперми) или от ситови тръбни елементи (покритосеменни растения). Ситовите клетки и ситовите тръбни елементи са живи клетки.

Дермална тъкан

Дермалната тъкан заобикаля цялото тяло на растенията. Над земята дермалната тъкан предпазва растението от загуба на вода. Под земята тя позволява да се вземат вода и минерални соли. Епидермисът е единствената дермална тъкан в растенията, освен ако няма странично удебеляване. В този случай епидермисът се заменя с перидермис.

Методи на изследване

По принцип хистологичното изследване изисква:

1- Получаване на пробата

2- Фиксиране

3- Оцветяване

4- инкрустация

5- Секциониране

6- Микроскопско наблюдение.

Получаването на пробата се състои в придобиване на част от човешкото или животинското тяло (биопсия) или растение, с достатъчен размер (обикновено много малък) и представително за интересуващата тъкан.

Фиксирането включва физически (напр. Флаш замразяване) и химически (напр. Формалин) процедури, които стабилизират пробата, така че тя да остане непроменена по време и след следващите стъпки.

Клетките са безцветни и затова трябва да бъдат оцветени, което позволява да се подчертаят интересуващите ги структури. Оцветяването се извършва с помощта на хромогенни (например, хематоксилин, еозин, Giemsa), хистохимични или имунохистохимични реагенти.

Вграждането се състои в инфилтриране на тъканта с прозрачна или полупрозрачна течност (например парафин, акрилна смола), която по-късно ще се втвърди чрез охлаждане или полимеризация, образувайки твърд блок.

Разрязването се състои в нарязване, като се използва микротом, предишния твърд блок. Получените участъци, обикновено с дебелина 5–8 µm, се наричат хистологични секции.

Микроскопското наблюдение се извършва с помощта на оптични, електронни, конфокални, поляризиращи или атомно-силови микроскопи, наред с други. На този етап се генерират цифрови изображения на разфасовките.

Препратки

Bell, S., Morris, K. 201. Въведение в микроскопията. CRC Press, Бока Ратон.
Bloom, W., Fawcett, DW 1994. Учебник по хистология. Chapman & Hall, Ню Йорк.
Бок, О. 2015. История на развитието на хистологията до края на XIX век. Изследване 2, 1283.
Bracegirdle, B. 1977. JJ Lister и установяването на хистология. Медицинска история, 21, 187–191.
Bracegirdle, B. 1977. Историята на хистологията: кратко проучване на източниците. История на науката, 15, 77–101
Bracegirdle, B. 1978. Изпълнението на микроскопи от седемнадесети и осемнадесети век. Медицинска история, 22, 187–195.
Bracegirdle, B. 1989. Разработването на биологични препаративни техники за светлинна микроскопия, 1839–1989. Journal of Microscopy, 155, 307–318.
Bracegirdle, Б. 1993. Боядисване за микроскоп. JSDC, 109, 54–56.
Ерошенко, VP 2017. Атлас на хистологията с функционални корелации. Wolters Kluwer, Балтимор.
Gartner, LP, Hiatt, JL, Strum, JM Cell biology and histology. Lippincott Williams & Wilkins, Балтимор.
Джоунс, ML 2001 г. За да се коригира, да се втвърди, да се запази фиксацията: кратка история. Journal of Histotechnology, 24, 155-162.
Kierszenbaum, AL, Tres, LL 2016. Хистология и клетъчна биология: въведение в патологията. Saunders, Филаделфия.
Llinás, RR 2003. Приносът на Сантяго Рамон и Каял за функционалната невронаука. Природни рецензии: Невронаука, 4, 77–80.
Lowe, JS, Anderson, PG 2015. Човешката хистология на Stevens & Lowe. Мосби, Филаделфия.
Mescher, AL 2016. Основна хистология на Junqueira: текст и атлас. McGraw-Hill, Ню Йорк.
Ross, MH, Pawlina, W. 2016. Хистология: текст и атлас, с корелирана клетъчна и молекулярна биология. Wolters Kluwer, Филаделфия.
Sanderson, C., Emmanuel, J., Emmanual, J., Campbell, P. 1988. Исторически преглед на парафина и неговото развитие като вграждаща среда. Journal of Histotechnology, 11, 61–63.
Stephens, N. 2006. Растителни клетки и тъкани. Издателска база за информация, Ню Йорк.
Wick, MR 2012. Хистохимията като инструмент в морфологичния анализ: исторически преглед. Анали на диагностичната патология, 16, 71–78.

ХИСТОЛОГИЯ: ИСТОРИЯ, КАКВО ИЗУЧАВА И МЕТОДИ ЗА ИЗСЛЕДВАНЕ - БИОЛОГИЯ - 2025