Клітинна теорія та її значення для медицини

 

Німецький зоолог Т. Шванн (1810-1882) у 1839 р. опублікував працю "Мікроскопічні дослідження про відповідність у структурі та рості тварин і рослин". У цій класичній роботі були закладені основи клітин­ної теорії. Ґрунтуючись на роботах М. Шлейдена, Т. Шванн знайшов вірний принцип зіставлення клітин рослинних і тваринних організмів. Він встановив, що клітини тварин надто різноманітні й значно відрізня­ються від клітин рослин, проте ядра у всіх клітинах подібні. Якщо в певному утворенні, яке можна по­бачити в мікроскоп, присутнє ядро, то це утворен­ня, на думку Шванна, можна вважати клітиною.

Еволюція живого.

Ґрунтуючись на такому припущенні, Т. Шванн ви­сунув основні положення клітинної теорії: 1)клітина є головною структурною одиницею всіх організмів (рослин і тварин); 2) процес утворення клітин зу­мовлює ріст, розвиток і диференціювання рослин­них і тваринних тканин.

Розвиток клітинної теорії Р. Вірховим. У 1858 р. вийшла в світ основна праця німецького патолога Р. Вірхова "Целюлярна патологія". Цей твір, який став класичним, вплинув на подальший розвиток вчення про клітину й для свого часу мав велике та прогресивне значення. До Р. Вірхова ос­нову всіх патологічних процесів вбачали у зміні скла­ду рідини і боротьбі нематеріальних сил організму. Р. Вірхов підійшов до пояснення патологічних процесів у зв'язку з морфологічними структурами, з певними змінами в будові клітин. Це дослідження започаткувало нову науку - патологію, яка є осно­вою теоретичної й клінічної медицини. Р. Вірхов увів у науку ряд нових уявлень про роль клітинних струк­тур в організмі.

Положення Р. Вірхова "кожна клітина - з кліти­ни" блискуче підтвердилося подальшим розвитком біології і є третім положенням клітинної теорії. На даний час невідомі інші способи появи нових клітин, крім поділу вже існуючих. Однак ця теза не запере­чує того, що на зорі життя клітини розвинулися з доклітинних структур.

 

Р. Л. К. Вірхов ( Rudolf Ludwig Karl Virchow) (1821 -1902).

Положення Р. Вірхова про те, що поза клітинами немає життя, теж не втратило свого значення. Наприклад, у багатоклітинному організмі присутні не­клітинні структури, але вони - похідні клітини. При­мітивні форми - віруси - стають здатними до ак­тивних процесів життєдіяльності та розмноження лише після проникнення у клітину.

Важливим узагальненням було твердження, що найбільше значення в життєдіяльності клітин має не оболонка, а її вміст: цитоплазма й ядро.

Сучасний стан клітинної теорії. З часу ство­рення клітинної теорії вчення про клітину як елемен­тарну мікроскопічну структуру організмів набуло нового змісту. Для Т. Шванна і його сучасників кліти­на залишалася простором, обмеженим оболонкою. Поступово ця уява замінилася розумінням того, що основною частиною клітини є цитоплазма. До кінця минулого століття, завдяки успіхам мікроскопічної техніки, була виявлена складна будова клітини, опи­сані органели - частини клітини, що виконують різні функції, і досліджені шляхи утворення нових клітин (мітоз). Вже на початку XX ст. стало зрозумілим першорядне значення клітинних структур у передачі спадкових властивостей. У даний час можна вважати загальновизнаним, що клітина є основною структурною і функціональною одиницею організації живого.

На сучасному етапі розвитку цитології клітин­на теорія включає такі положення:

- клітина - елементарна одиниця будови і роз­витку всіх живих організмів;

- клітини всіх одноклітинних і багатоклітинних організмів подібні за походженням (гомологічні), будовою, хімічним складом, основними проявами життєдіяльності;

- кожна нова клітина утворюється виключ­но внаслідок розмноження материнської шляхом поділу;

- у багатоклітинних організмів, які розвивають­ся з однієї клітини - зиготи, спори тощо, - різні типи клітин формуються завдяки їхній спеціалізації впро­довж індивідуального розвитку особини та утворюють тканини;

- із тканин складаються органи, які тісно по­в'язані між собою й підпорядковані нервово-гумо­ральній та імунній системам регуляції.

Значення клітинної теорії для медицини. Клітина - одиниця патології. Клітину необхідно знати не тільки як одиницю будови організму, але і як одиницю патологічних змін. Практично всі хво­роби пов'язані з порушенням структури і функції клітин, із яких утворюються всі тканини та органи. Порушення структури і функції одних клітин є пер­шопричиною виникнення і розвитку хвороби, а по­рушення інших може бути вже наслідком несприят­ливих змін в організмі. Наприклад, при інфаркті міо­карда порушується функціонування, а потім настає загибель кардіоміоцитів через гостру нестачу кис­ню. Внаслідок того, що частина серцевого м'яза не бере участі в скороченні, порушується кровопоста­чання в організмі, що призводить до гіпоксії і змін функції і структури клітин, у першу чергу нейронів головного мозку.

Порушення нормального функціонування клітин (патологія) пов'язане з багатьма різноманітними чинниками (фізичними, хімічними, біологічними) і характеризується загальними або місцевими пору­шеннями організації органел клітин, зміною окремих метаболічних процесів. Несприятливими для кліти­ни чинниками можуть бути хвильові, іонізуючі випромінювання, низькі й високі температури, різні хімічні сполуки, вірусні, бактеріальні та грибкові інфекції, нестача поживних речовин або окремих фізіологічно активних сполук (незамінні амінокис­лоти і жирні кислоти, вітаміни і мікроелементи), не­стача кисню тощо. Негативного впливу завдають і внутрішні чинники, такі як мутації спадкового ма­теріалу, що призводять до природжених дефектів синтезу білків, ліпідів, надлишкової продукції гор­монів, порушення утилізації токсичних метаболітів.

Серед патологічних змін клітини можна відзна­чити порушення структури і проникності мембран мітохондрій, лізосом та інших внутрішньоклітинних утворень. Внаслідок несприятливих впливів міто-хондрії набрякають і набувають вигляду пухирців, обмежених тільки зовнішньою мембраною. Деге­нерація і набряк супроводжуються порушенням окисно-відновних реакцій у мітохондріях, недос­татнім утворенням високоенергетичних сполук, що негативно позначається і на гомеостазі всієї клітини. Подібні явища зустрічаються при цукро­вому діабеті й голодуванні у клітинах печінки, при захворюваннях серця, нирок. Патологічні зміни мембрани ендоплазматичного ретикулуму призво­дять до порушення синтезу білків клітини. Ці по­рушення зустрічаються і при нестачі в їжі незамін­них амінокислот.

Підвищення проникності мембран лізосом, що спостерігається, наприклад, при авітамінозі Е, або під впливом іонізуючого опромінення може посили­ти вихід гідролітичних ферментів у цитоплазму з лізосом, призвести до часткового або навіть повно­го зруйнування клітин. При багатьох інтоксикаціях ушкоджуються клітини печінки або нирок, а пору­шення функціонування цих органів викликає зміну інших клітин організму через продукти метаболізму.

Широко розповсюдженою причиною патології клітини є проникнення й розмноження в ній вірусів. При цьому обмінні процеси у клітині порушуються -вірус змушує клітину працювати винятково "на себе". Після масового утворення і виходу вірус­них часток із клітини вона гине. Деякі патогенні віруси не вбивають клітину, а викликають її пере­родження.

Якщо чинник не цілком ушкодив клітину, то після припинення його дії клітина може відновити свою структуру і функції. Цей процес називається внут­рішньоклітинною репарацією.