Методы изготовления препаратов для световой микроскопии. Сущность и методы фиксации микрообъектов, окраски препаратов.

ОТВЕТЫ НА ЭКЗАМЕНЕЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ

Часть №1

 

 

Использованная литература

• Учебно-методические пособия по гистологии. Под редакцией Васильева Ю.Г., Соловьева А.А., Гуриной О.Ю.

 

• «Основы цитологии, эмбриологии и общей гистологии». Мяделец О.Д. 2002 г. Москва.

 

 

• Гистология. Под редакцией проф. Улумбекова Э.Г., проф. Челышева Ю.А. Москва. ГЭОТАР-МЕД. 2001 г.

 

• Частная гистология человека (краткий обзорный курс). СОТИС. Санкт-Петербург. 1999 г. Быков В.Л.

 

 

• «Гистология, цитология и эмбриология». Под редакцией Афанасьева Ю.И., Кузнецова С.Л., Юриной Н.А. Москва «Медицина». 2004 г.

 

• Лекции.

I. Раздел

Методы гистологических

Исследований

Методы изготовления препаратов для световой микроскопии. Сущность и методы фиксации микрообъектов, окраски препаратов.

Основным объектом исследования являются гистологические препараты, приготовленные из фиксированных структур. Препарат может представлять собой мазок (например, мазок крови, костного мозга, слюны, цереброспинальной жидкости и др.), отпечаток (например, селезенки, тимуса, печени), пленку из ткани (например, соединительной или брюшины, плевры, мягкой мозговой оболочки), тонкий срез. Наиболее часто для изучения используется срез ткани или органа. Гистологические препараты могут изучаться без специальной обработки. Например, приготовленный мазок крови, отпечаток, пленка или срез органа могут сразу рассматриваться под микроскопом. Но вследствие того, что структуры имеют слабый контраст, они плохо выявляются в обычном световом микроскопе и требуется использование специальных микроскопов (фазово-контрастные и др.). Поэтому чаще применяют специально обработанные препараты.

Процесс изготовления гистологического препарата для световой и электронной микроскопии включает следующие основные этапы:

1) взятие материала и его фиксация, 2) уплотнение материала, 3) приготовление срезов, 4) окрашивание или контрастирование срезов.

Для световой микроскопии необходим еще один этап — заключение срезов в бальзам или другие прозрачные среды.

Фиксация материала.

Фиксация полученного гистологического материала ~ это воздействие на него химическими веществами, а также физическими факторами, что препятствует дальнейшему разрушению тканей объекта, сохраняет его структуру.

Физические фиксирующие факторы - замораживание (твердой углекислотой, в жидком азоте, кислороде и т.д.), воздействие высокой температуры, рентгеновское излучение. Все эти факторы вызывают гибель бактерии и инактивируют собственные ферменты тканей, способствуя сохранению гистологического материала.

Химические фиксаторы также вызывают гибель микробов и собственных ферментов тканей, стабилизируют структуру объекта. Различают простые и сложные химические фиксаторы.

Простые фиксаторы состоят из одного химического вещества (например, формалин, спирт, уксусная кислота и др.). Эти фиксаторы, однако, приводят к определенным нарушениям структуры гистологического материала.

Так, формалин вызывает сморщивание его, уменьшение в размерах. Уксусная кислота, наоборот, вызывает набухание. Поэтому чаще применяют сложные фиксаторы, в которых отрицательное действие простых фиксаторов нивелируется. Например, фиксатор ФСУ состоит из 4 частей формалина, 1 части спирта и 0,3 частей уксусной кислоты. Этот фиксатор вызывает весьма незначительные изменения структуры объекта. Известно множество и других сложных фиксаторов.

 

Окраска препаратов

Окрашивание срезов (в световой микроскопии) или напыление их солями металлов (в электронной микроскопии) применяют для увеличения контрастности изображения отдельных структур при рассматривании их в микроскопе. Методы окраски гистологических структур очень разнообразны и выбираются в зависимости от задач исследования.

Гистологические красители подразделяют на кислые, основные и нейтральные. В качестве примера можно привести наиболее известный основной краситель азур II, который окрашивает ядра в фиолетовый цвет, и кислый краситель — эозин, окрашивающий цитоплазму в розово-оранжевый цвет. Избирательное сродство структур к определенным красителям обусловлено их химическим составом и физическими свойствами. Структуры, хорошо окрашивающиеся кислыми красителями, называются оксифильными (ацидофильными, эозинофильными), а окрашивающиеся основными — базофильными. Структуры, воспринимающие как кислые, так и основные красители, являются нейтрофильными (гетерофильными).

Окрашенные препараты обычно обезвоживают в спиртах возрастающей крепости и просветляют в ксилоле, бензоле, толуоле или некоторых маслах. Для длительного сохранения обезвоженный гистологический срез заключают между предметным и покровным стеклами в канадский бальзам или другие вещества. Готовый гистологический препарат может быть использован для изучения под микро-

скопом в течение многих лет. Для электронной микроскопии срезы, полученные на ультрамикротоме, помещают на специальные сетки, контрастируют солями марганца, кобальта, и др., после чего просматривают в микроскопе и фотографируют. Полученные микрофотографии служат объектом изучения наряду с гистологическими препаратами.

 

 

Этапы приготовления гистологического препарата для световой микроскопии. Сущность и методы уплотнения, окраски и заключения в бальзам.

 

Этапы приготовления:

1. Взятие материала (во время операции, у трупа, пункции, мазок крови и тд.).

2. Фиксация материала.

3. Промывка.

4. Обезвоживание

5. Уплотнение материала. Проводится для того, чтобы из объекта можно было приготовить тонкие срезы. Выполняется путем заливки в парафин, целлоидин или целлоидин-парафин. Можно уплотнить материал и путем замораживания в жидком азоте, что используется в гистохимии ферментов. При этом сохраняются интактными все ферменты.

6. Изготовление срезов.

7. Удаление из срезов парафина (с помощью растворителей – ксилол, толуол, бензол и др.).

8. Окрашивание срезов. Окрашивание срезов (в световой микроскопии) или напыление их солями металлов (в электронной микроскопии) применяют для увеличения контрастности изображения отдельных структур при рассматривании их в микроскопе. Методы окраски гистологических структур очень разнообразны и выбираются в зависимости от задач исследования.

Гистологические красители подразделяют на кислые, основные и нейтральные. В качестве примера можно привести наиболее известный основной краситель азур II, который окрашивает ядра в фиолетовый цвет, и кислый краситель — эозин, окрашивающий цитоплазму в розово-оранжевый цвет. Избирательное сродство структур к определенным красителям обусловлено их химическим составом и физическими свойствами. Структуры, хорошо окрашивающиеся кислыми красителями, называются оксифильными (ацидофильными, эозинофильными), а окрашивающиеся основными — базофильными. Структуры, воспринимающие как кислые, так и основные красители, являются нейтрофильными (гетерофильными).

Окрашенные препараты обычно обезвоживают в спиртах возрастающей крепости и просветляют в ксилоле, бензоле, толуоле или некоторых маслах. Для длительного сохранения обезвоженный гистологический срез заключают между предметным и покровным стеклами в канадский бальзам или другие вещества. Готовый гистологический препарат может быть использован для изучения под микроскопом в течение многих лет.

9. Заключение, или консервация срезов. На срез наносят каплю синтетической среды или канадского бальзама, а затем покрывают покровным стеклом. После высыхания бальзама препарат прозрачен, может быть подвергнут изучению под микроскопом, способен долго хранится.

Специальные методы изучения микрообъектов - гистохимия, радиоавтография, применение моноклональных антител. Общая характеристика, особенности и возможности применения.

 

Гистохимия.

Этот метод позволяет выявлять локализацию различных химических веществ в структурах клеток, тканей и других органах. Этот метод основан на специфичности реакции между химическим реактивом и субстратом, входящим в состав клеточных и тканевых структур, и окрашивании продуктов химических реакций. Для повышения специфичности реакции часто применяют ферментативный контроль. Например, для выявления в клетках рибонуклеиновой кислоты (РНК) часто используют галлоцианин — краситель с основными свойствами, а наличие РНК подтверждают контрольной обработкой рибонуклеазой, расщепляющей РНК. Галлоцианин окрашивает РНК в сине-фиолетовый цвет. Если срез предварительно обработать рибонуклеазой, а затем окрасить галлоцианином, то отсутствие окрашивания подтверждает наличие в структуре рибонуклеиновой кислоты.

 

Радиоавтография.

Этот метод дает возможность наиболее полно изучить обмен веществ в разных структурах. В основе метода лежит использование радиоактивных элементов (например, фосфора — ³²Р, углерода — ¹⁴С, серы — ³⁵S, водорода — ³Н) или меченных ими соединений. Радиоактивные вещества в гистологических срезах обнаруживают с помощью фотоэмульсии, которую наносят на препарат и затем проявляют. В участках препарата, где фотоэмульсия соприкасается с радиоактивным веществом, происходит фотореакция, в результате которой образуются засвеченные участки (треки). Этим методом можно определять, например, скорость включения меченых аминокислот в белки, образование нуклеиновых кислот, обмен йода в клетках щитовидной железы и др.

 

Применение антител.

Антитела - защитные белки, вырабатываемые плазмоцитами (производными В-лимфоцитов) в ответ на действие чужеродных веществ (антигенов). Каждое антитело имеет участки для «узнавания» молекул, вызвавших синтез этого антитела. В связи с высокой специфичностью антител в отношении антигенов они могут быть использованы для выявления любых белков клетки. Для выявления локализации белков антитела окрашивают флюоресцирующими красителями, а затем клетки изучают с помощью флюоресцентной микроскопии.

Антитела можно использовать также для изучения антигенов на ультраструктурном уровне с помощью электронного микроскопа. Для этого антитела метят электронно-плотными частицами (микросферы коллоидного золота). Для усиления специфичности реакции применяют моноклональные антитела, образуемые линией клеток, — клонами, полученной методом гибридом из одной клетки. Метод гибридом позволяет получать моноклональные антитела с одинаковой специфичностью и в неограниченных количествах.

Методы иммунофлюоресцентного анализа широко и эффективно используются в современной гистологии. Эти методы применяются для изучения процессов дифференцировки клеток, выявления в них специфических химических соединений и структур. Они основаны на реакциях антиген — антитело.

6. Методы исследования живых клеток – культуры тканей, вне и внутри организма, клонирование, образование гибридов и гетерокарионов, прижизненная окраска.

 

Метод гибридизации.

Этот метод основывается на специфическом связывании участков ДНК с комплементарными им маркированными фрагментами РНК или ДНК (так называемые зонды). Метод позволяет выявлять последовательность нуклеотидов в РНК и ДНК и, следовательно, локализацию определенных генов и продуктов их деятельности.

 

Прижизненная окраска.

Витальное и суправитальное окрашивание. Привитальном (прижизненном) окрашивании клеток и тканей краситель вводят в организм животного, при этом он избирательно окрашивает определенные клетки, их органеллы или межклеточное вещество. Например, с помощью трипанового синего или литиевого кармина выявляют фагоциты, а с помощью ализарина — новообразованный матрикс кости.

Суправитальным окрашиванием называют окрашивание живых клеток, выделенных из организма. Таким способом выявляют молодые формы эритроцитов — ретикулоциты крови (краситель бриллиантовый крезиловый голубой), митохондрии в клетках (краситель зеленый янус), лизосомы (краситель нейтральный красный).

 

 

ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ ГИСТОЛОГИИ

Уровни организации живого. Определение ткани. Вклад А.А. Заварзина и Н.Г. Хлопина в учение о тканях, классификация тканей. Структурные элементы тканей, характеристика симпластов и межклеточного вещества.

Одно из первых научных определении было дано в 1852 году А. Келликером: «Ткань — это комплекс элементарных составных частей, объединенных в одно морфологическое и физиологическое целое». В понятие «части» он включал клетки, синцитии, симпласты.

Удачное для своего времени определение ткани дал русский советский гистолог А.А. Заварзин (1938): «Ткань есть филогенетически обусловленная система гистологических элементов, объединенных общей функцией, структурой и часто — происхождением".

В последнее время интенсивно изучается так называемый дифферонный принцип организации тканей. Поэтому существует ряд современных определений ткани, основанных на представлениях о дифферонах.

Клеточный дифферон — это совокупность клеточных форм, составляющих ту или иную линию дифференцировки от стволовой до терминально дифференцированной клетки. Начальной клеткой клеточного дифферона является стволовая клетка. Следующую стадию гистологического ряда образуют полу стволовые, или компилированные, клетки, которые в отличие от стволовых клеток могут дифференцироваться только в каком-то одном направлении. Третьей и самой многочисленной частью дифферона являются дифференцированные, функционально активные

клетки. Наконец, четвертым компонентом являются старые, функционально неактивные клетки и постклеточные структуры (см. ниже).

ТКАНЕВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Каждая ткань состоит из составных частей, или элементов, которые называются тканевыми элементами. По современным представлениям, существуют три основных вида тканевых элементов: клетки, межклеточное (промежуточное) вещество и симпласты.

 

Межклеточное вещество — это тканевой элемент, который синтезируется и секретируется особыми синтезирующими клетками и находится между клетками в составе ткани, составляя микросреду клеток. Межклеточное вещество состоит из основного (аморфного) вещества и волокон.

Основное вещество — это матрикс ткани, выполняющий метаболическую, гомеостатическую, трофическую, регуляторную роль. Состоит из воды, белков, углеводов, липидов, минеральных веществ. Может быть в состоянии золя (более жидкое) и геля (студнеобразное), а в костной ткани—в минерализованном, твердом состоянии. Волокна выполняют опорную, формообразующую функции, функцию эластичности, регулируют функции клеток. Они делятся на коллагеновые, эластические, ретикулярные. Межклеточное вещество является тканевым элементом соединительных тканей, и его строение более подробно будет изучено в соответствующем разделе.

Симпласт — это участок протоплазмы, ограниченный плазмолеммой и содержащий большое количество ядер. Симпласты образуются путем слияния клеток в отличие от многоядерных клеток, которые возникают в ходе многократных делений клеток без цитотомии. Например, миосимпласт (поперечнополосатос мышечное волокно) обрадуется в эмбриогенезе путем слияния клеток миобластов. Второй пример симпластов — симпластотрофобласт хориона. В зарубежной литературе термин "симпласт" практически не используется, вместо него применяются термины "многоялерная клетка" или "синцитий".

Синцитий. В отечественной гистологической литературе под синцитием понимают совокупность клеток отросчатой формы, соединенных друг с другом цитоплазматическими мостиками. Различают "ложные" и "истинные" синцитии. В "ложных" синцитиях между отростками контактирующих клеток имеются перерывы, представленные двумя клеточными цитолеммами и типичными контактами между ними. Примерами такого синцития являются ретикулярная ткань, эпителий тимуса и пульпы эмалевого органа развивающегося зуба. Единственным примером "истинного" синцития являются развивающиеся мужские половые клетки. Синцитий и симпласт иногда называют надклеточными структурами.

Классификация тканей:

 

Первые классификации тканей, основанные на микроскопическом изучении строения и развития, были предложены в середине XIX века (А. Гассаль, А. Келликер, Ф. Лейдиг). Согласно этим классификациям различали 4 типа тканей: эпителиальные ткани; соединительные ткани с кровью; нервная ткань; мышечные ткани.

Советский гистолог А.А. Заварзин положил в основу классификации тканей эволюционный принцип, основанный на фундаментальных функциях многоклеточных организмов, возникающих в процессе их развития. Он разделил все ткани на следующие типы:

1. Ткани общего назначения:

1.1. Пограничные ткани.

1.2. Ткани внутренней среды.

2. Специализированные ткани:

2.1. Ткани мышечной системы.

2.2. Ткани нервной системы.

Другим советским гистологом, Н.Г. Хлопиным, была предложена генетическая классификация тканей, т, е, классификация, в основу которой положены источники развития тканей. Эта классификация выглядит так.

1. ЭПИТЕЛИЙ

1.1. Эпидермальный тип.

1.2. Энтеродермальный тип.

1.3. Целонефродермальный тип.

1.4. Эпендимоглиальный тип.

1.5. Ангиодермальный тип.

2. СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ ТКАНЬ И КРОВЬ

2.1. Соединительная ткань и лейкоциты,

2.2. Эритроциты.

2.3. Хорда и хордальный хрящ.

2.4. Мезенхима.

3. МЫШЕЧНАЯ ТКАНЬ

3.1. Миокард.

3.2. Мезенхимальная гладкая мышечная ткань.

3.3. Соматическая миотомная мышечная ткань.

3.4. Мионейральная ткань.

3.5. Миоэпидермальная ткань.

4. НЕРВНАЯ ТКАНЬ

Нейроны, нейроглии.

 

Классификация Н.Г. Хлопина вскрывает гистогенетические связи между функционально и структурно различающимися тканями. Наибольшее распространение получили гистогенетические классификации эпителиальных и мышечных тканей.

 

РАЗВИТИЕ ТКАНЕЙ В ЭВОЛЮЦИИ

В ходе эволюции происходило возникновение, развитие и усложнение строения различных тканей. Ход эволюции тканей наиболее полно объясняют следующие теории-

 

Теория параллельных рядов. Л.А. Заварзин разработал теорию эволюции тканей, которая называется теорией параллельных рядов тканевой эволюции, или теорией параллелизма. Суть этой теории заключается в том, что в ходе эволюции в разных ветвях филогенетического дерева самостоятельно, независимо, параллельно возникали одинаково построенные ткани, выполняющие сходные функции. Например, соединительная ткань ланцетника и млекопитающих выполняет одинаковые функции и поэтому имеет общие черты строения. Теория параллельных рядов хорошо раскрывает причины эволюции тканей, а также возможности их адаптации.

 

Теория дивергентного развития тканей. Н.Г. Хлопин предложил собственную оригинальную теорию эволюции тканей, которая называется теорией дивергентного развития тканей. Согласно этой теории, ткани в эволюции и онтогенезе развиваются дивергентно, то есть возникают из уже существующих тканей путем расхождения признаков, что ведет ко все возрастающему разнообразию тканей. Эта теория показывает, как в ходе дивергенции из одного эмбрионального зачатка образуются ткани, постепенно приобретающие все более выраженные различия в строении и функциях. Например, развивающиеся из кожной эктодермы эпидермис и многослойный плоский эпителий имеют больше сходств, чем различий, тогда как имеющие общий с ними источник развития эпителий аденогинофиза, эмаль зуба и др. разительно от них отличаются.

 

 

Регенерация тканей

 

Регенерация — это способность клеток, тканей, органов восстанавливать погибшие или утраченные части. Регенерация направлена на сохранение определенного уровня структурно-функциональной организации ткани.

Различают физиологическую и репаративную регенерацию.

Физиологическая регенерация протекает в условиях нормы. В организме постоянно происходит старение и смерть клеток, и при помощи физиологической регенерации ткани поддерживают свое постоянство, клеточный гомеостаз. В норме между гибелью и восстановлением тканевых элементов существует динамическое равновесие.

По топографическому признаку физиологическая регенерация делится на несколько видов:

1. Мозаичная регенерация, В данном случае регенерация осуществляется во многих мозаично расположенных участках ткани. В этих же участках происходит и гибель стареющих элементов, т.е топография восстановления и гибели элементов ткани совпадают. Примером являются РВНСТ, мезотелий, эндотелий.

2. Зональная регенерация. При ней клетки ткани делятся в одной зоне ткани, а погибают ~ в другой, т.е. существует территориальное разобщение между процессами гибели и восстановления элементов ткани. Примером являются многослойные эпителии, эпителий коры надпочечника и др.

3. Дистантная регенерация. В этом случае восстановление тканевых элементов (клеток) происходит в одних органах, а их физиологическая смерть в других органах (пример — кроветворные ткани: эритроциты образуются в красном костном мозге, а погибают в селезенке; лейкоциты, образовавшись в костном мозге, разрушаются и различных органах и тканях).

Репаративная регенерация — это возникновение новых или гипертрофия оставшихся элементов ткани в ответ на повреждение, В основе физиологической и репаративной регенерации лежат одни и те же механизмы, которые реализуются как на внутриклеточном, так и на клеточном уровне.

Поэтому различают внутриклеточную и клеточную регенерацию.

Внутриклеточная регенерация — это регенерация органелл клеток, увеличение их числа и размеров (гиперплазия, гипертрофия и их сочетание).

Клеточная регенерация — это деление клеток и увеличение их числа, в результате чего происходит замещение погибших клеточных элементов ткани.

 

Изменчивость тканей

Строение тканей закреплено в геноме составляющих ее клеток и, в значительной мере. постоянно на протяжении всей жизни организма- Вместе с тем, каждая ткань подвергается определенным изменениям, пределы которых ограничены. Эти изменения могут быть двух видов:

1. Возрастные изменения (уменьшение количества клеток, снижение способности к их размножению и регенерации; снижение и нарушение обмена веществ, дистрофические изменения межклеточного вещества и др.).

Очень часто возрастные изменения сопровождаются атрофией ткани — снижением ее объема и функциональной активности. Атрофия ткани является следствием атрофии и уменьшения размеров клеток, уменьшения числа клеток, объема межклеточного вещества или наступает при сочетании этих изменений.

2. Изменения тканей в процессе адаптации к неблагоприятным воздействиям: увеличение митотической активности клеток, гиперплазия и гипертрофия клеток, усиление синтеза межклеточного вещества и в результате увеличение общего объема ткани — гипертрофия ткани, которая может наступить или при реализации одного из указанных явлений, или при их сочетании.

 

ПОНЯТИЕ О СТВОЛОВЫХ И ДИФФЕРЕНЦИРОВАННЫХ КЛЕТКАХ ТКАНЕЙ

В составе тканей могут быть стволовые и дифференцированные клетки. Стволовые, или камбиальные, клетки представляют собой самоподдерживающуюся популяцию редко делящихся клеток, способных давать потомков, дифференцирующихся в различных направлениях под влиянием микроокружения (факторов дифференцировки). Стволовые клетки имеют следующие свойства:

1. Способны поддерживать постоянство численности своей популяции за счет двух процессов: редких митозов и дифференцировки в более зрелые клетки (после деления стволовой клетки одна остается столовой, вторая — дифференцируется). Особо следует подчеркнуть, что стволовые метки митотически делятся редко, большую часть своей жизни пребывают в состоянии покоя (G₀ или в продленном G₁-периоде (при этом их хроматин конденсируется) и (при необходимости) вновь могут вступать в митотический цикл, давая полустволовые, интенсивно делящиеся клетки.

2. Это клетки небольших размеров, которые имеют высокое ядерно-цитоплазматическое отношение; в цитоплазме их содержится небольшое количество органелл общего назначения; геном стволовых клеток находится в дерепрессированном состоянии;

3. Для стволовых клеток характерен аутосинтетический тин обмена веществ: они синтезируют вещества только для собственных целей, для самоподдержания.

4. Стволовые клетки, как правило, устойчивы к повреждающим факторам. Это качество обеспечивается плотной упаковкой хроматина (преобладание гетерохроматина) в период митотического покоя. Кроме того, во многих тканевых системах стволовые клетки защищены местоположением (например, кроветворные стволовые клетки находятся в полостях костей; стволовые клетки эпидермиса лежат на дне эпидермальных гребешков, эпителия кишечника — в криптах, желудка — в железах, находящихся в соединительной ткани слизистой оболочки). Кроме того, стволовые клет-ки эпидермиса содержат большое количество гранул меланина, поглощающего вредные для клеток ультрафиолетовые лучи.

5. Способны к дифференцировке в различных направлениях.

В процессе дифференцировки наблюдается следующая последовательность стадий: стволовая клетка -» полустволовая клетка -» унипотентная предшественница —» бластная клетка (активно делящаяся) —» дифференцирующаяся клетка -» дифференцированная клетка.

Дифференцированные (специализированные) клетки — это клетки, которые приобрели окончательные черты строения, необходимые для выполнения специфических функций. Они имеют следующие свойства:

1. Не способны делиться.

2. У них деблокирована (экспрессирована) только та часть генома, которая обеспечивает выполнение специфических функций.

3. Имеют низкое ядерно-цитоплазматическое отношение (сильно развита цитоплазма, в которой преобладают специфические для каждого вида клетки органеллы).

4. Свойственен гетеросинтетический тип обмена веществ (синтезируют и секретируют вещества для нужд организма).

5. Дифференцированные клетки имеют специфические, необходимые для выполнения специфических функций черты строения, и тинкториальные свойства: базофилию цитоплазмы, полярность, развитие тех или иных органелл, характерную клеточную поверхность, определенное соотношение между гетеро- и эухроматином ядра и т.д.

 

3. Уровни организации живого. Определение ткани. востановительные способности тканей. Типы физиологической регенерации в лабильных, промежуточных (обновляющихся) и стационарных клеточных популяциях. Репаративная регенерация. Пределы изменчивости тканей.

 

Одно из первых научных определении было дано в 1852 году А. Келликером: «Ткань — это комплекс элементарных составных частей, объединенных в одно морфологическое и физиологическое целое». В понятие «части» он включал клетки, синцитии, симпласты.

Удачное для своего времени определение ткани дал русский советский гистолог А.А. Заварзин (1938): «Ткань есть филогенетически обусловленная система гистологических элементов, объединенных общей функцией, структурой и часто — происхождением".

В последнее время интенсивно изучается так называемый дифферонный принцип организации тканей. Поэтому существует ряд современных определений ткани, основанных на представлениях о дифферонах.

Клеточный дифферон — это совокупность клеточных форм, составляющих ту или иную линию дифференцировки от стволовой до терминально дифференцированной клетки. Начальной клеткой клеточного дифферона является стволовая клетка. Следующую стадию гистологического ряда образуют полу стволовые, или компилированные, клетки, которые в отличие от стволовых клеток могут дифференцироваться только в каком-то одном направлении. Третьей и самой многочисленной частью дифферона являются дифференцированные, функционально активные

клетки. Наконец, четвертым компонентом являются старые, функционально неактивные клетки и постклеточные структуры (см. ниже). В качестве примера можно рассмотреть дифферон эпителиоцитов эпидермиса - кератиноцитов. Он включает в себя такие клетки на последовательных стадиях развития расположенных на разных уровнях эпидермального пласта: базальный кератиноцит (стволовая и полустволовая клетки) -» шиповатый кератиноцит -» зернистый кератиноцит -» блестящий кератиноцнт -» роговая чешуйка (корнеоцит, являющийся постклеточной структурой).

Современные определения ткани в большинстве своем учитывают дифферонный принцип организации тканей. Одно из таких определении сделано А.А. Клишовым (1981): «Ткани представляют собой мозаичную

морфофункциональную систему взаимодействующих клеточных дифферонов, различающихся по генезу, направлению и уровню дифференцировки клеток».

Различают монодифферовные (состоят из одного дифферона) и полидифферонные ткани. К первым относятся, например, сердечная мышечная ткань (содержит один дифферон кардиомиоцитов), гладкая мышечная ткань (имеется только дифферон гладких миоцитов), а примером второго

вида тканей является рыхлая волокнистая неоформленная соединительная ткань (РВНСТ), которая содержит диффероны фибробластов, макрофагов тканевых базофилов, плазмоцитов, жировых клеток и др. В полидифферонных тканях выделяют основной дифферон (в РВНСТ это дифферон фибробластов) и второстепенные диффероны.

Ткани представляют собой не простую сумму клеток и неклеточных структур, а тканевую систему, в которой составляющие элементы тесно взаимосвязаны между собой.

ТКАНЕВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Каждая ткань состоит из составных частей, или элементов, которые называются тканевыми элементами. По современным представлениям, существуют три основных вида тканевых элементов: клетки, межклеточное (промежуточное) вещество и симпласты.

 

Межклеточное вещество — это тканевой элемент, который синтезируется и секретируется особыми синтезирующими клетками и находится между клетками в составе ткани, составляя микросреду клеток. Межклеточное вещество состоит из основного (аморфного) вещества и волокон.

Основное вещество — это матрикс ткани, выполняющий метаболическую, гомеостатическую, трофическую, регуляторную роль. Состоит из воды, белков, углеводов, липидов, минеральных веществ. Может быть в состоянии золя (более жидкое) и геля (студнеобразное), а в костной ткани—в минерализованном, твердом состоянии. Волокна выполняют опорную, формообразующую функции, функцию эластичности, регулируют функции клеток. Они делятся на коллагеновые, эластические, ретикулярные. Межклеточное вещество является тканевым элементом соединительных тканей, и его строение более подробно будет изучено в соответствующем разделе.

Симпласт — это участок протоплазмы, ограниченный плазмолеммой и содержащий большое количество ядер. Симпласты образуются путем слияния клеток в отличие от многоядерных клеток, которые возникают в ходе многократных делений клеток без цитотомии. Например, миосимпласт (поперечнополосатос мышечное волокно) обрадуется в эмбриогенезе путем слияния клеток миобластов. Второй пример симпластов — симпластотрофобласт хориона. В зарубежной литературе термин "симпласт" практически не используется, вместо него применяются термины "многоялерная клетка" или "синцитий".

Синцитий. В отечественной гистологической литературе под синцитием понимают совокупность клеток отросчатой формы, соединенных друг с другом цитоплазматическими мостиками. Различают "ложные" и "истинные" синцитии. В "ложных" синцитиях между отростками контактирующих клеток имеются перерывы, представленные двумя клеточными цитолеммами и типичными контактами между ними. Примерами такого синцития являются ретикулярная ткань, эпителий тимуса и пульпы эмалевого органа развивающегося зуба. Единственным примером "истинного" синцития являются развивающиеся мужские половые клетки. Синцитий и симпласт иногда называют надклеточными структурами.

Регенерация тканей

 

Регенерация — это способность клеток, тканей, органов восстанавливать погибшие или утраченные части. Регенерация направлена на сохранение определенного уровня структурно-функциональной организации ткани.

Различают физиологическую и репаративную регенерацию.

Физиологическая регенерация протекает в условиях нормы. В организме постоянно происходит старение и смерть клеток, и при помощи физиологической регенерации ткани поддерживают свое постоянство, клеточный гомеостаз. В норме между гибелью и восстановлением тканевых элементов существует динамическое равновесие.

По топографическому признаку физиологическая регенерация делится на несколько видов:

1. Мозаичная регенерация, В данном случае регенерация осуществляется во многих мозаично расположенных участках ткани. В этих же участках происходит и гибель стареющих элементов, т.е топография восстановления и гибели элементов ткани совпадают. Примером являются РВНСТ, мезотелий, эндотелий.

2. Зональная регенерация. При ней клетки ткани делятся в одной зоне ткани, а погибают ~ в другой, т.е. существует территориальное разобщение между процессами гибели и восстановления элементов ткани. Примером являются многослойные эпителии, эпителий коры надпочечника и др.

3. Дистантная регенерация. В этом случае восстановление тканевых элементов (клеток) происходит в одних органах, а их физиологическая смерть в других органах (пример — кроветворные ткани: эритроциты образуются в красном костном мозге, а погибают в селезенке; лейкоциты, образовавшись в костном мозге, разрушаются и различных органах и тканях).

Репаративная регенерация — это возникновение новых или гипертрофия оставшихся элементов ткани в ответ на повреждение, В основе физиологической и репаративной регенерации лежат одни и те же механизмы, которые реализуются как на внутриклеточном, так и на клеточном уровне.

Поэтому различают внутриклеточную и клеточную регенерацию.

Внутриклеточная регенерация — это регенерация органелл клеток, увеличение их числа и размеров (гиперплазия, гипертрофия и их сочетание).

Клеточная регенерация — это деление клеток и увеличение их числа, в результате чего происходит замещение погибших клеточных элементов ткани.

 

Изменчивость тканей

Строение тканей закреплено в геноме составляющих ее клеток и, в значительной мере. постоянно на протяжении всей жизни организма- Вместе с тем, каждая ткань подвергается определенным изменениям, пределы которых ограничены. Эти изменения могут быть двух видов:

1. Возрастные изменения (уменьшение количества клеток, снижение способности к их размножению и регенерации; снижение и нарушение обмена веществ, дистрофические изменения межклеточного вещества и др.).

Очень часто возрастные изменения сопровождаются атрофией ткани — снижением ее объема и функциональной активности. Атрофия ткани является следствием атрофии и уменьшения размеров клеток, уменьшения числа клеток, объема межклеточного вещества или наступает при сочетании этих изменений.

2. Изменения тканей в процессе адаптации к неблагоприятным воздействиям: увеличение митотической активности клеток, гиперплазия и гипертрофия клеток, усиление синтеза межклеточного вещества и в результате увеличение общего объема ткани — гипертрофия ткани, которая может наступить или при реализации одного из указанны