Что мы знаем о такой науке, как гистология? Косвенно с её основными положениями можно было ознакомиться еще в школе. Но более детально эта наука изучается в высшей школе (университетах) в медицине.
На уровне школьной программы мы знаем, что существует четыре типа тканей, и они являются одной из базовых составляющих нашего тела. А вот людям, которые планируют выбрать или уже выбрали своей профессией врачебное дело, необходимо более детально знакомиться с таким разделом биологии, как гистология.
Что такое гистология
Гистология – это наука, изучающая ткани живых организмов (человека, животных и других многоклеточных организмов), их формирование, строение, функции и взаимодействие. Данный раздел науки включает в себя несколько других.
Как учебная дисциплина эта наука включает:
- цитологию (науку, изучающую клетку);
- эмбриологию (изучение процесса развития зародыша, особенностей формирования органов и тканей);
- общую гистологию (науку о развитии, функциях и структуре тканей, изучает особенности тканей);
- частную гистологию (изучает микростроение органов и их систем).
Уровни организации человеческого организма как целостной системы
Данная иерархия объекта изучения гистологии состоит из нескольких уровней, каждый из которых включает последующий. Таким образом, визуально представить это можно как многоуровневую матрёшку.
- Организм. Это биологически целостная система, которая формируется в процессе онтогенеза.
- Органы. Это комплекс тканей, которые взаимодействуют между собой, выполняя свои основные функции и обеспечивая выполнение органами базовых функций.
- Ткани. На этом уровне объединены клетки вместе с производными. Изучаются типы тканей. Несмотря на то что они могут состоять из разнообразных генетических данных, основные их свойства определяют базовые клетки.
- Клетки. Данный уровень представляет основная структурно-функциональная единица ткани – клетка, а также её производные.
- Субклеточный уровень. На этом уровне изучаются составляющие клетки – ядро, органеллы, плазмолемма, цитозоль и прочее.
- Молекулярный уровень. Данный уровень характеризуется изучением молекулярного состава компонентов клеток, а также их функционирования.
Наука, изучающая ткани: задачи
Как и для любой науки, для гистологии также выделен ряд задач, которые выполняются в ходе изучения и развития данной сферы деятельности. Среди таких задач наиболее важными являются:
- исследование гистогенеза;
- трактовка общей гистологической теории;
- изучение механизмов тканевой регуляции и гомеостаза;
- изучение таких особенностей клетки, как адаптивность, изменчивость и реактивность;
- разработка теории регенерации тканей после повреждений, а также методов заместительной терапии тканей;
- трактовка устройства молекулярно-генетической регуляции, создание новых методов генной терапии, а также перемещения стволовых эмбриональных клеток;
- изучение процесса развития человека в фазе эмбриона, других периодов человеческого развития, а также проблем с воспроизведением и бесплодием.
Этапы развития гистологии как науки
Как известно, область изучения строения тканей получила название «гистология». Что это такое, учёные принялись выяснять еще до нашей эры.
Так, в истории развития этой сферы можно выделить три основных этапа – домикроскопический (до 17-го века), микроскопический (до 20-го века) и современный (до сегодня). Рассмотрим каждый из этапов более конкретно.
Домикроскопический период
На данном этапе гистологией в её начальном виде занимались такие ученые, как Аристотель, Везалий, Гален и многие другие. В то время объектом изучения были ткани, которые отделялись от организма человека или животного методом препарирования. Данный этап начался в 5-м столетии до нашей эры и продлился до 1665 года.
Микроскопический период
Следующий, микроскопический, период начался с 1665 года. Датирование его объясняется великим изобретением микроскопа Робертом Гуком в Англии. Учёный использовал микроскоп для изучения различных объектов, включая биологические. Результаты исследования были опубликована в издании «Монография», где и было впервые использовано понятие «клетка».
Выдающимися учеными этого периода, изучавшими ткани и органы, были Марчелло Мальпиги, Антони ван Левенгук и Неемия Грю.
Строение клетки продолжали изучать такие учёные, как Ян Эвангелиста Пуркинье, Роберт Браун, Маттиас Шлейден и Теодор Шванн (его фото размещено ниже). Последний в итоге сформировал клеточную теорию, которая является актуальной и до сегодня.
Продолжает своё развитие такая наука, как гистология. Что это такое, на данном этапе изучают Рудольф Вирхов, Камилло Гольджи, Теодор Бовери, Кит Робертс Портер, Кристиан Рене де Дюв. Также к этому имеют отношение работы и других ученых, таких как Иван Дорофеевич Чистяков и Пётр Иванович Перемежко.
Современный этап развития гистологии
Последний этап наука, изучающая ткани организмов, начинает с 1950-го года. Временные рамки определены так потому, что именно тогда для исследования биологических объектов был впервые использован электронный микроскоп, а также введены новые методы исследования, включая применение компьютерных технологий, гистохимии и гисторадиографии.
Что такое ткани
Перейдем непосредственно к главному объекту изучения такой науки, как гистология. Ткани – это эволюционно возникшие системы клеток и неклеточных структур, которые объединены благодаря схожести строения и имеющие общие функции. Другими словами, ткань – это одна из составляющих организма, которая представляет собой объединение клеток и их производных, и является основой для построения внутренних и внешних органов человека.
Ткань состоит не исключительно из клеток. В состав ткани могут входить следующие компоненты: мышечные волокна, синцитий (одна из стадий развития половых клеток мужчины), тромбоциты, эритроциты, роговые чешуйки эпидермиса (постклеточные структуры), а также коллагеновое, эластичное и ретикулярное межклеточные вещества.
Появление понятия «ткань»
Впервые понятие «ткань» было применено английским учёным Неемией Грю. Изучавший тогда ткани растений, ученый заметил сходство клеточных структур с волокнами ткани текстиля. Тогда (1671 год) ткани и были описаны таким понятием.
Мари Франсуа Ксавье Биша, французский анатом, в своих работах еще более прочно закрепил понятие о тканях. Разновидности и процессы в тканях также изучались Алексеем Алексеевичем Заварзиным (теория параллельных рядов), Николаем Григорьевичем Хлопиным (теория дивергентного развития) и многими другими.
А вот первая классификация тканей в таком виде, в каком мы знаем её сейчас, впервые была предложена немецкими микроскопистами Францем Лейдигом и Келикером. Согласно этой классификации, типы тканей включают 4 основные группы: эпителиальная (пограничная), соединительная (опорно-трофическая), мышечная (сокращаемая) и нервная (возбудимая).
Гистологическое исследование в медицине
Сегодня гистология как наука, изучающая ткани, очень помогает при диагностировании состояния внутренних органов человека и назначении дальнейшего лечения.
Когда человеку диагностируют подозрение на наличие злокачественной опухоли в организме, одним из первых назначается гистологическое исследование. Это, по сути, изучение образца тканей из организма пациента, полученных путем биопсии, пункции, кюретажа, с помощью хирургического вмешательства (эксцизионная биопсия) и другими способами.
Благодаря гистологическому исследованию наука, изучающая строение тканей, помогает назначить максимально правильное лечение. На фото выше можно рассмотреть образец тканей трахеи, окрашенный гематоксилином и эозином.
Такой анализ проводится в том случае, если необходимо:
- подтвердить или опровергнуть поставленный ранее диагноз;
- установить точный диагноз в случае, когда возникают спорные вопросы;
- определить наличие злокачественной опухоли на ранних стадиях;
- наблюдать за динамикой изменений в злокачественных заболеваниях с целью их предупреждения;
- осуществить дифференциальную диагностику протекающих в органах процессов;
- определить наличие раковой опухоли, а также стадию её роста;
- провести анализ происходящих в тканях изменений при уже назначенном лечении.
Образцы тканей детально изучаются под микроскопом традиционным или ускоренным способом. Традиционный способ более долгий, он применяется намного чаще. При этом используется парафин.
А вот ускоренный метод даёт возможность получить результаты анализа в течение часа. Такой способ используется тогда, когда есть необходимость срочно принять решение относительно удаления или сохранения органа пациента.
Результаты гистологического анализа, как правило, наиболее точные, поскольку дают возможность детально изучить клетки тканей на предмет наличия заболевания, степени поражения органа и методов его лечения.
Таким образом, наука, изучающая ткани, даёт возможность не только исследовать под микроскопом строение организма, органов, тканей и клеток живого организма, но еще и помогает проводить диагностику и лечение опасных заболеваний и патологических процессов в организме.
