Структурно-функциональные изменения
Они носят необратимый характер.
Цитолемма утрачивает поверхностные специализированные структуры (микроворсинки, микрореснички, компоненты межклеточных контактов) и циторецепторы.
В ядре появляются массы уплотненного гиперспирализованного хроматина. Ядро резко сморщивается и фрагментируются, однако его остатки («микроядра») остаются в цитоплазме.
Гиалоплазма становится более вязкой → внутриклеточные структуры склеиваются в конгломераты, которые не разрушаются аутолизосомами.
Клетка изменяет свою форму. На ее поверхности появляются выпячивания и вздутия («вскипание клетки»).
+Эти выпячивания (апоптозные тельца) отшнуровываются в межклеточное пространство. Они окружены фрагментами цитолеммы и содержат жизнеспособные органеллы и отдельные структуры ядер.
Апоптозные тельца могут фагоцитироватся соседними клетками данной ткани без макрофагов. При этом признаки воспаления отсутствуют.
Гибель клетки (некроз) - это «насильственная» смерть. Она является результатом чрезмерного повреждающего действия факторов внешней или внутренней среды. Некроз заканчивается полным распадом клетки и уничтожением ее остатков макрофагами.
6. Закономерности эмбрионального гистогенеза.
Гисто– и органогенез (или дифференцировка зародышевых листков) представляет собой процесс превращения зачатков тканей в ткани и органы, а затем и формирование функциональных систем организма.
В основе гисто– и органогенеза лежат следующие процессы: митотическое деление (пролиферация), индукция, детерминация, рост, миграция и дифференцировка клеток. В результате этих процессов вначале образуются осевые зачатки комплексов органов (хорда, нервная трубка, кишечная трубка, мезодермальные комплексы). Одновременно постепенно формируются различные ткани, а из сочетания тканей закладываются и развиваются анатомические органы, объединяющиеся в функциональные системы – пищеварительную, дыхательную, половую и др. На начальном этапе гисто– и органогенеза зародыш носит название эмбриона, который в дальнейшем превращается в плод.
В настоящее время окончательно не установлено, каким образом из одной клетки (зиготы), а в дальнейшем из одинаковых зародышевых листков образуются совершенно различные по морфологии и функции клетки, а из них – ткани (из эктодермы образуются эпителиальные ткани, роговые чешуйки, нервные клетки и клетки глии). Предположительно в данных превращениях играют ведущую роль генетические механизмы.
Понятие о генетических основах гисто– и органогенеза
После оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом образуются зигота. Она содержит генетический материал, состоящий из материнских и отцовских генов, которые затем передаются при делении дочерним клеткам. Сумма всех генов зиготы и образующихся из нее клеток составляет геном, характерный только для данного вида организма, а особенности сочетания материнских и отцовских генов у данной особи составляют ее генотип. Следовательно, любая клетка, образующаяся из зиготы, содержит одинаковый по количеству и качеству генетический материал, т. е. одинаковые геном и генотип (исключением являются только половые клетки, они содержат половинный набор генома).
В процессе гаструляции и после образования зародышевых листков клетки, расположенные в разных листках или в различных участках одного зародышевого листка, оказывают влияние друг на друга. Такое влияние называют индукцией. Индукция осуществляется путем выделения химических веществ (белков), но существуют и физические методы индукции. Индукция оказывает влияние прежде всего на геном клетки. В результате индукции некоторые гены клеточного генома блокируются, т. е. становятся нерабочими, с них не производится транскрипция различных молекул РНК, следовательно, не осуществляется и синтез белка. В результате индукции одни гены оказываются блокированными, другие свободными – рабочими. Сумма свободных генов данной клетки называется ее эпигеном. Сам процесс формирования эпигенома, т. е. взаимодействия индукции и генома, носит название детерминации. После сформирования эпигенома клетка становится детерминированной, т. е. запрограммированной к развитию в определенном направлении.
Сумма клеток, расположенных в определенном участке зародышевого листка и имеющих одинаковый эпигеном, представляет собой презумптивные зачатки определенной ткани, так как все эти клетки будут дифференцироваться в одном направлении и войдут в состав этой ткани.
Процесс детерминации клеток в разных участках зародышевых листков осуществляется в разное время и может протекать в несколько стадий. Сформированный эпигеном является устойчивым и после митотического деления передается дочерним клеткам.
После детерминации клеток, т. е. после окончательного формирования эпигенома, начинается дифференцировка – процесс морфологической, биохимической и функциональной специализации клеток.
Этот процесс обеспечивается транскрипцией с активных генов, определенных РНК, а затем осуществляется синтез определенных белков и небелковых веществ, которые и определяют морфологическую, биохимическую и функциональную специализацию клеток. Некоторые клетки (например, фибробласты) формируют межклеточное вещество.Таким образом, формирование из клеток, содержащих одинаковый геном и генотип, разнообразных по строению и функциям клеток можно объяснить процессом индукции и формированием клеток с различным эпигеномом, которые затем дифференцируются в клетки различных популяций.
7. Реактивные изменения и формы гибели тканевых клеток.
Реактивные изменения клеток — изменения структуры и функции клеток под воздействием внешних факторов. Если вредный фактор не вызывает гибели клеток, то происходят компенсаторные изменения.
Например, стимулируется митоз. Больше клеток – легче справиться с нагрузкой. Это явление называется гиперплазией.
Если клетка не может делиться, она может увеличиваться в размерах. Это гипертрофия.
Могут образовываться полиплоидные и двуядерные клетки. Они также менее чувствительны к повреждающему фактору. Может возрастать метаболизм и функциональная активность.
Однако, при воздействии на клетку запредельных факторов она подвергается разрушению — некрозу.
Обычно некроз захватывает целые группы клеток.
+При некрозе происходит разрушение ядерной оболочки, плазмолеммы и мембран органелл, разрушение и растворение ядра, набухание цитоплазмы, исчезновение клеточных границ и распад клетки.
Продукты распада клеток попадают в межклеточные пространства и вызывают воспаление.
апоптоз - физиологическая (запрограммированная) гибель клеток, которой заканчивается жизненный цикл. Противопоставляется некрозу. Апоптоз (от греч. apoptosis - листопад) - "смерть клетки в результате самоубийства (самоуничтожения)" - активный, генетически контролируемый процесс клеточной гибели, регулируемый внутренней программой, которая запускается внешними факторами. Развитие апоптоза индуцируется особыми генами (киллерными генами). Апоптоз происходит асинхронно в отдельных клетках, разделенных жизнеспособными клетками.
Сначала клетки округляются и отделяются от соседей. Ядро и цитоплазма уплотняются, но мембрана и органеллы сохраняют свою целостность. Специальный фермент эндонуклеаза расщепляет ядерную ДНК на равные нуклеосомные сегменты и хроматин приобретает форму крупных полулуний. Наконец клетка образует многочисленные вздутия и выпячивания («вскипает»). Они отшнуровываются, формируя апоптозные тела. Образование апоптозных тел связано с преобразованиями цитоскелета. Апоптозные тела быстро захватываются соседними клетками посредством фагоцитоза и перевариваются . Воспалительная реакция отсутствует.
Процесс апоптоза развивается сравнительно быстро и обычно длится от нескольких минут до нескольких часов
8. Роль кафедры гистологии Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова в развитии учения о тканях.
Постановлением Конференции Академии от 30 мая 1868 г. была создана кафедра гистологии, выделенная из состава кафедры физиологии и истории развития, но преподавание гистологии было организовано значительно раньше — с 1841 г. академиком К.М. Бэром.
Кафедру гистологии возглавил (1868-1869) доктор медицины, первый российский профессор-гистолог Николай Мартынович Якубович (1817-1879). За научные работы по морфологии центральной нервной системы удостоен Монтионовской премии Парижской АН. В преподавании широко была представлена эмбриология. Его лекции сопровождались демонстрациями препаратов, хорошо иллюстрировались таблицами и рисунками.
С 1869 по 1895 гг. кафедрой руководил доктор медицины, профессор Федор Николаевич Заварыкин (1835-1905), почетный академик и заслуженный профессор ВМА. По отзывам современников преподавательская деятельность Заварыкина была чрезвычайно плодотворной, его лекции отличались ясностью изложения и иллюстративностью. Наибольшее число научных исследований на кафедре было посвящено вопросам нейрогистологии. Внештатными научными работниками кафедры выполнено 15 докторских диссертаций.
Профессор Михаил Доримедонтович Лавдовский (1846-1903) руководил кафедрой 8 лет (1895-1903). Он — доктор медицины, автор 40 научных работ. Одним из первых обосновал теорию контактов как способ передачи возбуждения с нейрона на нейрон и на рабочий орган. Был соредактором и соавтором первого фундаментального отечественного руководства по гистологии в 2 томах «Основания к изучению микроскопической анатомии человека и животных» (1887-1888), служившего единственным пособием по гистологии и микроскопической анатомии для врачей и учебником для слушателей. Этот коллективный труд в то время не имел себе равного не только в России, но и за границей.
С 1903 г. кафедру возглавлял Александр Александрович Максимов (1874-1928), доктор медицины, профессор, член-корреспондент РАН. Максимов является одним из самых известных российских гистологов, основоположником унитарной теории кроветворения, сравнительно-гистологического изучения асептического воспаления и генетических взаимоотношений клеток крови, соединительной ткани в гистогенезе, автором фундаментальных научных трудов, свидетельствующих о таланте ученого с мировым именем. Его труды были отмечены золотой медалью РАН. Он автор более 70 работ, создатель одного из лучших в мировой практике учебника «Основы гистологии», который выдержал несколько изданий в России и за рубежом.
С 1922 г. кафедрой руководил Алексей Алексеевич Заварзин (1886-1945), генерал-майор медицинской службы, профессор, лауреат Сталинской премии, академик АН и АМН СССР, организатор и первый председатель Ленинградского научного общества анатомов, гистологов и эмбриологов. Автор более 100 научных работ. Основные труды посвящены сравнительной гистологии крови, соединительной ткани, эпителия, нервной системы. Разработал теорию параллельных рядов тканевой эволюции. Автор фундаментального учебника по гистологии «Курс гистологии и микроскопической анатомии», выдержавшего 6 изданий. Под руководством А. А. Заварзина выполнены 14 докторских и 22 кандидатских диссертаций. А.А. Заварзин – выдающийся ученый и страстный патриот, закончив в 1942 г. монографию, в которой обобщены результаты 20-летнего изучения гистологии соединительной ткани и крови, он сделал в ней посвящение: «Великой победе над варварством и мракобесием, святой памяти погибших в борьбе за это светлое дело, своей великой чудесной Родине эту книгу посвящает автор».
В 1936 г. начальником кафедры был назначен профессор Николай Григорьевич Хлопин (1897-1961), генерал-майор медицинской службы, доктор биологических наук, академик АМН СССР, председатель правления Ленинградского общества анатомов, гистологов и эмбриологов, ответственный редактор журнала «Архив анатомии, гистологии и эмбриологии». Автор фундаментальной теории дивергентной эволюции тканей. Обосновал учение о специфичности свойств тканей, разработал генетическую классификацию тканей, подчеркивал ведущую роль закономерностей гистогенеза для понимания вопросов патологии. Опубликовал более 140 работ. За монографию «Общебиологические и экспериментальные основы гистологии» удостоен Сталинской премии. Под его руководством выполнено 14 докторских и 24 кандидатских диссертаций.
В преподавании гистологии значительно расширил материал по эволюционной гистологии, в основу преподавания был положен принцип максимальной самостоятельности слушателей. Научное наследие Хлопина велико, оно теснейшим образом связывает гистологию с медициной, дает основы для правильной трактовки ряда патологических процессов, в частности, заживлении ран, воспалительного новообразования тканей, опухолей, метаплазии и др.
В течение двух лет обязанности начальника кафедры исполнял полковник медицинской службы профессор Николай Антонович Шевченко, внесший достойный вклад в развитие эволюционной и экспериментальной гистологии.
В 1957 г. заведующим кафедрой стал Серафим Иванович Щелкунов, доктор медицинских наук, профессор, член-корреспондент АМН СССР. Руководил кафедрой 20 лет. Разработал общую теорию гистогенеза. Автор более 100 научных трудов, в т.ч. 3 монографий, посвященных вопросам эволюционной, сравнительной и экспериментальной гистологии животных и человека, соавтор с А. А. Заварзиным учебника по гистологии. Под его руководством выполнено 8 докторских и 30 кандидатских диссертаций. Большое внимание в учебной программе было уделено военно-медицинской направленности преподавания предмета. Вопросы общей и частной гистологии тесно увязывались с медицинскими проблемами. В учебный процесс постоянно вводился новый научный материал, который обеспечивался приготовлением на кафедре необходимых препаратов, учебных таблиц, электронных микрофотографий.
В 1977 г. на должность заведующего кафедрой был избран доктор медицинских наук, профессор Алексей Андреевич Клишов. Руководил кафедрой 14 лет. Автор более 250 научных работ, учебника и учебных пособий. Основным предметом его научной деятельности были вопросы гистогенеза, реактивности и регенерации тканей. Выдвинул концепцию системно-структурной организации гистогенеза. Под его руководством выполнено 6 докторских и 18 кандидатских диссертаций. Была усилена методология преподавания предмета, его медицинская направленность, профильность подачи материала по факультетам, в теоретическую часть курса включены закономерности эволюции тканей, теории гистогенеза, дифферонной организации тканей. Важным нововведением стала реферативная работа курсантов по актуальным вопросам цитологии, эмбриологии и гистологии, проведение ежегодных учебно-научных конференций курсантов.
Был создан музей истории кафедры гистологии ВМА (1979), использующийся в учебной, научной и воспитательной работе с курсантами и студентами.
С 1991 г. кафедру возглавляет Ревхать Константинович Данилов, доктор медицинских наук, профессор, заслуженный работник высшей школы РФ. Основные труды посвящены изучению закономерностей развития, реактивности и регенерации мышечных тканей как в норме, так и при действии повреждающих факторов. Под его руководством выполнены 6 докторских и 12 кандидатских диссертаций. Он – лауреат конкурсов в области биологии, организованных международной Соросовской программой образования в области точных наук, а также администрацией Санкт-Петербурга. Автор более 200 научных работ, ответственный редактор и автор ряда глав современного отечественного «Руководства по гистологии» (2001), первого в России учебного комплекса «Гистология человека в мультимедиа» (2004), учебников «Общая медицинская эмбриология» (2003), «Гистология. Цитология. Эмбриология» (2006). На кафедре развивается теория системно-структурной организации гистогенеза, обоснована концепция клеточно-дифферонной организации тканей и регенерационного гистогенеза, разработаны методы оценки жизнеспособности клеток и тканей при повреждениях органов опорно-двигательного аппарата, выявлена пространственно-временная характеристика течения раневого процесса. Модифицирован способ получения культуры костномозговых стромальных клеток. Разработана технология их направленной остеогенной дифференцировки. Результаты научных исследований Р.К. Данилова и коллектива кафедры нашли отражение в монографии «Раневой процесс: гистогенетические основы» (2008), в Трудах ВМедА (2004). Другим приоритетным направлением научных исследований кафедры является создание на основе технологии мультимедиа лекций, электронных учебников и тестовых пособий для проверки знаний, самостоятельного и дистанционного обучения курсантов и студентов, а также для теоретической подготовки выпускников к итоговой государственной аттестации. Коллективом кафедры подготовлены и внедрены в учебный процесс электронные учебные методические пособия по гистологии органов пищеварительной системы, гистогенезу и регенерации тканей опорно-двигательного аппарата. Профессор В.Г. Гололобов и доцент Ю.К. Хилова являются заслуженными работниками высшей школы РФ. За период 2000-2010 гг. на базе кафедры проведены 6 Всероссийских и межвузовских гистологических научных конференций и совещаний по актуальным проблемам гистогенеза, регенерации тканей, а так же вопросам преподавания гистологии, цитологии и эмбриологии. Таким образом, в ВМА началось систематическое преподавание гистологии студентам-медикам на одной из первых самостоятельных кафедр гистологии и эмбриологии в России. Кафедра всегда находилась на переднем рубеже отечественной науки и педагогики. Среди профессоров и преподавателей немало гистологов, внесших ценный вклад в развитие мировой науки и естествознания в целом. Здесь разработаны: унитарная теория кроветворения, теория параллельных рядов тканевой эволюции, теория дивергентной эволюции тканей, теория гистогенеза, гистогенетическая концепция раневого процесса и камбиальности тканей органов опорно-двигательного аппарата. Написаны и изданы оригинальные учебники и учебные пособия, монографии, подготовлены многие поколения отечественных врачей, в стенах академии совершенствовали свои знания сотни специалистов. Многие ее воспитанники стали профессорами, руководителями научных коллективов.
Из письма К.М. Бэра Конференции Медико-хирургической академии: «Гистология остается чрезвычайно важным предметом для медицинского образования. Преподавание ее должно быть сохранено в дальнейшем не только ради чести учреждения, но и для того, чтобы воспитанники академии не отставали от общего новейшего направления медицины» (1852)
9. Ткани как структурные компоненты живых систем. Классификация тканей. Определение понятий «ткань» и «клеточный дифферон».
Морфофункциональная классификация тканей, впервые предложенная в 50-х г.г. XIX столетия немецкими гистологами Ф.Лей-дигом и Р.Келликером, получила наибольшее распространение. Она выделяет четыре группы тканей (см. схему): (1) эпителиальные (пограничные); (2) соединительные (ткани внутренней среды); (3) мышечные и (4) нервную (нейральную).
Каждая группа тканей может включать ряд подгрупп. Внутри отдельной ткани выделяют различные клеточные популяции. Последние могут разделяться далее на индивидуальные субпопуляции.