Читать книгу Цитология и гистология - С. М. Завалеева - Страница 2

Гистология как наука о тканях зародилась задолго до создания микроскопа. Результаты расчленения организма животных и человека встречаются в трудах Аристотеля, Клавдия Галена, Авиценны и других, живших до нашей эры. Однако эти исследования основывались только на макроскопическом визуальном изучение объектов, поэтому при попытке создания классификации в одну и ту же группу ошибочно попадали неродственные ткани и органы, например, сухожилия и нервы. В первой половине ХVII делались попытки изучения структур, невидимых простым глазом, с помощью увеличительных стекол (лупы). В середине ХVII века английский физик Роберт Гук, благодаря усовершенствованному микроскопу увидел пустоты в пробке и впервые применил к ним термин «клетка».

Большой вклад в развитие микроскопии внес голландский оптик Антоний ван Левенгук, который в 1667 году разработал микроскоп, способный увеличивать изображение в 300 раз. Им были описаны красные кровяные тельца и их движение в капиллярах, спермии, поперечнополосатые мышцы, нервы, сухожилия, также первые простейшие организмы, обнаруженные в капле воды. Итальянский ученый Марчелло Мальпиги изучил строение кожи, селезенки, почки и др. Однако открытия в области гистологии носили случайный характер, а из-за малой разрешающей способности микроскопа часто были артефактами. Интерес к микроскопии ослаб и в силу господствующего в те времена метафизического представления о природе. Человек, согласно этому учению преобразован (преформирован) в спермии или яйцеклетке.

В противоположность преформизму в науке развивалась и теория эпигенеза, согласно которой организм животного не преобразован в половых клетках, а формируется в процессе своею развития заново. Основоположником этой теории был К.Ф. Вольф, переехавший в 1760 году из Германии в Россию и много лет проработавший в Петербургской Академии паук. К.Ф. Вольф вполне обоснованно считал, что организм всегда развивается из вещества яйцеклетки путем предобразования органов. Он первым наблюдал формирование органов из листовидных пластинок (зародышевых листков), изучил и описал развитие сердца и почек (таким образом, его можно считать родоначальником теории происхождения тканей из зародышевых листков).

Следующий этап развития гистологии был связан с дальнейшим усовершенствованием ахроматического микроскопа. В теоретических разработках последнего участвовали академики Леопард Эйлер, Ф.У.Т. Эпинус из Санкт-Петербурга. Активное становление гистологии начинается с 30-х годов XVIII столетия. Среди ученых успешно продолжающих микроскопические исследования клеток, или «комочков», различных тканей животных, был и Ян Евангелиста Пуркинье. Изучая яйцо курицы, он впервые описал (1825-1827), главный органоид клетки – ядро, а также нейроны головного мозга, которые затем были названы его именем – клетки Пуркинье. Большой вклад в изучение структуры клеток и тканей различных животных внесли такие выдающиеся ученые как Роберт Броун, Габриэль Валентин, П.Ф. Горянинов, Якоб Генле, Роберт Ремак, Матгиас Якоб Шлейден, Теодор Шванн и другие.

Теодор Шванн, приняв ядро за критерий клеточного строения, смог составить элементарные структуры растений и животных и создать клеточную теорию, которая явилась величайшим открытием в биологии. Суть ее сводилась к следующему: клетки растений и животных принципиально сходны, имеют единый план строения, происхождения и гомологичны друг другу. Начиная с этого времени, гистология стала развиваться как наука. Значение клеточной теории для биологии можно сравнить с двумя другими великими открытиями – законом сохранения энергии и эволюционной теорией Дарвина. Большую роль в развитии клеточной теории Шванна сыграли труды выдающегося патологоанатома и патогистолога Р. Вирхова. Крылатым стал его афоризм «omnis cellula e cellula» – «клетка от клетки». Он показал, что в основе патологических процессов (воспаления, дистрофии, новообразований) лежат изменения клеток.

Важнейшим достижением гистологической техники в середине XIX века стало создание микротома (Я.Е. Пуркинье), позволяющего готовить тонкие срезы, введение в практику водных и иммерсионных объективов. В этот период были открыты процессы кариокинеза в растительных и животных клетках (И.Д. Чистяков, 1874; П.И. Перемежко, 1878; Вальтер Флеминг, 1879 – 1882), обнаружены клеточный центр, сетчатый аппарат (К. Гольджи, 1898), тонофибриллы, хондросомы, митохондрии, миофибриллы, то есть была охарактеризована структура цитоплазмы и ее органелл. Таким образом, к концу XIX столетия в отдельный раздел гистологии выделилось учение о клетке – цитология. Сегодня постулаты клеточной теории звучат следующим образом:

– клетка является наименьшей единицей живого. Этот первый постулат клеточной теории был сформулирован Г. Шванном (1839) и Р. Вирховым (1858). Только на клеточном уровне проявляются в совокупности признаки живого: способность к репродукции, превращению энергии, метаболизм, чувствительность, адаптация к меняющимся условиям изменчивость и другие;

– сходство клеток разных организмов по строению (гомология) обусловлено единообразием общеклеточных функций, направленных на поддержание жизнедеятельности клеток и клеточных популяций;

– клетки размножаются путем деления исходной клетки (третий постулат, сформированный Р. Вирховым в 1855 г., является биологическим законом). Перед делением в исходной клетке происходит удвоение генетического материала (ДНК), образуется специальный аппарат клеточного деления, с помощью которого удвоившиеся хромосомы равномерно распределяются между дочерними клетками. Поэтому митотическое деление эукариотических клеток является единственным полноценным клеточным делением;

– клетка представляет собой часть целостного организма. Находясь в составе тканей и органов, специализированные клетки взаимосвязаны и подчиняются межклеточным, гуморальным, эндокринным и нервным формам регуляции. Таким образом, элементарные единицы организма – клетки – интегрируются в целостные системы тканей и органов, а последние составляют организм, как единое целое.

В России XIX века наиболее интенсивные гистологические исследования проводились в Москве, Казани, Харькове, Томске. На медицинских факультетах университетов появляются самостоятельные кафедры гистологии, складываются гистологические школы с определенными научными направлениями. Возглавлявший кафедру гистологии медико-хирургической академии в Петербурге Н.М. Якубович исследовал микроскопическое строение центральной и периферической нервной системы. Ему удалось дифференцировать различные виды нейронов коры головного мозга (ядра Якубовича). На кафедре гистологии Московского университета под руководством А.И. Бабухина успешно разрабатывали вопросы развития и функций органов нервной системы (сетчатки глаза, электрического органа рыб и др.). И.Ф. Огнев изучал влияние на организм внешних и внутренних факторов. В Киевском университете исследования сотрудников кафедры, возглавляемой П.И. Перемежко, были направлены на изучение развития зародышевых листков и органов зародыша (глаз, надпочечников, селезенки, печени, щитовидной и поджелудочной железы, кровеносных сосудов, мышечных тканей и других структур).

В Казани нейрогистологические исследования активно проводились под руководством К.А. Арнштейна, А.С. Догелем, А.Е. Смирновым, Д.А. Тимофеевым, А.Н. Миславским, Б.И. Лаврентьевым, Н.Г. Колосовым, И.Ф. Ивановым, П.А. Ковальским и др.

Организатором кафедры гистологии Томского университета в 1888 г. стал замечательный нейрогистолог, ученик К.А. Арнштейна – А.С. Догель. В 1895 году Догеля избрали заведующим кафедрой гистологии Петербургского университета, которой прославленный ученый руководил до конца своей жизни. Он изучал тонкое строение чувствительных нервных узлов, выявил свыше десяти типов нейронов, а также сложные перицеллюлярные сплетения. На своих прекрасно изготовленных препаратах продемонстрировал все известные ныне чувствительные окончания в тканях и органах. В 1898 году в вегетативных ганглиях им были обнаружены два типа нейронов. Метод суправитальной окраски нервных элементов метиленовым синим, предложенный А.С. Догелем, остается классическим. Заслугой А.С. Догеля можно считать и основание журнала «Русский архив анатомии, гистологии, эмбриологии», который нашел признание и за рубежом.

В области цитологии следует отметить разработку ленинградскими учеными проблемы паранекроза (Институт цитологии АН СССР). Предложенный Д.Н. Насоновым и В.Я. Александровым метод определения паранекротического («пограничного между жизнью и смертью») состояния клетки путем прижизненного окрашивания ее нейтральным красным, широко применяют в медицине (с его помощыо тестируют пригодность трансплантатов роговицы и т.п.), в сельском хозяйстве (определяют жизнеспособность семян). За монографию «Реакция животного вещества на внешние воздействия» (1940) оба ученых были удостоены Государственной премии.

В середине XIX века исследования К.Ф. Вольфа, X.И. Пандера и К.Э. Бэра послужили основой современной эмбриологии. Крупнейшие русские ученые И.И Мечников и А.О. Ковалевский, изучавшие в сравнительном плане микроскопическое строение и развитие тканей беспозвоночных и низших позвоночных животных, заложили фундамент эволюционной гистологии и эмбриологии.

Исследованиям в области клетки большое внимание уделяли ленинградские морфологи А.В. Немилов, 3.С. Кацнельсон, Б.И. Лаврентьев, А.А. Заварзин и другие. В Ленинградском университете структуру и функции ядра и других органоидов клетки изучали А.Я. Колачев, Д.Н. Насонов, В.Я. Александров, П.В. Макаров (например, в 20-х годах XX века Д.Н. Насонов показал, что в процессах секреции участвует аппарат Гольджи). Ценные для цитологии данные были получены Л.Н. Жинкиным и Г.С. Стрелыниковым при исследовании нейрогуморальной регуляции клеточного деления: ученые доказали, что механизмы реактивного торможения митотической активности возникают лишь на определенных стадиях онтогенеза.

Большой заслугой гистологов России (академики А.А. Заварзин и Н.Г. Хлопин) можно считать создание первых теорий тканевой эволюции, что способствовало успешному развитию эволюционной гистологии, характеризующейся историческим подходом к изучению тканевых структур.

Как известно, в гистологии общепринята морфофизиологическая классификация тканей, предложенная еще в XIX в. немецкими учеными Францем Лейдигом и Рудольфом Альбертом Кёлликером. Глубокое эволюционнотеоретическое обоснование этой системе дал А.А. Заварзин в 1945 году. По его представлению, филогенетическое развитие тканей в рамках четырех групп тканей (эпителиальные, соединительные, мышечные и нервные) обеспечило выполнение четырех элементарных функций многоклеточного организма: разграничительную, создание внутренней среды, реактивную и двигательную.

В 1943 году Н.Г. Хлопин предложил классифицировать ткани, исходя из генетического принципа. В основу своей генетической системы он положил не морфологические особенности нормально функционирующих тканей, а объем их «гистобластических потенций», то есть совокупность признаков, проявляющихся при различных условиях существования, в частности, в эксперименте при патологии. По мнению Н.Г. Хлопина, свойства каждой ткани определяются источником происхождения и путями ее развития. Генетическая система была прекрасно разработана на культурах ткани позвоночных животных. В классификации основное место занимает «тканевой тип» – система гистологических структур, которые развиваются по основному закону эволюционной морфологии, схематически изображенному в виде филогенетического дерева, при этом, ученый особо подчеркивал связь указанных структур с зародышевыми листками.

Особенно бурно развивалась гистология в советские годы в Москве и Ленинграде, где ученые занимались фундаментальными проблемами общей биологии.

При вузах были созданы НИИ и ЦНИЛы морфологии, Институт Мозга и другие. Общепризнанными авторитетами в области гистологии стали кафедры I МОЛМИ и Университета Дружбы народов, которыми руководил В.Г. Елисеев, создавший прекрасную гистологическую школу. Ученики В.Г. Елисеева (Ю.И. Афанасьев, Н.А. Юрина, М.Я. Субботин, В.А. Шахламов, А.И. Радостина и др.) сами стали руководителями крупных коллективов и кафедр морфологов. В Ленинграде получили дальнейшее развитие школы Н.Г. Хлопина (С.И. Щелкунов, А.Г. Кнорре, В.П. Михайлов, Б. Винников и др.), А.С. Догеля, А.А. Заварзина (А.А. Заварзин-мл., Д.И. Дейнека и др.), Н.Г. Колосова (В.Н. Швалев, В.Н. Майоров, А.А. Милохин и др.)

В военно-медицинской академии на кафедре гистологии продолжили экспериментальное изучение крови и соединительной ткани, начатые еще А.А. Максимовым направления. В педиатрическом институте всесторонне исследовали эмбриональный гистогенез тканей (А.Г. Кнорре, Л.В. Суворова). В Ленинградском ветеринарном институте с 1948 по 1983 год кафедрой гистологии руководил известный ученый, продолжатель идей школы А.С. Догеля, ученик А.В. Немилова – 3.С. Кацнельсон, внесший большой вклад в изучение проблемы гистогенеза и гистофизиологии надпочечников. В 1959 г. он опубликовал «Руководство к практическим занятиям по гистологии» для ветеринарных вузов, многократно переиздававшееся в стране.

В развитие возрастной, видовой и сравнительной гистологии сельскохозяйственных животных весомый вклад внесли ветеринарные гистологи: В.Я. Суетин, М.3. Атагимов, Г.Ш. Жанчипов, П.А. Ильин, А.Б. Панфилов, А. П. Попов, Л.П. Тельцов, П.М. Торгун и многие другие.

На развитие отечественной гистологии оказывают значительное влияние Оренбургские гистологи медицинской академии: А.А. Стадников, В.С. Полякова, Н.Н. Шевлюк и другие.