Гиста ЭКЗ 2024
.pdf
Цитология
1.Роль гистологии, цитологии и эмбриологии в подготовке современного врача.
Гистология – это наука, которая изучает закономерности развития, строения и жизнедеятельности тканей в историческом и индивидуальном развитии многоклеточных животных и человека. Изучает ткани – исторически сложившиеся, топографически и функционально связанные клеточные системы и их производные. Она играет роль в предупреждении различных патологических состояний.
Цитология – наука о клетке. Она рассматривает вопросы о развитии, строении и функциях клеток, а также механизмов воспроизведения и взаимодействия клеток. Появились новые данные о структуре ядра, хромосомного аппарата, что легло в основу цитодиагностики наследственных заболеваний, опухолей, болезней крови. Раскрытие особенностей ультраструктуры и химического состава клеточных мембран служит основой для понимания закономерностей взаимодействия клеток в защитных реакциях. Клиническая цитология использует методы аспирационной пункции органа – диагностический процесс при диспансеризации населения, раннем выявлении онкологических заболеваний.
Эмбриология – наука о закономерностях развития зародыша. Зная источники развития и его механизм, мы можем предположить природу опухоли. Можем также определить морфофункциональные особенности тканевых структур в постнатальном онтогенезе, их способность к регенерации. Можем целенаправленно действовать на какие-то ткани и, таким образом, удалять или преобразовывать их.
2.Место и роль гистологии, цитологии и эмбриологии в познании уровней организации биологических объектов.
Гистология изучает тканевой уровень организации. Цитология – клеточный, в какой-то степени и субклеточный. А эмбриология изучает развитие на этих двух уровнях. Плюс немного захватывает структурно - функциональный уровень + можно рассказать что-то из первого вопроса
3.Возникновение и развитие гистологии как самостоятельной науки. Методы исследования химического состава и метаболизма клеток и тканей
Периоды: домикроскопический, микроскопический и современный.
Первые микроскопы были созданы в начале 17 века. Роберт Гук провел самое раннее исследование, изучал микроскопическое строение многих предметов, и он первым предложил термин «клетка». Затем английский ученый Грю рассказал о общем принципе организации растений и ввел термин «ткань». Левенгук открыл мир микроскопии у животных, рассмотрел кровяные тельца и мужские половые клетки. В 19 веке было проведено много исследований. Шванн и Шлейден ввели основные положения клеточной теории. Кёлликер распространил данную теорию на эмбриологию. Активно развивалась описательная гистология. Был изобретен микротом, новые фиксаторы (формалин), метод импрегнации серебром Камило Гольджи, что послужило началу изучения нервной системы Кахалем. Далее использовались методы культивирования тканей, микроскопирование объектов в темном поле.
Методы исследования химического состава и метаболизма клеток и тканей:
1) Цито- и гистохимические методы
Позволяют выявить локализацию химических веществ в разных структурах клеток. Они основаны на специфичности реакций между химическим реактивом и субстратом, который входит в состав клеточных и тканевых структур, а также на окрашивании продуктов химической реакции. Например, раствор толуидинового синего при низких значениях рН при окрашивании гистологических препаратов, содержащих гликозаминогликаны, изменяет характерный для него синий цвет на фиолетовый или сиреневый (явление метахромазии). Для контроля специфичности реакции применяют соответствующие ферменты.
2) Радиография
Позволяет более полно изучить обмен веществ в разных структурах. Метим вещества при помощи радиоактивных веществ и вводить фотоэмульсию, в результате будет происходить фотохимическая реакция и будут видны засвеченные участки. Например, можем понять, как встраиваются аминокислоты в белок.
3)Имунофлюоресцентный и имуноцитохимический анализ – применение антител.
Можем выявить взаимодействие антител с антигенами. Используются моноклональные антитела, электронный микроскоп. Чаще всего используются парафиновые срезы, что позволяет идентифицировать клетки различных типов, изучить синтетические и секреторные процессы, выявить гормоны и рецепторы к ним. Продукт реакции можно также окрашивать флюоресцирующими красителями и выявлять в люминесцентном микроскопе.
4) Фракцинирование клеточного содержимого
Ультрацентрифугирование. Используется центрифуга. В результате разрушается плазмалемма и ЭПС, а ядро и органеллы остаются в первозданном виде и постепенно оседают. Первыми – ядро и цитоскелет, потом – митохондрии, лизосомы и пероксисомы, затем – рибосомы. Можем изучать биосинтез белка.
Хроматография – фракцинирование конкретно белковых молекул.
Электрофорез – разделение белковых молекул с различным зарядом при помещении их водных растворов в электрическое поле.
5)Изучение химического состава живых клеток – ядерномагнитный резонанс
Например, использование изотопа фосфора для изучения мышечного сокращения (изучаем изменение содержания АТФ). Безвреден для живых клеток.
4.Методы микроскопирования гистологических препаратов. Основные этапы приготовления гистологических препаратов для световой микроскопии.
Методы микроскопирования:
1)Световая – изучение окрашенных гистологических микрообъектов. Источник освещения – искусственный или естественный свет.
2)Фазово-контрастная – изучение неокрашенных предметов с использованием кольцевых диафрагм.
3)Ультрафиолетовая – использование коротких УФ-лучей
4)Люминесцентная микроскопия – использование флюорохромов (акридиновый оранжевый, аурамин) для создания искусственного свечения или использование естественного. Данный метод основан на том, что атомы и молекулы разных веществ, поглощая коротковолновые лучи, переходят в возбужденное состояние. Обратный переход происходит с испусканием света с большей длиной волны.
5)Конфокальная микроскопия – дает объемное изображение во всех 3 плоскостях
6)Микроскопия в темном поле – работает благодаря наличию специального конденсора, который освещает препарат косо. Используется для рассмотрения кристаллов в моче и трепонемы паллидум
7)Электронная микроскопия – используется поток электронов с волнами более короткими, чем в световом микроскопе. Бывает ТЭМ и СЭМ. ТЭМ – плоскостное изображение. СЭМ – объемное. Бывает электронная микроскопия с замораживанием-скалыванием для изучения мембран.
Этапы приготовления препаратов для световой микроскопии:
1)Взятие материала – должно происходить как можно раньше, не более 5-10 мм для лучшего проникновения фиксирующего раствора, не забываем маркировать
2)Фиксация – останавливаем обменные процессы и защищаем от аутолиза. Простые фиксирующие жидкости – формалин 10% на фосфатном буфере и спирты, бывают и сложные. Объем раствора должен быть в 10-15 раз больше объема объекта. Экспозиция – оптимальное время фиксации (около суток). Иногда используют замораживание или перфузию (замену крови животного на фиксирующий раствор)
3)Промывка в проточной воде
4)Обезвоживание для нормального проникновения гидрофобного парафина. Проводится в изопропиловом спирте, постепенно повышаем концентрацию. Перед замораживание обезвоживаем в сахарозе, обладающей криопротекцией.
5)Заливка кусочков в уплотняющие среды (в парафин)
6)Подготовка срезов на микротоме, криостате, ультрамикротоме. После помещаем в термованну для сохранения определенной температуры
7)Убираем парафин в спирто-ксилольной батарее
8)Окрашивание, затем в обратном порядке в спирто-ксилольной батарее
9)Заключение срезов в канадском бальзаме
5.Общий план организации эукариотических клеток. Понятие о компартментализации клеток.
Компартментализация (компартментация) — разделение клеток эукариот на отсеки (компартменты), покрытые оболочкой из бислоя липидов, в которых локализованы определенные биохимические процессы. Большинство органелл в эукариотической клетке являются компартментами — митохондрии, хлоропласты, пероксисомы, лизосомы, эндоплазматический ретикулум, ядро клетки и аппарат Гольджи. Внутри ряда компартментов (в том числе ядра) выделяются также субкомпартменты, различающиеся по форме и функциям. Внутри компартментов, окруженных бислоем липидов, могут существовать различные значения pH, функционировать разные ферментативные системы. Принцип компартментализации позволяет клетке выполнять разные метаболические процессы одновременно.
6.Общий план организации эукариотических клеток. Плазмолемма клетки, её строение и значение.
Общий план см. в вопросе №5.
Плазмолемма – одна из разновидностей биологических мембран, толщина
– 10 нм. Она отграничивает содержимое клетки от окружающей среды и одновременно осуществляет взаимодействие с нею. Состоит из собственно мембраны, надмембранного и субмембранного комплексов.
В состав клеточных мембран входят липиды (40%), белки (50-60%), углеводы (5-10%).
Липиды в мембране разделены на головку (полярна, заряжена, гидрофильна) и хвосты (неполярные, незаряженные, гидрофобные). Они образуют билипидный слой.
В мембранах встречаются липиды нескольких классов: фосфолипиды, сфинголипиды, гликолипиды и стероиды (последние представлены главным образом холестерином). Амфифильностью обладают липиды первых трех классов — они-то и образуют бислой. Холестерин же практически весь гидрофобен и локализуется поэтому в средней части бислоя. Он регулирует текучесть мембраны, а именно – уменьшает ее.
Белки: интегральные, полуинтегральные, поверхностные. Делятся на белки-ферменты, рецепторные и структурные.
Углеводы образуют надмембранный комплекс – гликокаликс, где располагаются также рецепторы. В состав гликокаликса входят полисахариды, связанные с белками и липидами.
Субмембранный комплекс локализуется под мембраной, состоит из фибриллярных белков, образующий цитоскелет.
Функции: формообразующая, разграничительная, защитная (барьерная), рецепторная и транспортная.
7.Общий план организации клеток эукариот. Строение биологической мембраны.
Общий план см. вопрос №5. Плюс здесь примерно все то же самое, как и в 6 вопросе, но нужно помнить о следующем:
Плазмолемма и мембрана - это два разных термина, которые описывают структурные элементы клеток, но они имеют схожие функции. Вот их основные различия:
1. Плазмолемма:
-Плазмолемма - это биологическая оболочка или внешний оболочечный слой клетки. Она является тонкой, живой мембраной, которая окружает цитоплазму клетки.
-Плазмолемма включает в себя биологические молекулы, такие как белки и липиды, которые играют важную роль в регуляции переноса веществ и связывании клетки с внешней средой.
-Плазмолемма также содержит различные белки-рецепторы, которые позволяют клетке взаимодействовать с окружающими сигналами и другими клетками.
2. Мембрана:
-Мембрана - это более общий термин, который может использоваться для описания различных биологических структур, имеющих липидный двойной слой и разграничивающих одну область от другой.
-Мембраны могут быть обнаружены не только вокруг клеток
(плазмолемма), но и внутри клеток, например, ядерная мембрана, мембрана эндоплазматического ретикулума, митохондриальные мембраны и др.
- Мембраны выполняют различные функции в клетке, такие как защита, регуляция переноса веществ, создание внутриклеточных компартментов и многие другие.
Таким образом, плазмолемма является одной из разновидностей мембраны, которая окружает всю клетку, в то время как мембраны могут быть найдены в разных частях клетки и выполнять различные функции в зависимости от их местоположения.
8.Свойства биологической мембраны, обусловленные липидами, белками и углеводами. Понятие о мембранных рецепторах
См. вопрос №6.
Рецепторами на поверхности клетки служат гликопротеиды и гликолипиды. Они могут быть разбросаны по всей поверхности клетки, либо быть собраны в небольшие зоны. Рецепторы могут распознавать БАВ, а также они бывают специфическими – отвечают за иммунный ответ и распознавание своего и чужого. Так, в составе плазмолеммы всех клеток находится молекула гистосовместимости 1 класса, которая состоит из интегрального белка, периферического мембранного белка, короткой молекулы белка (именно она является фрагментом нормального белка клетки данной особи). Если говорить про светочувствительные клетки, то здесь встречается система фоторецепторных белков.
9.Плазмолемма клетки. Морфофункциональная характеристика межклеточных взаимоотношений.
Общим для всех контактов является то, что на поверхности плазмолеммы располагаются специальные углеводные части интегральных белков, гликопротеидов, которые специфически взаимодействуют и соединяются с соответствующими белками на поверхности соседних клеток. Делятся на простые и сложные.
Простое – сближение плазмолемм (происходит взаимодействие гликокаликса в том числе) соседних клеток на расстояние 15-20 нм. Обычно соединяются клетки одного происхождения.
Сложные представляют собой небольшие парные специализированные участки плазматических мембран 2 соседних клеток. Делятся на: замыкающие, сцепляющие и коммуникационные.
1)Замыкающие: плотное соединение В нем принимают участие интегральные белки, образующие
подобие ячеистой сети. Данная область непроницаема для макромолекул и ионов. Характерен для клеток однослойного эпителия и эндотелия некоторых сосудов
2)Сцепляющие: адгезивный поясок и десмосома Общее для них – участие фибриллярных элементов цитоскелета
(актиновые филаменты, промежуточные филаменты и спектрин). А) Адгезивный поясок – образование в виде лент, которые опоясывают апикальные части соседних клеток. Здесь клетки связаны интегральными гликопротеидами, к которым примыкает слой примембранных белков с винкулином + с ним же связывается пучок актиновых микрофиламентов.
Б) Также можно выделить фокальные контакты, характерные для фибробластов. Отличие – клетка соединяется с элементами внеклеточного субстрата.
В) Десмосомы. Со стороны цитоплазмы – десмоплакины, заякоривающие промежуточные филаменты. Со внешней стороны плазмолеммы – десмоглеины. Роль – механическая связь между клетками. Полудесмосомы – похожи, но связывают клетку с базальной мембраной, а не с другой клеткой.
3)Коммуникацонные: нексусы и синапсы
А) Нексус – область плазмолемм, разделенная промежутком в 2-3 нм. В структуре плазмолемм соседних клеток располагаются коннексоны, образующие каналы. Данные соединения участвуют в переносе ионов и мелких молекул.
Б) Синапсы осуществляют одностороннюю передачу возбуждения или торможения при помощи медиаторов.
10. Мембранный транспорт, его разновидности их краткая характеристика (эндоцитоз, экзоцитоз, трансцитоз).
Эндоцитоз – процесс поглощения крупных частиц. Делится на фагоцитоз (захват и поглощение крупных частиц) и пиноцитоз (захват отдельных молекул и макромолекулярных соединений).
А) Фагоцитоз: бактерия прикрепляется к плазмолемме --- |
макрофаг |
|
образует цитоплазматические отростки --- |
макрофаг кушает бактерию |
|
(подробнее про фагоцитоз в методичке по микре или вакцинологии) Б) Пиноцитоз: собрция на поверхности плазмолеммы при помощи
рецепторов |
--- впячивания внутрь клетки |
--- пузырьки внутри клетки |
|
(эндосомы) |
--- слияние их друг с другом --- |
гидролазы поступают из |
|
лизосом --- |
расщепление --- |
выход веществ в гиалоплазму |
|
Экзоцитоз – выведение веществ. Пузырьки подходят к плазмолемме ---
сливаются с ней --- выход содержимого в окружающую среду
2 этих процесса осуществляются при участии плазмолеммы, микротрубочек и сократимых микрофиламентов.
Существует еще одно понятие — трансцитоз (или рекреция). Это перенос веществ через клетку; здесь сочетаются эндо- и экзоцитоз. Пример — транспорт белковых гормонов из секреторных клеток в кровь через эндотелиальные клетки капилляров. При этом на базальной (обращенной к секреторным клеткам) стороне эндотелиоцитов формируется эндоцитозный пузырек, который мигрирует к противоположной стороне, превращаясь в экзоцитозный пузырек.
11. Общий план организации эукариотических клеток. Обязательные
структурные компоненты.
Общий план см. в вопросе №5.
Обязательные структурные компоненты клетки: цитоплазма, плазмолемма, ядро. О них подробнее в других вопросах конкретных.
12. Определение термина «клетка». Органеллы цитоплазмы клетки
(классификация, функции).
Клетка – ограниченная активной мембраной, упорядоченная структурированная система биополимеров, образующих ядро и цитоплазму, участвующих в единой совокупности метаболических и энергетических процессов, осуществляющих поддержание и воспроизведение всех систем в целом.
Цитоплазма состоит из гиалоплазмы и органелл.
Гиалоплазма – цитоплазматический матрикс (цитозоль), истинная внутренняя среда клетки. Гиалоплазма способна переходить из жидкого состояния в гелеобразное и обратно. В ее состав в основном входят глобулярные белки. Здесь находятся ферменты метаболизма различных
соединений, активации АК, тРНК. Роль – объединение всех клеточных структур и их химическое взаимодействие, транспортные процессы, поток ионов, анаэробный синтез АТФ, отложение запасных продуктов.
Органеллы. Бывают специального (микроворсинки, реснички, жгутики, тонофибриллы, миофибриллы, акросомы и тд) и общего назначения (ЭПС, АГ, лизосомы, рибосомы, митохондрии, пероксисомы, клеточный центр, цитоскелет). А также разделяются на мембранные (ЭПС, АГ, лизосомы, пероксисомы, митохондрии) и немембранные (рибосомы, клеточный центр, реснички, жгутики, цитоскелет).
А) Мембранные органеллы
1)ЭПС – совокупность замкнутых мембранных образований в виде вакуолей, плоских мешочков, цистерн и трубочек. Подразделяется на гранулярную и агранулярную. Гранулярная покрыта рибосомами, которые удерживаются рибофоринами. Также на внешней поверхности еще есть сигнал-распознающие частицы. Эта ЭПС продолжается в мембрану ядра наружную. Участвует в синтезе белков на экспорт, используемых для внутриклеточного пищеварения. Может здесь происходить модификация белков (первичное гликозилирование). Она изолирует белки от содержимого гиалоплазмы, участвует в синтезе структурных компонентов клеточных мембран. Агранулярная не имеет рибосом. Ее деятельность связана с метаболизмом липидов, углеводов, депонирует ионы кальция, дезактивирует различные вредные вещества.
2)Комплекс Гольджи. Отдельные зона скопления мембран называется диктиосомой. В ней плотно друг к другу расположены 5-10 плоских цистерн, между ними – прослойка гиалоплазмы. Также здесь наблюдаются везикулы (в основном по периферии). Различают проксимальную (цис, обращена к ядру) и дистальную (транс, обращен к поверхности клетки, от нее отщепляется 2 типа мелких вакуолей: с гидролазами (первичные лизосомы), секреторные белки) поверхности. КГ участвует в сегрегации, накоплении и упаковке продуктов, их химической перестройке и созревании, обеспечивает формирование лизосом, выводит секреты за пределы клетки.
3)Лизосомы. Производные КГ, содержат гидролитические ферменты. Участвуют в процессах внутриклеточного переваривания, образуя пищеварительные вакуоли. Первичные лизосомы – пузырьки, заполненные бесструктурным веществом с гидролазами. Гетерофаголизосомы – формируются при слиянии лизосом с фагоцитарными или пиноцитозными вакуолями. Аутофаголизосомы – образуются при слиянии с собственными компонентами клетки. Телолизосома (остаточное тельце) – формируется при не до конца совершенном переваривании, здесь могут откладываться пигментные вещества, например, липофусцин при старении.