Методическая разработка по гистологическим методам исследования. Учебно-методическое пособие

Печатается по решению Ученого совета ФГБОУ ВО «Чеченский государственный университет

имени А.А. Кадырова» (протокол № 10 от 28.12.2023 г.)

и по решению УМС ФГБОУ ВО «Чеченский государственный университет имени А.А. Кадырова» (протокол № 3 от 08.12.2023 г.)

УДК 611.018

ББК 28.706

Рецензенты:

Умаева А.М. – канд. биол. наук, доцент кафедры ботаники, зоологии и биоэкологии ФГБОУ ВО «Чеченский государственный университет имени А.А. Кадырова»

Кушалиева Ш.А. – канд. биол. наук, заведующий кафедрой экологии и безопасности жизнедеятельности ФГБОУ ВО «Чеченский государственный педагогический университет»

Абумуслимов С.С., Магомедова З.А., Шахбиев Х.Х. Методическая разработка по гистологическим методам исследования / С.С. Абумуслимов, З.А. Магомедова, Х.Х. Шахбиев [Электронное издание]. – Грозный: издательство Чеченского государственного университета им. А.А. Кадырова. 2023. – 67 с.

Учебно-методическое пособие по гистологическим методам исследования предназначено для студентов биологических специальностей. Данное учебнометодическое пособие может быть использовано студентами и лаборантами для приобретения теоретических и практических знаний по цитологическим и гистологическим методам исследования, освоения практических навыков по изготовлению и изучению препаратов под световым микроскопом. Учебное пособие может оказаться полезным учителям и обучающимся средних образовательных школ, так как в пособии приведены доступные методики приготовления и изучения временных препаратов клеток и тканей живых объектов, рекомендации по изучению препаратов под световым микроскопом.

Учебно-методическое пособие знакомит с основами микроскопирования биологических объектов на светооптическом уровне.

©Абумуслимов С.С., Магомедова З.А., Шахбиев Х.Х.

©ФГБОУ ВО «Чеченский государственный университет имени А.А. Кадырова», 2023

2

Введение

Вучебном пособии рассматриваются гистологические и цитологические методы исследования клеток и тканей животных.

Впервой главе приводятся основные теоретические сведения о морфологии клеток и тканей животных (морфология клеток и тканей,

разнообразие клеток и тканей, перечень компонентов клеток и тканей,

морфология которых исследуется с различными целями).

Во второй главе рассмотрены общие представления об основных методах исследования клеток и тканей (в основном световая микроскопия, то, что реально можно использовать в школах, вузе и в лабораториях. Также включены сведения об электронной микроскопии).

Втретьей главе рассмотрены методы приготовления временных препаратов. В этом разделе мы приводим перечень временных препаратов из клеток и тканей, которые можно приготовить без особых материальных затрат.

Вглаве описываются самые минимальные условия для приготовления временного препарата - стекла, фиксаторы, красители, среды для заключения временного препарата.

Вчетвертой главе подробно рассмотрена гистологическая техника приготовления постоянных препаратов. Описаны подробно этапы приготовления постоянного препарата с момента забора материала вплоть до заключения в канадский бальзам.

Впятой главе освещаются современные автоматизированные методы приготовления гистологических препаратов.

Учебное пособие не ставит своей целью подробный охват и анализ всех существующих гистологических методов. Основная цель - освежить в памяти основные сведения по методам изучения клеточной и тканевой организации живых объектов, преимущественно клеток и тканей животных, путем изготовления препаратов для изучения их под световым микроскопом. В то же время сведения, приводимые в учебно-методическом пособии, могут помочь в

4

Глава 1. Общие сведения о клеточной и тканевой организации живых объектов

1.1Общие сведения об организации живых объектов

Объектами исследования в цитологии и гистологии являются клетки и ткани. Эмбриология также изучает клеточное и тканевое строение развивающегося зародыша. Все три дисциплины изучают структурные особенности клеток и тканей, выявляемые под световым и электронным микроскопами.

Живые объекты характеризуются различным уровнем организации.

Элементарной структурной основой живых организмов является клетка. Она является той минимальной структурой, в которой протекают процессы жизнедеятельности организма. Клеточное строение имеют как прокариотические, так и эукариотические клетки. Примерами прокариотов являются бактерии и сине-зелёные водоросли. Прокариоты представлены одноклеточным уровнем организации. Кроме того, одноклеточными могут быть и эукариотические организмы – одноклеточные простейшие (амеба, инфузория,

хламидомонада, хлорелла, зеленая эвглена).

1.2 Клеточный уровень организации

Клетка – это элементарная единица живой материи. Она состоит из трех основных компонентов – клеточной оболочки (мембраны), цитоплазмы и ядра.

Цитоплазма эукариотической клетки содержит органеллы, гиалоплазму и включения.

Органеллы, являющиеся постоянными компонентами клетки, бывают двух типов – мембранные и немембранные. А среди мембранных органелл различают одномембранные и двухмембранные. Одномембранные органеллы – это гладкая и шероховатая эндоплазматическая сеть (ретикулум), аппарат Гольджи,

лизосомы, пероксисомы и различного диаметра мембранные пузырьки

(вакуоли). К двухмембранным органеллам относятся митохондрии и пластиды,

6

ак немембранным органеллам относятся – рибосомы, центриоли,

микротрубочки, промежуточные филаменты и микрофиламенты. Включения весьма разнообразны по химическому составу, они располагаются в гиалоплазме цитоплазмы клетки. Чаще всего исследуют белковые, углеводные и жировые включения или запасные вещества. Среди включений клетки встречаются экскреторные, секреторные и пигментые, которые являются продуктами метаболизма (экскреторные), секретами клетки, которые выделяются клетками и пигментными, которые накапливаются клеткой в процессе жизнедеятельности

(липофусцин, меланин) или появляются на разных этапах созревания клетки

(гемоглобин). Также важно отметить, что клетки могут содержать сложные структуры, в образовании которых принимают участие несколько структур клетки, в частности, микроворсинки и реснички (жгутики).

Ядро – это главный компонент клетки, содержащий генетический материал. Ядро, как правило, округлой формы и состоит из следующих важных структурных компонентов – ядерной оболочки, одевающей сверху ядро и отделяющий ее содержимое от цитоплазмы, хроматина, ядрышка и жидкого ядерного сока.

При микроскопическом исследовании клеток, прежде всего, обращают внимание на общие морфологические особенности клеток – размеры, форма,

наличие выростов (отростков), тинкториальные свойства, интенсивность окрашивания различных участков клеток. Что касается структур клеток, то важное значение имеет форма, размеры органелл, их распределение в клетке, а

также их тинкториальные свойства. Например, эндоплазматический ретикулум имеет вид сетки в клетки, а центриоли выявляются в виде отдельной точки около ядра. Цитоскелетные структуры – микротрубочки, актиновые филаменты,

промежуточные филаменты – могут распределяться практически по всей клетке.

Здесь важно отметить, что в клетке могут встречаться структуры с различными тинкториальными свойствами (способность клеток, и клеточных структур по разному окрашиваться гистологическими красителями). Ядра и ядерные структуры окрашиваются основными красителями, то есть обладают базофилией

7

и поэтому они называются базофильными структурами клетки. Цитоплазма во многих клетках обладает оксифилией, то есть способностью окрашиваться кислыми красителями. В некоторых клетках (лимфоциты, тромбоциты)

цитоплазма может обладать базофилией, то есть вся клетка обладает базофилией.

В других клетках цитоплазма обладает нейтрофилией, то есть способностью одновременно воспринимать и кислые, и основные красители. Поэтому дифференциальное окрашивание различных клеточных структур является важным морфологическим признаком при идентификации и описании клеток и клеточных компонентов.

1.3 Тканевая организация живых объектов

Живые организмы могут быть и многоклеточными. В этом случае у них можно выделить тканевую организацию. Ткань образована клетками и межклеточным веществом. При этом ткань представляет собой единое структурное и функциональное образование. Компоненты, входящие в состав межклеточного вещества, как правило, являются продуктами активности клеток самой ткани. В случае некоторых тканей компоненты межклеточного вещества могут синтезироваться не ее клетками.

В общей гистологии выделяют четыре основные группы тканей – нервная,

соединительная, мышечная и эпителиальная. Эти ткани могут имеют разновидности. Группа эпителиальных тканей подразделяется на две подгруппы

– покровные и железистые. Внутри покровных выделяют следующие разновидности: однослойные и многослойные. Однослойные покровные эпителии представлены: однослойным плоским эпителием (мезотелием),

выстилающим брюшную полость; однослойные кубическим и призматическим эпителием, формирующими проксимальные и дистальные канальцы почек;

однослойным каемчатым эпителием, например, формирующим слизистую оболочку тонкого кишечника; однослойным многорядным реснитчатым эпителием дыхательных путей. Многослойные эпителии представлены

8

нескольким разновидностями – многослойным неороговевающим,

ороговевающим и переходным эпителиями. Многослойный ороговевающий формирует эпидермис кожи, а неороговевающий покрывает слизистую оболочку ротовой полости, часть пищевода и прямой кишки и формирует роговицу глаза.

Все указанные разновидности покровного эпителия имеют свои морфологические особенности, которые необходимо знать исследователю при изучении препаратов, на которых имеются указанные ткани.

Морфологические признаки эпителиальных тканей, которые помогают при микроскопическом исследовании эпителиальных тканей. В первую очередь это то, что они формируют пласты из клеток, практически отсутствует межклеточное вещество, то есть клетки тесно прилегают к друг другу, форма большинства клеток входящих в состав покровных эпителиев является одинаковой. У некоторых покровных эпителиев клетки имеют полярность, что хорошо выявляется даже на светооптическом уровне – микроворсинки в виде каемки в апикальной части эпителиальных клеток слой ресничек на апикальной поверхности реснитчатого эпителия. Внутри клеток могут выявляться сильное развитие синтетического аппарата (гранулярной ЭПС, комплекса Гольджи и рибосом), что выявляется в виде базофилии цитоплазмы вокруг ядра и в апикальной части клетки.

Более разнообразной по морфологии бывает группа соединительных тканей (ткани внутренней среды). В эту группу входят ткани с различной плотностью, например, жидкая кровь и плотная костная ткань. Обычно всю группу делят на кровь и лимфу, собственно соединительные ткани (рыхлая волокнистая соединительная ткань, плотная оформленная и неоформленная соединительные ткани), соединительные ткани со специальными свойствами

(ретикулярная, жировая, пигментная и слизистая волокнистая соединительная ткани), хрящевые (гиалиновая, эластическая и волокниста хрящевые ткани) и

костные (грубоволокнистая, тонковолокнистая костные ткани).

Главной структурной особенностью этих тканей является то, что у них сильно развито межклеточное вещество и клетки разнообразной морфологии. По

9

этим признакам эту группу легко отличить от тканей других групп

(эпителиальных, мышечных, нервной). В составе межклеточного вещества некоторых соединительных тканей (собственно соединительных, ретикулярной,

жировой, слизистой) и хрящевых (эластическая хрящевая ткань, гиалиновая хрящевая ткань) хорошо выражены фибриллярные структуры (коллагеновые,

эластические и ретикулярные волокна). Среди клеток соединительных тканей могут встречаться клетки с цитоплазмой, обладающей базофилией, оксифилией и нейтрофилией.

Мышечные ткани также можно разделить на разновидности. По наличию исчерченности мышечные ткани делят на две большие группы: исчерченные и неисчерченные. К исчерченным (поперечно-полосатым) мышечным тканям относят скелетную и сердечную мышечные ткани. К неисчерченным относят гладкую мышечную ткань, выстилающая стенки кровеносных сосудов,

желудочно-кишечного тракта.

Характерной морфологической особенностью мышечных тканей является удлиненная, вытянутая форма клеток, хотя это признак присутствует не у всех представителей мышечных тканей. Как уже отмечалось, скелетные и сердечные поперечно-полосатые ткани мышечные ткани легко идентифицировать на препаратах по исчерченности и вытянутой форме клеток. Важно заметить, что для идентификации скелетной и сердечной мышечной тканей важное значение имеет количество ядер в клетки и их распределение в цитоплазме. Для гладких мышечных тканей, по видимому, имеет значение вытянутая веретеновидная форма клетки и удлиненная сигарообразное ядро. Другие разновидности мышечных тканей могут обладать морфологическими признаками, отличающие их от описанных.

Нервная ткань рассматривается как единое образование, то есть в настоящее время не выделяют разновидности тканей внутри этой группы.

Нервная ткань обладает также некоторыми структурными особенностями.

Нервные и нейроглиальные клетки, из которых состоит нервная ткань обладают отростками. В нейронах эти отростки носят разные названия (дендриты, аксоны)

10