История развития гистологии,цитологии и вирусологии. Развитие гистологии в Казахстане

Введение

1.История  развития гистологии

1.1. Домикроскопический период

1.2. Микроскопический период

2.История развития цитологии

3. Развитие современной цитологии

4.Заключение

5.Литература

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гистология зародилась задолго до изобретения микроскопа. Первые описания тканей встречаются в работах Аристотеля, Галена, Авиценны, Везалия. В 1665 году Р. Гук ввёл понятие клетки и наблюдал в микроскоп клеточное строение некоторых тканей. Гистологические исследования проводили М. Мальпиги, А. Левенгук, Я. Сваммердам, Н. Грю и др. Новый этап развития науки связан с именами К. Вольфа и К. Бэра — основоположников эмбриологии

В истории развития гистологии можно выделить три основных периода: домикроскопический, микроскопический и современный.

Домикроскопический период связан с эволюцией представлений о строении тела человека и длился с начала V в. до н. э. и по 1665 г. Хотя считается, что первый микроскоп был сконструирован голландцем Янсеном З. в 1590 г. Но это был набор увеличительных линз.

Микроскопический период (1665 – 1950 гг.) начался с изобретения микроскопа английским физиком Р. Гуком, который исследовал биологические объекты. Р. Гук впервые ввел термин «клетка».

в 1677 г. Левенгук при исследовании спермы животных обнаружил двигающиеся клетки — он назвал сперматозоиды «живчиками». Далее история микроскопии развивалась медленно, т.к. не понимали, какой материал исследовать.

В дальнейшем происходило непрерывное усовершенствование микроскопов и все более широкое их использование для изучения биологических тканей и органов.

Дальнейшее совершенствование микроскопов позволило выявить в клетках более мелкие структуры:

1. пластинчатый комплекс (К. Гольджи – 1897 г.);

2. митохондрии (Эван Бенда – 1897 г.);

 

3. центриоли ( Т. Бовери – 1895 г.);

 

4) эндоплазматическую сеть (К. Портер  – 1945 г.);

5) лизосомы (К. Дюв – 1949 г.).

Были описаны механизмы деления растительных (И. Д. Чистяков, 1874 г.) и животных клеток (П. И. Перемежко, 1978 г.).

Первые гистологи в России Н.М. Якубович и Ф.В. Овсянников. Работы этих учёных по микроскопическому строению мозга и нервов положили начало дальнейшему развитию гистологии.

Я. Пуркинье описал наличие в животных клетках цитоплазмы и ядра, а несколько позже Р. Браун обнаружил ядро в растительных клетках. Ботаник М. Шлейден занимался исследованием происхождения клеток – цитокинезисом. В результате своих исследований Т. Шванн сформулировал клеточную теорию:

1) все растительные и животные организмы состоят из клеток;

2) все клетки развиваются по  общему принципу – из цитобластомы;

М.Д. Лавдовский и Ф.В. Овсянников создали первое русское руководство по гистологии.

Начало современного этапа можно отнести к 1950 г., когда впервые электронный микроскоп был применен для изучения биологических объектов. Для современного этапа развития гистологии характерно внедрение не только электронной микроскопии, но и других методов: цито- и гистохимии, гисторадиографии, иммуногистохимии и т. д.

Гистологию в России развивали ученые медицинских факультетов российских вузов, где сформировались сильные гистологические школы:

1. Московская школа (А.И. Бабухин, И.Ф. Огнев). Основное направление деятельности – гистогенез мышечной и нервной ткани, гистофизиологические подходы к изучению органов чувств, особенно органа зрения;
2. 2) Петербургская гистологическая школа при Медико-хирургической академии (К.Э. Бэр – эмбриолог, Н.М. Якубович, М.Д. Лавдовский – нейрогистологи и А.А. Максимов – автор унитарной теории кроветворения);

3) Петербургская гистологическая  школа при университете (Ф.В. Овсянников  – исследования органов чувств, А.С. Догель – нейрогистолог и др.);

4) Киевская гистологическая школа (П.И. Перемежко изучал деление клеток, развитие органов);

5) Казанская гистологическая школа  – К.А. Арнштейн, А.С. Догель, А.Е. Смирнов, Т.А. Тимофеев, Б.И. Лаврентьев. Данная школа развивала нейрогистологическое направление.

Наиболее крупными учеными в области гистологии в России были А.А. Заварзин и Н.Г. Хлопин, занимавшиеся исследованием закономерностей развития тканей в филогенезе.

История возникновения и развития цитологии

• История возникновения и развития цитологии неразрывно связана с изобретением микроскопа и совершенствованием техники микроскопических исследований. Английский естествоиспытатель Р. Гук, рассматривая под микроскопом пробку, обнаружил, что она состоит из отдельных замкнутых ячеек. Он назвал их клетками. Это открытие, имевшее для биологии очень важное значение, Р. Гук в 1665 г. опубликовал в своей книге «Микрография». Но потребовалось немало времени и работы многих ученых, прежде чем было доказано клеточное строение живых организмов.
• Поскольку большинство клеток имеет микроскопические размеры, то изучение их стало возможным лишь после изобретения микроскопа. В истории развития цитологии логически и хронологически можно выделить три основных этапа.
• Развитие цитологии до начала XX в. Первые микроскопы были сконструированы на рубеже XVI-XVII вв. По одним данным приоритет их изобретения принадлежит голландским оптикам братьям Янсен (1590 г.), по другим - знаменитому итальянцу Галилею (1610 г.), по третьим – немецкому ученому Кеплеру (1617 г.). Открытие клетки произошло значительно позже и связано с именем крупного английского ученого Роберта Гука (1635-1703 гг.). Р. Гук (1665 г.) рассматривая тонкие срезы высушенной пробки, обнаружил, что они «состоят из множества коробочек». Каждую из этих коробочек он назвал латинским словом «cellula», или клетка («камера»). Помимо открытия клетки Р. Гук сделал большое число открытий в других областях науки. В частности им была усовершенствована конструкция микроскопа. Сконструированный им микроскоп позволял увеличивать объекты в 100-140 раз. После Гука клеточное строение растений подтвердили ботаники М. Мальпиги (1675) и Н. Грю (1682). Особый вклад в изучение клетки внес голландский исследователь А. Левенгук (1632-1723 гг.), в период с 1674 по 1683 гг. открывший эритроциты, одноклеточные организмы, спермии позвоночных животных, пластиды, бактерии. Следует отметить, что в соответствии с уровнем микроскопической техники того времени важнейшей частью клетки считалась ее оболочка. В то время еще не предполагали, что главное в клетке не стенка, а содержимое. Понадобилось около 200 лет развития цитологии, чтобы окончательно преодолеть это заблуждение. В XVIII в. благодаря усовершенствованию механических частей и осветительных приспособлений конструкция микроскопа была несколько улучшена. Однако уровень знаний о клетке, достигнутый в XVII в., существенно не изменился до начала XIX в. В XIX в. ученые обратили внимание на полужидкое студенистое содержимое, заполняющее клетку. В 1831 английский ботаник Р. Броун установил существование в клетке ядра (от лат nucleus, греч. caryon). В 1839 г. чешский физиолог Я. Пуркине для обозначения живого содержимого клетки вводит термин «протоплазма». Содержание этого понятия в то время примерно соответствуют современным понятиям цитоплазма + органоиды. В свое время концепция протоплазмы сыграла важную роль. Однако в ходе развития цитологии выяснилось, что протоплазма не однородна ни по своему химическому составу, ни по структуре. Поэтому постепенно этот термин вышел из употребления. В 1839 немецкий зоолог Теодор Шванн (1810-1882 гг.), опираясь на теорию развития клеток выдающегося немецкого ботаника Матиаса Шлейдена (1804-1881 гг.), опубликовал классическое сочинение "Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений". В этой книге сформулированы основные положения клеточной теории. Суть её заключается в следующем:
• Растительные и животные организмы состоят из клеток.
• Клетки растительных и животных организмов развиваются аналогично и близки друг к другу по строению и функциональному назначению.
• По утверждению Ф. Энгельса, создание клеточной теории было наряду с законом превращения энергии и эволюционной теорией одним из трёх величайших открытий в естествознании XIX в. Создание клеточной теории явилось сильнейшим стимулом к дальнейшему изучению клетки. Так в 1858 г. немецкий врач Р. Вирхов (1821-1902) внес в теорию существенное дополнение: каждая клетка может возникнуть только из предшествующей клетки. Широко известно его изречение «Omnis cellula e cellula» («Каждая клетка из клетки»). Это положение в основном завершило создание клеточной теории и опровергло ошибочные взгляды Шлейдена и Шванна о свободном клеткообразовании. Так Шлейден считал, что клетки образуются в результате своего рода кристаллизации из клеточной жидкости. По мнению Шванна, развивавшего это тупиковое направление, клетки возникают из внеклеточного вещества - некой «бластемной» жидкости, находящейся вне клеток (теория цитобластемы). Р. Вирхов также выступал против гуморальной теории патологии, господствовавшей в медицине того времени. Согласно этой теории болезни организмов вызываются порчей организменных соков (крови и тканевой жидкости). По мнению немецкого ученого, в основе всякого заболевания лежит нарушение жизнедеятельности тех или иных клеток организма (клеточная или «целлюлярная» теория патологии). Учение Вирхова заставило патологов заняться изучением клеток. Замена старой гуморальной теории патологии на клеточную патологию явилось одним из революционных преобразований в медицине. К середине XIX в. "оболочечный" период в изучении клетки заканчивается, и утверждается взгляд на клетку как на "комок протоплазмы с лежащим внутри него ядром". Примерно в это же время начали применяться различные методы фиксации и окраски тканей. Для изготовления срезов были разработаны методы заливки кусочков ткани. Вначале срезы изготовлялись с помощью ручной бритвы, а в 70-х гг. XIX в. для этого изобрели особые приборы – микротомы. Благодаря новым методам, во второй половине XIX в. был обнаружен ряд постоянных составных частей протоплазмы: центросомы, митохондрии, комплекс Гольджи. В 1865 было установлено, что спермий представляет собой полноценную, хотя и высокоспециализированную клетку. Спустя 10 лет (1875 г.) немецкий зоолог О. Гертвиг показал, что сущность оплодотворения у животных заключается в слиянии ядер яйцеклетки и спермия. Швейцарский учёный Ф. Мишер (1868) установил в ядрах клеток наличие нуклеиновой кислоты. К концу XIX века были открыты и изучены митоз, мейоз, установлена сущность оплодотворения у животных и растений. Таким образом, к концу XIX века основные исследования в области цитологии были сосредоточены на подробном изучении строения, размножения и развития клеток.
• Развитие цитологии в 1-й половине XX в.
• Второй этап в развитии цитологии наступил после того, как в 1900 были переоткрыты основные законы наследственности. Цитологи одновременно с изучением органоидов клетки (центросома, митохондрии, аппарат Гольджи), занимаются изучением строения хромосом и их поведения. В результате возник «гибридный» раздел цитологии с генетикой - цитогенетика. Определение видовой специфичности числа и формы хромосом в дальнейшем было использовано в систематике растений и животных, а также для выяснения филогенетического родства. Исследования действия агентов, нарушающих механизм деления и хромосомный аппарат клеток (проникающее излучение, колхицин, ацетонафтен, трипофлавин и др.), привели к разработке методов искусственного получения полиплоидных форм. Из других значительных достижений цитологии в этот период следует отметить открытие аналога ядра у бактерий и сине-зелёных водорослей. В первой половине XX в. в цитологии стали применяться новые методы исследований (фазовоконтрастная микроскопия, микроманипуляторы, культуры клеток и тканей и ряд других). Особенно ценным при изучении живых клеток оказался метод фазово-контрастной микроскопии (1941 г.). Этот метод позволяет различать бесцветные структуры, отличающиеся лишь оптической плотностью или толщиной. Создание микроманипуляторов дало возможность проводить над клетками разнообразные операции (инъекции в клетку веществ, извлечение и пересадку ядер, локальное повреждение клеточных структур и т.д.). Большое значение приобрела разработка метода культуры тканей вне организма. Несмотря на внедрение в цитологию ряда новых методов, существенные успехи в расшифровке функций клеточных структур достигнуты лишь в современный период развития цитологии.
• Развитие современной цитологии.
• Современный этап развития цитологии начался с 50-х годов XX века, когда были сделаны крупные открытия в смежных областях науки, разработаны принципиально новые (в частности электронная микроскопия) и усовершенствованы старые методы исследований клетки. В какой-то степени это даже привело к некоторому стиранию границ между цитологией, генетикой, биохимией, биофизикой и молекулярной биологией. В этот период были обнаружены неизвестные до этого детали строения ранее открытых клеточных органоидов и ядерных структур; открыты новые ультрамикроскопические компоненты клетки: плазматическая мембрана, эндоплазматический ретикулум (сеть), рибосомы, лизосомы, пероксисомы, микротрубочки и микрофиламенты. Субмикроскопические исследования дали возможность все известные клетки (и соответственно все организмы) разделить на 2 группы: эукариоты (тканевые клетки всех многоклеточных организмов и одноклеточные животные и растения) и прокариоты (бактерии, сине-зелёные водоросли, актиномицеты и риккетсии). Прокариоты - примитивные клетки - отличаются от эукариотов отсутствием типичного ядра, лишены ядрышка, ядерной оболочки, типичных хромосом, митохондрий, комплекса Гольджи. Для изучения генетических функций клеток большое значение имело открытие содержания ДНК не только в ядре, но и в цитоплазматических элементах клетки - митохондриях, хлоропластах.

История развития эмбриологии

Как и многие другие естественные науки, эмбриология зародилась в античности. В трудах Аристотеля имеются довольно подробные описания развития куриного зародыша. В это же время возникли и две основные точки зрения на процессы развития - преформизм и эпигенез . Эти два взгляда на развитие полностью сформировались к XVII в., и между ними началась борьба. Тогда в связи с появлением микроскопа стали накапливаться фактические данные о строении зародышей и процессах развития разных организмов.

Голландец Ян Сваммердам изучил развитие и метаморфоз насекомых. Его соотечественник Антони ван Левенгук открыл партеногенез у тлей и наблюдал сперматозоиды человека. Итальянец Марчелло Мальпиги переисследовал развитие куриного эмбриона и изучил микроскопическую анатомию многих органов и тканей животных и растений. Большинство сделанных наблюдений истолковывались их авторами с позиций преформизма (предсуществования). Согласно этой точке зрения, в процессе развития не возникает ничего действительно нового, все части зародыша в уже сформированном виде присутствуют в яйце, и если их нельзя увидеть, то только из-за малых размеров; в дальнейшем происходит лишь их рост. Так, Сваммердам считал, что внутри яйца бабочки спрятана гусеница, внутри гусеницы - куколка, а внутри куколки - взрослая бабочка. Отметим, что с точки зрения преформистов казалось маловероятным самозарождение организмов. Ясно, что если зародыш предсуществует, он может находится только либо в яйцеклетке, либо в сперматозоиде. Поэтому преформисты разделились на два лагеря - овистов (от лат. ovum - яйцо) и анималькулистов (от лат. animal-culum - "зверек", одно из названий сперматозоида). При этом оказывалось совершенно непонятным, как же передаются потомкам признаки второго родителя.

Доведенные до логического завершения взгляды преформистов привели к появлению "теории вложения", одним из авторов которой был математик Г.Лейбниц . Если в яйцеклетке есть полностью сформированный зародыш, то в его яичниках должны быть сформированные яйцеклетки, в них - зародыши следующего поколения, и так до бесконечности. С точки зрения современной науки эти взгляды, конечно, совершенно нелепы.

Согласно точки зрения, получившей название эпигенеза, в ходе развития происходит постепенное усложнение формы; из бесструктурного, однородного материала яйца возникают различающиеся части зародыша. Автором термина "эпигенез" был У.Гарвей , открывший круги кровообращения и выдвинувший в своей книге "О произрождении животных" знаменитый принцип "Все (живое) из яйца". Гарвей писал: "Ни одна часть плода не существует в яйце актуально, но все части находятся в нем потенциально". Яйцо не содержит органов зародыша, а лишь "потенции" - задатки их развития.

В XVIII в. продолжал господствовать преформизм. Однако в 1759 г. в работе малоизвестного тогда ученого Каспара Фридриха Вольфа появились факты, прямо противоречащие преформистским воззрениям. Вольф доказывал, что такие органы куриного зародыша, как нервная трубка и кишечник, первоначально закладываются в виде плоских пластов, а лишь затем сворачиваются в трубки. Таким образом, в ходе развития происходит формообразование. Однако даже эти четкие наблюдения отвергались преформистами.

В первой половине XIX в. факты, противоречащие преформизму, уже стали общепризнанными. Так, было твердо установлено, что все органы позвоночных развиваются из трех первичных зародышевых пластов, или листков (см. " Органогенез ").

Согласно современной точке зрения, истина лежит где-то посередине между преформизмом и эпигенезом. Высказывание Гарвея оказалось гениальным предвидением. Генетическая программа развития, определяющая его ход, полностью "преформирована" в оплодотворенной яйцеклетке. Кроме того, и цитоплазма яйца не бесструктурна - в разных ее участках содержатся вещества, предопределяющие ход развития частей зародыша (см. " Оплодотворение "), но, конечно, никаких структур будущего зародыша в яйце нет.

В первой половине XIX в. большие успехи делали систематика и сравнительная анатомия. Одним из главных методов в биологии стал сравнительный метод. Под влиянием этих успехов зародилась сравнительная эмбриология. Наиболее важные результаты этого направления эмбриологии были получены российским ученым Карлом Бэром . Изучив эмбриональное развитие всех классов позвоночных, Бэр установил, что на некоторой довольно ранней стадии все эти зародыши наиболее сходны между собой, а различия приобретаются в ходе дальнейшего развития. Это позволило Бэру сформулировать закон зародышевого сходства: зародыши животных, относящихся к одному типу, более сходны, чем взрослые формы. Признаки типа появляются в ходе развития раньше, чем признаки класса, отряда и т.д.; последними появляются видовые признаки.

Новый импульс это направление исследований получило после выхода в свет книги Ч.Дарвина "О происхождении видов" и быстрого распространения идей эволюционизма. Зародышевое сходство стали рассматривать как показатель общности происхождения, а изучение эмбрионального развития - как один из главных способов изучения филогении (путей эволюционного развития) организмов. Э.Геккель сформулировал биогенетический закон : "Онтогенез есть быстрое и краткое повторение филогенеза (исторического развития вида)". Геккель утверждал, что филогенез есть причина онтогенеза: идивидуальное развитие полностью обусловлено историей развития вида. В дальнейшем эти взгляды были частично отвергнуты наукой, а частично видоизменены и дополнены.

Особенно большой вклад в эволюционную эмбриологию внесли отечественные ученые А.О.Ковалевский и И.И.Мечников . Ковалевский изучил раннее развитие ланцетника - представителя хордовых - и доказал его сходство с развитием асцидий и некоторых других беспозвоночных. Мечников изучил раннее развитие примитивных многоклеточных ( губок и кишечнополостных ) и доказал сходство ранних стадий развитая всех многоклеточных животных.

Увлечение восстановлением хода эволюции на основе эмбриологических данных привело к тому, что эмбриология во многом утратила самостоятельность, став частью сравнительной анатомии и теории эволюции. Однако в конце XIX в. вновь усилился интерес к непосредственным причинам развития, его механизмам. Новому направлению одним из его основателей, Вильгельмом Ру , было дано название механики развития. В основу этого подхода Ру положил причинно-аналитический метод, согласно которому, чтобы понять механизмы развития, надо разбить его на отдельные звенья, выяснить механизмы каждого звена и причинно-следственные связи между ними. Ру подчеркивал, что сделать это можно только путем экспериментов. Например, следовало выяснить, может ли каждая часть зародыша развиваться самостоятельно или требует воздействий извне. Для этого можно изолировать часть зародыша, пересадить ее в другой участок и т.д. Он утверждал также, что процессы развития нельзя объяснить без знания законов химии и физики. Эти законы лежат в основе функционирования живых клеток, а развитие, в свою очередь, складывается из небольшого числа разных форм клеточной активности - роста, деления, миграции и т. д.

История развития гистологии в Казахстане

В 1970 году выходит в свет учебно-методическое пособие к практическим занятием по гистологии и эмбриологии под редакцией доцента Ф.С.Балакина и доцента А.Н.Бажанова .В 1982 году профессором Бажановым и доцентом Барышевым Б.Б совместно с 1 Московским медицинским институтом им. И.М.Сеченова были опубликованы методические разработки к практическим занятиям по цитологии,эмбриологии,общей гистологии и в 1983 году-по частной гистологии.В 1993 году ст.преподавателями Кикимбаевой А.А., Исаевой З.К. опубликованы на государственном языке две методические разработки по цитологии,эмбриологии и общей гистологии.В 1995 году К.М.Н.,ассистент Апсалямов В.Х опубликовал методическое пособие к теме «Мужская половая система».В 1998 году к.б.н.,ст.преподаватель Кикимбаева А.А издала типографским способом методическое пособие к практическим занятиям по теме «Поджелудочная железа» .В 2004 году доцент Апсалямов В.Х публикует «Сборник вопросов для комплексного тестирования  по гистологии» и в 2007 году-учебное пособие по «Мужской половой системе ».В 2006 году доцент Кикимбаева А.А. издает электронное учебное пособие «Атлас гистологии и гистохимии панкреатических В-клеток в норме и патологии»(Свид.гос.регистрации №423)