Гистологияның даму тарихы

Жоспар:

 

І. Кіріспе

II. Негізгі бөлім

        А) Гистология

        Б) Цитология

III. Қорытынды 

            Гистология — (грек. hіstos – тін және logos – ілім) – адамның және көп клеткалы жануарлардың тіндерін зерттейтін ғылым. Гистологияның міндеті – тін эволюциясын анықтау, оның организмде дамуын (гистогенез), химиялық қасиеттерін (гистохимия), клеткаларының құрылысын, атқаратын қызметін (гистофизиология) зерттеу. Жеке ғылым саласы болып Гистология 19 ғ-дың басында микроскоппен зерттеудің дамуына байланысты қалыптасты. Жалпы Гистология – тіннің дамуын, құрылысын және атқаратын қызметін зерттесе, жеке Гистология – адам және көп клеткалы жануарлар органдарының микроскопиялық құрылымын зерттейді. Кейде бұны «микроскопиялық анатомия» деп те атайды. «Гистология» терминін ғылымға неміс ғалымы К.Майер енгізген (1819ж.). Қазақстанда Гистология саласындағы жүйелі зерттеулер Алматы зоотех.-малдәрігерлік институты (1929ж., қазіргі Қазақ ұлттық агр. университеті) мен Қазақ мед. институтының (1932ж., қазіргі Қазақ ұлттық мед. университеті) гистология және эмбриология кафедраларында басталды. 1930–1960 ж. омыртқалы жануарлардың тіндері, олардың құрылымындағы ерекшеліктер тін филогенезі мен тін айналасындағы жағдайларға байланысты зерттелді. 1970 жылдан бері кейбір жалпақ құрттар мен жұмыр құрттардың жүйке жүйесі, ас қорыту органдары, сондай-ақ, малдың еті мен өкпесі, жүрегі мен қан тамырлары, терісі гистология тұрғыдан айқындалды. Тамақтану, ғарышқа ұшу жағдайларының адам мен жануарлар тініне тигізетін әсері анықталды. Жүйке талшықтарының адам органдарында тарамдану тәртібі зерттелді. Адам мен жануар тіндерінде ауырған кезде болатын гистол. өзгерістер сипатталды. Қазақстанда Гистология саласының дамуына үлес қосқан ғалымдар: Ф.Мұхамедғалиев, А.Зорина, Б.Шайкенов, І.Шағыров, З.Слободин, т.б. Қазіргі кезде Г-лық зерттеулермен Қазақстан Білім және ғыл. министрлігінің Зоология институты, «Биоген» жабық акцион. қоғамы, Қазақ ұлттық мед. ун-ті, т.б. жоғары оқу орындарының арнайы кафедралары шұғылданады.

             Гистологиялық зерттеу әдістері : 1) оптикалық (жарық сәулесінің көмегімен) микроскопия — жануарлар мүшелерінің ұлпалары мен жасушаларының ұсақ құрылымын көріп таддаудың негізгі әдісі; 2) фазалық контрасттық микроскопия жануарлардың тірі ұлпалары мен жасушаларынан алынған, боялмаған мөлдір гистологиялық жонындыларды зерттеу әдісі; 3) ультракүлгіндік микроскопия — әдіс қысқа ультракүлгін сәулелерді пайдалануға негізделген. Ультракүлгіндік микроскопияда препараттың көрінісін люминесцентті экранда талдап, анықтап көріп, фотопластинкаларға түсіріп зерттейді; 4)Флуоресценттік (люминесценттік) микроскопия — флуоресценция құбылысына, яғни зерттелетін гистологиялық нысанның сәулелі энергия әсерінен қозуына негізделген. Флуоресцентті микроскопта флуоресценцияны қоздыру үшін, сәулелі энегия көзі ретінде, тым жоғарғы қысымдағы сынап немесе ксенонды шамдар қолданылады. Флуоресценцияның екі түрі ажыратылады: 1. өзіндік (біріншілік) флуоресценция — гистологиялық препараттағы жасуша құрылымдарының сәулелі энергия әсеріне байланысты жарық шығарып өздігінен жарқырауы. 2. жасанды (екіншілік) флуоресценция — жасуша құрылымдарының арнайы бояғыш заттар—флуорохромдармен боялуы нәтижесінде ерекше түспен жарық беру қасиеті. Мысалы, қызыл-сары акридин флуорохромымен боялған ДНҚ жасыл, ал РНҚ қызыл түс береді. Екіншілік флуоресценция — тым сезімтал әдіс. Оның көмегімен жасушаның химиялық құрамын да анықтауға болады; авторадиография — жануарлар ұлпалары мен жасушаларындағы радиоактивті изотоптармен белгіленген заттарды анықтауға арналған цитологиялық әдіс Радиографиялык,зерттеуге радиоактивті фосфорды(Р), көміртегті(С), күкіртті(S), сутегті (Н) немесе осы радиоактивті элементтермен белгіленген қосылыстарды пайдаланады. Зерттеу кезінде препараттағы белгіленген радиоактивті изотоптан бөлінген сәулелердің әсерінен көріністі тұсірген фотопластинка фотоэмульсия құрамындағы бромды күмістен таза күміс түйіршіктері бөлініп,ұлпалар мен жасушалардағы белгіленген заттардың орналасу орындарын көрсетеді; электронды микроскопия жарық сәулелері толқындарына қарағанда 100000 есе қысқа электромагнит толқындарын пайдалану арқылы нысандарды 100000- нан миллиондаған есеге дейін үлкейтіп көрсететін жаңа тым нәзік микроскопиялық (субмикроскопиялық) зертеу әдісі.Соңғы кезде шыққан микроскоптар гистологиялық нысандардың кеңістіктік үшөлшемдік көлемді зерттелуін қамтамасыз етеді.

           Гистологиялық зерттеу нысандары — гистологиялық зерттеу нысандары мақсатында түрлі жануарлардың тірі организмдері мүшелерінен биосынама (биопсия) ретінде немесе зерттеу мақсатымен сойылған жануарлар денесінен кесіп алынған, мөлшері 1см/0,5см мүшелердің бөлікшелері алынады. Биосынамалар немесе кесіп алынған мүшелер бөлікшелері ғылыми-зерттеу жұмыстарының бағыттары мен мақсатына сәйкес арнайы ерітінділерде бекітіліп, тиісті гистологиялық әдістер арқылы өңделеді. Олардан боялған гистологиялық препараттар немесе тым жүқа нәзік жонынды (ультражонынды) дайындалады. Ғылыми талдауға олардың оптикалық және электронды микроскоптардағы көріністері немесе осы көріністердің теледидар экраны дисплейіндегі суреттері пайдаланылады.

              Гистологиялық препараттар — микроскопиялық зерттеулерде пайдаланылады. Гистологиялық препараттарды дайындау процесі төмендегідей кезендерден тұрады: 1) зерттеуге керекті гистологиялық материалды тиісті мүшелерде жануарлар организмі мүшелері мен ұлпаларынан кесіп алып бекіту (формалин, алмас және т.б. ерітінділерде).     2) бекітілген гистологиялық материалды тығыздап қатайту (спирттер ерітінділері қатарынан — 60 , 70 , 80 , 96 , 100 өткізіп сусыздандырып, парафин немесе целлоидиннің эфирдегі ерітіндісіне салып қатайту). 3) қатайған кесекшелерден микротом арқылы жұқа жонындыларды дайындау. 4) жарық микроскопымен зерттеуге дайындалған жонындыларды бояу (гистологиялық бояғыштар қолданылады). 5) боялған жонындыларды төсеніш және жапқыш шынылар арасына канада бальзамына салып қатыру.

              Гистологиялық бояғыштар (гистологические красители) - адам мен жануарлар мүшелері мен ұлпаларынан алынған гистологиялық препараттардағы жекеленген құрылымдарды анықтау үшін қолданьшатын бояғыш заттар. Гистологиялық бояғыштар — ұлпалар мен мүшелер құрылымдарының боялу сипатына қарай: қышқылдық, негіздік және арнайы бояғыштар болып үш топқа бөлінеді. Қышқылдық бояғыштар (пикрин қышқылы, эозин, флоксин, азокармин т.б.) — гистологиялық құрылымдарды — қызғылт, негіздік бояғыштар (гематоксилин, сафронин, пиронин, тионин) — көкшіл түске бояйды. Арнайы бояғыштарға май және май тәріздес заттарды анықтайтын бояулар (осмий қышқылы, судан -III) жатады.

             Цитология (гр. κύτος — «қойма», бұл жерде: «жасуша» и гр. λόγος — «оқу», «ғылым») - жасуша туралы ғылым. Цитология ғылымы біржасушалы, көпжасушалы ағзалар жасушасының құрылысын,құрамын және қызметін зерттейді.Ал жасуша бүкіл тірі денелердің ең қарапайым құрылысын,қызметін және дамуын сипаттайды. Сондықтан да цитологияның зерттейтін құрылыстары мен заңдылықтары цитология, тәнтану, эмбриология, физиология, генетика, биохимия, молекулалық биология және т.б. ғылым негіздерінің қалануына жол ашты. Цитология бөлімі - цитохимия пәні жасушаның химиялық құрамының құрылысын,олардың түзілуін, жасушадағы таралуы мен белсенділігін және оның қызметінің өзгеруіне байланысты химиялық қосылыстардың өзгеріп отыруын зерттейді. Цитохимияның негізгі жетістіктерінің бірі - нуклеин қышқылдарының ақуыз молекуласын синтездеудегі генетикалық рөлін анықтау. Жасушаның белсенді қызметіне байланысты ақуыздың өзгеріске ұшырау себептерін және олардың зат айналымындағы рөлін зерттеу де цитохимияның үлесіне тиеді.Бұдан біз цитология ғылымының көп саланы қамтитынын байқаймыз.Өзінің даму бағытында цитология тек биологиямен ғана емес,сонымен қатар медицина,ауылшаруашылық, химия, физика, математика және т.б. ғылымдармен де тығыз байланысты.Бұл ғылымдардың жетістіктері мен әдістері цитологиялық зерттеулерде кең көлемде қолданылады.Сондай-ақ цитологияның жетістіктері көптеген ғылымның негізін салуда маңызды рөл атқарады. Осы ашылған жаңалық органикалық дүние бірлігінің өте нанымды дәлелінің бірі болды.Осындай дәлелді өсімдіктер мен жануарлардың жасуша құрылымының ұқсастықтарынан да көруге болады

                    Морфология ілімінен өрбіген цитология анатомия, гистология, физиология, эмбриология, генетика, биохимия т. б. ілімдерімен тығыз байланыса келіп, клетка физиологиясы, цитохимия, цитогенетика, цитоэкология, салыстырмалы цитология сияқты өзінің төл тармақтарын туындатты. Цитология да биохимия, биофизика, генетика және молекулалық биология салаларындай ғылыми әдістемелік тәсілдерге жүгінеді. Осы тәсілдер арқылы ол соңғы жылдары клетканы жан-жақты зерттеуде нәтижелі жетістіктерге жетті. XIX ғасырдың басында жүргізілген микроскопиялық зерттеулер жануарлар мен өсімдіктер организмдерінің клеткадан құрылатынын дәлелдеп қана қоймады, органикалық дүниенің даму заңдылықтарын ашып берді. Я. Э. Пуркиня және И. П. Мюллер ұйымдастырған ғылыми мектептер өмірге клетка теориясы жөнінде көп жаңалықтарды әкелді. Жалаң физиологиямен және фармакологиямен айналысқан Пуркинье енді өзінің ғылыми бағыт-бағдарын өсімдіктер мен жануарлар клеткаларын зерттеуге қарай бұрды. Клетка теориясы ашылғанға дейін биология саласында оптикалық құралдармен жабдықтау, оньт жетілдіру сияқты күрделі жұмыстар жүргізілді. Сөйтіп, өсімдіктер мен жануарларды зерттеуде алғашқы мағлұматтар алына бастады. 1665 жылы Роберт Гук тұңғыш рет үлкейтіп көрсететін шынының көмегімен тозағашының құрылысын зерттеп, оның «клеткадан» тұратынын анықтады. Кейін өсімдіктердің өсіп дамуын бақылай келе М. Мальпиги (1671), II. Грю (1671) бұл жаңалықтарды толық. дәлелдеді. А. Левенгук (1680) бірінші рет қан құрамында эритроциттердің барын анықтаса, Фантана (1781) жануарлар клеткаларындағы небір құпияларды ашты. Осыдан кейін өсімдіктер мен жануарлардың клеткаларының құрылыстары белгілі бола бастады. Клетканың құрамындағы негізгі элемент — протоплазма (Пуркиня 1830) мен ядро (Браун 1833) табылды. Осы мағлұматтарды негізге алып әрі әр түрлі ұлпалардың құрылысын, дамуын жанжақты зерттеп, соңынан нәтижелі қорытындыларын саралай отырып, 1838—1839 жылдары Т. Шванн өзінің атақты клетка теориясын жазды. Бұл жаңалық табиғаттану ғылымдарында бұрын-соңды болмаған ұлы жетістіктердің бірі еді. Т. Шванның тұжырымы бойынша клетканың пайда болуы өсімдіктерге де жануарларға да қатысы бірдей заңдылыққа бағынады. Ғалымның ой елегінен өткізілген осы қағида органикалық дүниенің даму заңдылығын тағы да бір қырынан көрсетті.

             Ф. Энгельстің клетка теориясын XIX ғасырдағы ұлы жаңалықтардьң бірі деп атауына да осы негіз болса керекЦитололгияда негізгі қолданылатын әдістердің бірі-жарық микроскопы. Соңғы жылдары клетканы зерттеуде жарық микроскоптарының бірнеше түрлерін қолданылып жүр (люминесценттік, фазасы қарама-қарсы, электронды микроскоптарды). Жарық микроскоптарының көмегімен ұлпадан алынған және әр түрлі бояулармен боялған жұқа кесінділерді (препарат) зерттеуге болады. Ол үшін кесіндінің қалыңдығы 5—7 микроннан (мк) аспау керек, сонда ғана жарық кесінділер арқылы өте алады. Жарық микроскоптары арқылы тексеретін ұлпалардан кесінділер дайындау (препарат) өте күрделі жұмыс. Цитологиялық препараттар жасау бірнеше кезеңдерге бөлінеді: материал алу және оны бекіту, ұлпаларды тығыздау, парафинге күю, кесінділер жасау, бояу, бальзамға бекіту. Микроскоптың көру қабілеттілігі қолданылып отырған жарық ағымына байланысты және жарық ағынының 1/3 бөлігіне тең болады. Жарық толқынының ұзындыры неғұрлым қысқа болса, микроскоптың көру қабілеттілігі соғұрлым артады. Егер жарық толқынының ұзындығы 0,6 миллимикрон (мкм) болса, микроскоптың көру қабілеттілігі— 0,2 мкм— 1/3 ХО, 6 мкм — 0,2 мкм. Люминесцент микроскопы ультракүлгін жарық толқынымен жұмыс істейді, толқын ұзындығы— 0,27—0,4 мкм. Осындай толқын препаратқа түскенде ол сәулені сіңіре отырып, өзінен жарық шығарады, бұл құбылыс флуоресценция деп аталады. Шыққан жарық толқыны сінген жарық толқынына қарағанда әрдайым ұзын болады. Кейбір заттар түскен жарық толқынының жартысын сіңіріп, өзінен жасыл, сары, қызыл спектрді шығарады. Флуоресценция деп заттарды ультракүлгін жарығымен шағырылыстырылғанда өзінен жарық бөлуін айтады. Оларға пигменттер, витаминдер, майлар жатады. Кейбір заттарды флюрохром бояуларымен бояу арқылы флуоресценцияны көруге болады. Мысалы, ДНК-ны акридин қызыл сары бояуымен боялғанда клеткадағы дизоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) ашық жасыл сәуле береді, ал рибонуклеин қышқылы (РНҚ) ашық қызғылт сәуле береді. Бекітілгеннен кейін мүшелер бөліктерін концентрациясы жоғарлайтын спирттерде ығыстырып, спиртті ксилолға, одан кейін ксилолды парафинге салады. Осылайша, фиксацияланған ұлпа ауада қатып қалған тығыз парафинге айналады және оны кесуге болады. Қалыңдығы 5- мкм-дей кесіндіні арнайы құрал микротом арқылы дайындайды. Мұндай кесінділер заттық шыныға бекітіліп, парафин ксилолда ерітіліп,құрамындағы су спиртпен ығыстырылады. Содан кейін кесінділерді суда еритін бояулармен бояуға болады. Тұрақты препараттар дайындау үшін боялған кесінділерді әйнек арқылы канадалық бальзаммен жабады, бұндай препараттарды ұзақ уақытқа дейін сақтауға болады. Бекітілген ұлпалар мен клеткаларды бояу үшін, әртүрлі табиғи және синтетикалық бояулар пайдаланады. Табиғи бояулармен (гемотоксилин, кармин т.б.) кешенді қосылыстар түзетін әртүрлі металдардың қышқылдары қолданады.

             Синтетикалық бояуларды қышқылды және негізгі деп бөледі. Негізгі бояуларда сілтілік қасиетін анықтайтын, құрамында амин топтары болатын тұздар негіздері болады. Мұндай бояулар клетка құрылымында қышқылдық топтармен тұзды байланыстар құрайды. Қышқылдық бояулар құрамында гидроксильді топтар немесе SO₂OH топтарынан құралады. Негізгі (сілтілік) қасиетті клетка құрылымы қышқылдық бояулармен байланысын ацидо- немесе оксифильді деп атайды. Клетка бөліктерін әр түрлі түске бір мезетте бояйтын түрлі бояулар коспалары қолданылады. Осындай бояуларды пайдалана отырып, тек клетканың морфологиялық айқын суреттемесіне қоса оның химиялық кұрлымы жайлы мағлұматтар алуға болады. Ерекше химиялық заттарды анықтайтын бояуларға гистохимиялық және цитохимиялық бояулар жатады. Цитохимиялық талдау әдістері өте көп. Цитохимиялық реакцияға мысал ретінде ДНҚ-ға қолданатын кең таралған Фельген реакциясын айтуға болады. Маңыздылығы, тек ДНҚ-да спецификалық қышқылдық гидролизден кейін, дезоксирибоза пуриндердің ұсақталуынан альдегидті топтар пайда болады. Бұл топтар арнайы индикатормен, Шифф реактиымен қызыл түс береді. Бұл бояу арқылы ДНҚ-ны, оның санын анықтайды. Жеке амин қышқылдарымен (тирозин, триптофан, аргенин т.б.) реакциялар арқылы белоктардың таралуын анықтауға болады. Липидтер мен майлар клеткаларда жақсы еритін арнайы бояуларды айқындайды. Цитохимиялық реакциялар арқылы ферменттерді анықтауға болады. Бұл реакцияның жалпы принципі - микроскоп арқылы белокты ферменттердің өздері емес, өнімдердің белсенділіктерін анықтайтын таралу аймақтары көрінеді.

             Клеткаларды өсіру тәсілі.  Мүшелер мен жануарлар ұлпаларын зерттеу үшін клеткаларды өсіру тәсілі қолданылады. Ең қарапайым тәсілі қарайтын болсақ, қоректік ортаға эмбриональдық экстракт пен қан плазмасының қоспасы немесе қан плазмасы қосылған синтетикалық ортаға тірі ұлпаның кішірек бөлігін саламыз. Бірнеше уақыттан кейін сол кесектің шеткі жағында клеткалардың өсуі мен бөлінуі басталады. Кейбір жағдайларда клеткаларды трипсин ферментімен өңдеп диссоциация туғызып оларды бір-бірінен алшақтатып, содан кейін осы клеткаларды жуып барып, қоректік ортасы бар ыдысқа салады. Салынған ыдыстың әйнек қабырғасына бекініп біріншілік колонияға айналады. Содан кейін олар клеткалық қабат құрып көбейе бастайды. Осылай бір қабатты клетка дақылының өсуін тексеруге болады. Жануар ұлпасынан біріншілік дақылдар алу үшін эмбриональдің материалын қолданған дұрыс, ересек организмнен алынған материал өте нашар өседі. Клетка культурасын организмнен тыс өсіру үшін өсіру барысында оған ортадан басқа температураны сақтап тұру қажет. Қазір организмнен тыс клетканы дақылдау әдісі тек цитологияда ғана емес, сонымен қатар генетикалық, вирусологиялық және биохимиялық зерттеулерде кеңінен қолданылады. Дақылда өсімдік клеткаларында өсіруге болады. Ол үшін бір бөлігі ұлпаның клетка қабығын ерітуде ферментпен өңдейді. Бөліген клетка денесі, протопласттары дақылдық ортаға салынып, олар бөлінеді және клетка зонасын құрады.  Тірі клетканы қарауда әдетте микроскоптың арнайы фото қондырғы көмегі арқылы жасалынған фотосурет түрінде тіркеледі. Тірі клеткаларды кинопленкаларға да түсіруге болады. Мұндай жағдайда осындай микросъемкалар кажетті ақпаратты береді. Тездетілген немесе баяулатылған киносъемканы қолдана отырып (цейтроферлі киносъемка) клетканың қалай бөлінуі, фагоцитоз процесін, цитоплазма ішіндегі кірпікшелердің құрылуын және т.б. қажетті процестерді толық көруге болады. Қазір компьютерлік технологияның дамуында арнайы клеткалар көмегімен тікелей компьютер мониторынан клетка бейнесін көруге және оларды компьютерге жазуға болады. Қозғалмалы объектіні цейтроферлі түсілім үшін компьютерлік көру қолданылады.

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі:

 

І.    Қазақ энциклопедиясы, 10 том

 

ІІ.   Биоморфология терминдерінің түсіндірме сөздігі

                         Алматы: "Сөздік-Словарь", 2009

 

    ІІІ. О.Д.Дайырбеков, Б.Е.Алтынбеков, Б.К.Торғауытов, У.И.Кенесариев,                    

          Т.С.Хайдарова “Аурудың алдын алу және сақтандыру бойынша орысша-   

          қазақша терминологиялық сөздік”. Шымкент. “Ғасыр-Ш”, 2005 жыл.

 

    ІV. Сапаров Қ.Ә. “Цитология және гистология”. Оқу құралы.

                   Алматы: Қазақ университеті, 2009.