Гістологія людини - О.Д. Луцик 2003

Вступ

Термін "Гістологія" (від грецького "гістос" - тканина та "логос" - слово, наука) запропонував німецький вчений Р. Майєр у 1819 р., назвавши так науку про Тканини багатоклітинних тварин та людини. Однак обсяг і значення предмету гістології зараз вийшли за межі дослівного перекладу його назви. Гістологія вивчає не тільки тканини, але й клітини, з яких вони складаються, будову органів і систем організму. Згідно з цим існують такі розділи предмету: Цитологія (наука про клітину); Загальна гістологія, або власне гістологія (вивчає тканини); Спеціальна гістологія (вивчає будову органів і їх систем). Тісно пов'язана з гістологією також наука про розвиток зародка - Ембріологія, оскільки структури організму вивчаються у процесі їхнього виникнення і розвитку. Ембріологія, як і цитологія, нині відокремилася від гістології і є самостійною наукою, але в навчальному курсі медичного вищого навчального закладу вони об'єднані в один предмет разом з гістологією. Таким чином, повна назва курсу - гістологія з цитологією та ембріологією.

Предмет гістології людини охоплює вивчення тонкої (мікроскопічної) та ультратонкої (субмікроскопічної) будови структур людського організму, їх розвитку і змін у різноманітних умовах життєдіяльності. Використання світлового чи електронного мікроскопа, розширення можливостей людського ока - ось що відрізняє гістологію від анатомії. На відміну від біохімії, яка вивчає хімічні сполуки та їх перетворення, гістологія характеризує структурну організацію макромолекул у ті чи інші мікроскопічні об'єкти. Фізіологія інтегрує усі вищеозначені рівні пізнанння, досліджуючи механізми, які є підгрунтям функціонування органів та їх систем. Отже, анатомія, гістологія, біохімія та фізіологія, вивчаючи послідовно усе менші й менші об'єкти і їхні функціональні взаємозв'язки, дозволяють у своїй сукупності отримати цілісний образ людського організму, складаючи теоретичні підвалини медицини. Слід пам'ятати, що використання методів гістологічних досліджень, дозволило виявити у складі усіх органів людського тіла мікроскопічні структурні і функціональні елементи, клітини та їх конгломерати, котрі, багаторазово повторюючись, забезпечують виконання органами тієї або іншої спеціалізованої функції.

Короткий нарис історії гістології. Гістологічна наука багата фактами. Перші уявлення про тонку будову та розвиток тваринних організмів сягають сивої давнини. З текстів Бхагават-Гіти та Аюр-Веди дізнаємося, що стародавні індуси знали, що таке амніон, вважали, що Харчування зародка відбувається за допомогою судин, по яких Кров передається йому від матері. Стародавнім єгиптянам ми зобов'язані відкриттям інкубації пташиних яєць. Цей метод згодом відіграв важливу роль у розвитку ембріології.

Гіппократ звернув увагу на те, що коли зародок росте, відсоток вмісту води у ньому зменшується. Еллінський учений зазначав, що пуповина слугує диханню плода, виявив подібність між розвитком курчати і зародка людини, тобто започаткував порівняльну ембріологію.

Арістотель вивчав розвиток курячих зародків, дослідив зародження у них серця та інших органів. Він дійшов висновку, що в ембріоні органи виникають не одразу, а поступово, один за одним, з неструктурованої маси. Пізніше цю теорію назвали теорією епігенезу. Правильно визначив Арістотель і функції плаценти та пуповини, встановив різницю між первинними і вторинними статевими ознаками.

Клавдій Гален описав судини пуповини, алантоїс, амніон. Йому було відомо про наявність у серці зародка і плода овального отвору, який з'єднує передсердя між собою, а також сполучення легеневого стовбура з аортою.

Гіппократ, Арістотель, Гален, Авіценна у своїх працях намагалися виділити в організмі однорідні частини (тканини). Але знання стародавніх учених про тканини грунтувалися на вивченні фізичних характеристик і макроскопічної будови органів. Тому до однієї групи відносили різні, з огляду сучасної гістології, тканини, які були подібними лише за зовнішніми ознаками.

Гістологія як окрема наука, підгрунтям якої є мікроскопічна техніка, починається з винайдення та застосування світлового мікроскопа. Перші мікроскопи були сконструйовані на початку XVII ст. майже одночасно Галілео Галілеєм (Італія), Корнеліусом Дреббелем (Англія), Гансом і Захаріасом Янсенами (Голландія). Термін "Мікроскоп" запропонував 1625 р. Іоган Фабер. Мікроскопічні дослідження, виконані в середині XVII ст. Франческо Стеллуті, Федеріко Чезі, Робертом Гуком, Неємією Грю, Іоганом Сваммердамом, Антоні ван Левенгуком, одразу спричинили певні зміни в уявленнях про будову живої матерії. Зокрема, 1665 р. видатний англійський учений Роберт Гук, удосконаливши конструкцію мікроскопа, вперше описав у складі рослин комірки, які назвав клітинами (лат. - cellulae, анг. - cells).

Голландський учений Антоні ван Левенгук як мікроскопіст зажив чи не найбільшої слави. Його однолінзові мікроскопи (фактично - лупи) збільшували зображення об'єктів більше ніж у 200 разів. Винахідник користувався тільки йому відомим секретом виготовлення лінз. Свої наукові дослідження Антоні ван Левенгук розпочав, коли йому було близько сорока років. Від 1673 р. Лондонське королівське товариство регулярно отримувало від нього листи з описами мікроскопічної будови рослин та деяких тварин. Йому ж належить слава першовідкривача сперматозоїдів (разом із студентом Гамом), інфузорій, джгутикових і навіть бактерій: паличок, коків, спірохет. Наукові авторитети довго не хотіли визнавати його як ученого, але 1680 р. все ж обрали членом Лондонського королівського товариства.

Вільям Гарвей у праці "Дослідження про народження тварин" (1651) підбив підсумки своїх ембріологічних досліджень. Учений довів, що власне зародком у курячому яйці є лише його невелика частина, так званий зародковий диск. Продовжуючи вчення Арістотеля, він виступив прихильником теорії епігенезу, продемонструвавши поступову появу та розвиток закладок органів у ембріона. Вільям Гарвей зробив важливе узагальнення, показавши, що під час ембріонального розвитку кожна тварина проходить через різні ступені організації, "стаючи почергово то яйцем, то черв'яком, то зародком, у кожній своїй фазі наближаючись до досконалості".

У XVIII ст. серед імен видатних гістологів з'являються українські. Полтавчанин і випускник Києво-Могилянської академії Олександр Шумлянський у дисертації "Про структуру нирок" (1783) раніше за англійського анатома Вільяма Боумена, описав "мембрану", яка згодом отримала назву "капсули Боумена". Він першим вжив термін "судинний клубочок нирки", раніше, ніж німецький анатом Якоб Генле, описав петлю нефрона. Олександр Шумлянський першим довів наявність прямого зв'язку між артеріальними та венозними судинами в нирках, показавши, що Кровоносна система нирок замкнена.

Слід зазначити, що спостереження мікроскопічної будови організму протягом більше ніж 100 років не могли суттєво похитнути натурфілософські погляди, які панували у тогочасній науці. Адже вони грунтувалися на випадкових спостереженнях, зроблених за допомогою недосконалих мікроскопів. У кінці XVIII - на початку XIX ст. були розроблені ахроматичні мікроскопи, які дозволили позбутися сферичної та хроматичної аберацій і значно підвищили якість мікроскопічних спостережень, зробивши їх набагато достовірнішими. Це призвело до систематизації даних про мікроскопічну організацію та розвиток клітин, тканин, органів.

Каспар Фрідрих Вольф (1733-1794) у дисертації "Теорія зародження" (1759) одним із перших сміливо виступив проти натурфілософських уявлень про ембріональний розвиток. Дисертація та подальші праці цього вченого знаменують собою проникнення у біологію ідеї розвитку організму від простого до складного. Йому вдалося знайти докази хибності панівної на той час теорії преформації, що тлумачила розвиток як просте збільшення у розмірах уже наявних (преформованих) у зародка органів. Учений обгрунтував теорію епігенезу, що стала підгрунтям сучасної ембріології. Власне кажучи, Каспар Фрідріх Вольф - засновник сучасної ембріології; його праці стали підгрунтям усього вчення про розвиток у біології.

Вивчаючи розвиток рослин і тварин, Каспар Фрідріх Вольф зробив спробу виявити спільність у їхній будові. Він першим почав говорити про вирішальне значення клітин для процесу розвитку організму. Погляди на те, що в основі будови тваринного й рослинного світу має бути якийсь спільний структурний елемент, висловлювали Лоренц Окен, Олександр Монро, Феліче Фонтана, Павло Горянінов, Ян Пуркіньє, Матіас Шлейден. Грунтуючись на працях попередників і власних дослідженнях, видатний німецький учений Теодор Шванн (1839) сформулював основні положення клітинної теорії.

В останній чверті XIX ст. Едвард Страсбургер, Петро Перемежко, Вальтер Флемінг відкрили процес непрямого поділу клітин - мітоз і детально описали його фази.

Успіхи в галузі вивчення мікроскопічної будови клітин призвели до виділення цитології в окремий розділ гістології. Цьому сприяло вдосконалення мікроскопічної техніки: застосування імерсійних об'єктивів, мікротомів, нових фіксаторів, методів культивування клітин і тканин, мікроскопії у темному полі. Надзвичайно плідним виявився метод імпрегнації гістологічних об'єктів солями срібла, розроблений Камілло Гольджі та Сантьяго Рамон-І-Кахалом. Це дозволило здійснити фундаментальне дослідження мікроскопічної будови нервової системи, закласти підвалини нейрогістології та створити нейронну теорію. Визнанням заслуг італійського та іспанського вчених стало присудження їм у 1906 р. Нобелівської премії.

Наприкінці XIX ст. Генріх Христіан Пандер і Карл Бер, продовживши дослідження Каспара Вольфа, досягли значних успіхів у розумінні ембріонального розвитку тварин: Пандер описав утворення зародкових листків, а Бер простежив їх подальший розвиток та утворення з них окремих органів. Карл Бер довів, що у процесі розвитку зародка в нього найпершими з'являються загальні ознаки типу, потім - класу, виду і лише наприкінці - індивідуальні ознаки особини. Беру також належить відкриття яйцеклітини ссавців і людини.

З 50-х pp. XX ст. гістологічна наука перейшла на методично новий, вищий рівень досліджень і збагатилася новими даними про будову організму. Насамперед це було пов'язано із застосуванням у біології та медицині електронного мікроскопа. Останній дозволив протягом відносно короткого часу нагромадити значну інформацію щодо ультратонкої будови клітин і їх структурних компонентів. Застосування гістохімічних методів, морфометрії, цитохімії, цитоспектрофотометрії сприяло і продовжує сприяти глибшому розумінню фізіології клітин, їхнього макромолекулярного рівня організації, уточнює уявлення про процеси диференціювання, регенерації, ембріонального та постнатального розвитку.

Розвиток систематичних гістологічних досліджень в Україні почався у XIX ст., що було пов'язано зі створенням окремих кафедр гістології на медичних факультетах Харківського, Київського, Львівського університетів. Керівниками цих кафедр і корифеями української гістології стали видатні вчені - Никанор Хржонщевський, Володимир Бец, Владислав Шимонович та інші. Подальший розвиток гістологічної науки в Україні у XX ст. був пов'язаний з перетворенням медичних факультетів університетів на самостійні вищі навчальні заклади та відкриттям нових медичних інститутів, де створювалися кафедри гістології. Зараз кафедри гістології та ембріології функціонують у 17 вищих медичних навчальних закладах України: у Вінниці, Дніпропетровську, Донецьку, Запоріжжі, Івано-Франківську, Києві (дві кафедри), Луганську, Львові, Одесі, Полтаві, Симферополі, Сумах, Тернополі, Ужгороді, Харкові та Чернівцях.

Никанор Хржонщевський 1867 р. організував та очолив першу в Україні кафедру гістології на медичному факультеті Харківського університету. Він збагатив світову науку класичними роботами про будову надниркових залоз, легень, печінки, кровопостачання нирки. Запропонував оригінальний метод прижиттєвої ін'єкції барвників у клітини та тканини.

Учень професора Хржонщевського Микола Кульчицький завідував кафедрою гістології та ембріології медичного факультету Харківського університету з 1891 по 1911 р. Великою популярністю серед морфологів користувався написаний ним посібник з мікроскопічної техніки (1885). Крім того, перу професора Кульчицького належить фундаментальний підручник "Основи гістології тварин і людини" (Харків, 1900), який перевидавався п'ять разів. Наукова діяльність ученого пов'язана з вивченням тонкої будови центральної нервової системи, нервових волокон і закінчень. Широко відома запропонована ним модифікація фарбування мієлінових нервових волокон. Під час вивчення слизової оболонки травної трубки вчений відкрив ентерохромафінні клітини, які у світовій літературі отримали назву клітин Кульчицького. Це започаткувало вивчення ендокриноцитів, дисоційованих у внутрішніх органах тварин і людини.

Володимир Рубашкін завідував кафедрою гістології Харківського медичного інституту з 1923 по 1932 р. Його перу належить підручник, який вийшов у 1933 р. українською ("Елементи гістології", ч. І і II) та російською ("Основы гистологии и гистогенеза человека", ч. I и II) мовами. Професор Рубашкін виконав піонерські дослідження морфології мітохондрій у клітинах різних органів, вивчав тонку будову нейроглії, провів детальний аналіз секреторного процесу в екзокриноцитах підшлункової залози.

Борис Альошин завідував кафедрою гістології Харківського медичного інституту з 1937 по 1974 р. Він став широко відомим після серії наукових досліджень, присвячених з'ясуванню морфологічних основ нейрогуморальної регуляції функцій організму, гістофізіології гіпоталамо-гіпофізарної системи. Учений вивчав взаємодію нервових та ендокринних чинників інтеграції організму. Завдяки роботам Альошина та його учнів були розширені уявлення про регуляторні впливи гіпоталамуса на Ендокринні залози, з'ясовано значення аферентних впливів периферійних ендокринних залоз на діяльність гіпоталамуса, а також симпатичних імпульсів у регуляції гормонопоезу в гіпофізі та гіпоталамусі.

З 1974 по 1995 р. кафедрою гістології Харківського медичного інституту керував професор Євген Панков, наукові інтереси якого були зосереджені на вивченні морфогенезу кісткової тканини та розробці проблеми структурно-функціональних одиниць органів.

Створення кафедри гістології та ембріології Київського університету святого Володимира тісно пов'язане з діяльністю завідувача кафедри анатомії Володимира Беца - визначного вченого світової слави, першовідкривача гігантських пірамідних нейронів кори великого мозку, які відомі у світовій літературі як клітини Беца. Вивчаючи будову надниркових залоз, Розвиток кісток, цитоархітектоніку головного мозку, він користувався мікроскопічними методами дослідження і, як ніхто інший, розумів значення гістологічних знань для майбутніх лікарів. Професор Бец блискуче читав курс лекцій і вів практичні заняття з гістології. Він справедливо вважав, що гістологія об'єднує анатомію з фізіологією і називав гістологію вищою анатомією. Бец був одним із ініціаторів створення на медичному факультеті кафедри гістології і по праву вважається її "хрещеним батьком". Видатний анатом передав новоствореній кафедрі гістології значну частину мікроскопів, які були у його розпорядженні. Викладання гістології та ембріології як самостійного предмету на окремій кафедрі Університету святого Володимира у Києві почалося у 1868 р. Першим завідувачем кафедри став Петро Перемежко.

Петро Перемежко був випускником медичного факультету Київського університету. З перших років наукової діяльності зарекомендував себе талановитим і яскравим ученим. У докторській дисертації описав "м'язові ядра" і з'ясував їхнє значення у процесах розвитку та відновлення посмугованих м'язових волокон. Фактично він відкрив клітини-міосателітоцити, і лише недостатня роздільна здатність світлового мікроскопа не дозволила вченому зробити правильний висновок. Міосателітоцити ж були повторно "відкриті" за допомогою електронного мікроскопа аж у 1961 р. Перу професора Перемежка належать класичні роботи про мікроскопічну будову та Ембріогенез селезінки, щитоподібної залози, гіпофіза. Як уже зазначалося вище, Петро Перемежко був одним із перших учених, які описали мітоз. Він спостерігав мітотичний Поділ клітин епідермісу, сполучної тканини, ендотелію, лейкоцитів. Описав послідовність, тривалість та особливості перебігу окремих фаз мітозу.

Учень Перемежка Федір Ломінський завідував кафедрою гістології на медичному факультеті Київського університету з 1906 по 1924 р. Він є одним із засновників гістофізіологічного напрямку в морфології; уперше описав мітотичний поділ нейробластів, зазначивши, що це явище спостерігається лише під час ембріонального періоду розвитку. Дотепер не втратили значення його роботи, присвячені морфологічній перебудові нейронів під впливом хімічних речовин та механічної травми, вивченню морфологічних ознак диференціювання нервових клітин вищих і нижчих хребетних. Професором Ломінським проведені оригінальні дослідження мікроструктури кришталика, фізіологічної дегенерації посмугованих м'язових волокон, зв'язку м'язів із сухожилками, реактивних змін екзо- та ендокриноцитів підшлункової залози. Цікаві його описання цитоплазматичних канальців, які пізніше стали відомі під назвою канальців Гольмгрена і являють собою розширені ділянки ендоплазматичної сітки.

Олександр Черняхівський завідував кафедрою гістології Київського медичного інституту з 1924 р. до 1929 р. Його перу належить низка фундаментальних досліджень мікроскопічної будови, реактивних змін та ембріогенезу автономної нервової системи, нейроглії. Він співпрацював з ней- рогістологами Італії, Німеччини, Іспанії, в тому числі з Нобелівським лауреатом Рамон-І-Кахалом, який високо цінував наукові роботи українського вченого. Професор Черняхівський переклав на українську мову найвідоміші європейські підручники з гістології та ембріології, почав розробляти українську гістологічну та ембріологічну номенклатуру, брав активну участь у роботі медичної секції Всеукраїнської академії наук.

Естафету вивчення нервової системи у Київському медичному інституті продовжив Микола Зазибін, який завідував кафедрою гістології з 1954 р. по 1975 р. Разом із численними учнями (К.Кабак, А.Коломійцев, Г.Константиновський, В.Карупу, В.Яценко та ін.) професор Зазибін вивчав вікові та реактивні зміни периферійної нервової системи. Йому належить фундаментальна монографія "Ембріогенез периферійної нервової системи", у якій він на противагу багатьом науковим авторитетам переконливо довів, що розвиток периферійної нервової системи відбувається не у вигляді ускладнення вихідного матеріалу, а внаслідок росту, дегенерації та перебудови різних частин нервової системи.

Костянтин Кабак завідував кафедрою гістології та ембріології з 1976 р. по 1992 р. Під його керівництвом колектив кафедри продовжив вивчення нервової системи. Ця робота триває і нині. Досліджено особливості нейротканинної взаємодії у плодів, новонароджених, дорослих та осіб похилого віку, продемонстровано своєрідність нейротрофічного забезпечення тканин в означені вікові періоди. Суттєве місце у наукових пошуках кафедри посідають питання морфометрії та прикладні дослідження. У 1982 р. за вивчення й експериментально-морфологічну апробацію полімерів медичного призначення Андрію Коломійцеву і Валентину Яценку, а в 1996 р. - за участь у розробці та впровадженні нових методів діагностики і Лікування травм периферійної нервової системи - Юрію Чайковському та Валентину Яценку присуджено державні премії України.

Учні Миколи Зазибіна з успіхом продовжували дослідження нервової системи в різних медичних вузах України. Професор М. Зайцев, очолюючи з 1950 р. по 1957 р. кафедру гістології Івано-Франківського медичного інституту, а з 1958 р. по 1976 р. - кафедру гістології Одеського медичного інституту, розробляв питання реактивності периферійної нервової системи. Професор О. Кімбаровська, очолюючи з 1967 р. по 1990 р. кафедру гістології Донецького медичного інституту, вивчала центральну та периферійну нервову систему в умовах норми і патології. Професор І. Жутаєв, очолюючи з 1975 р. по 1986 р. кафедру гістології Полтавського медичного інституту, дослідив регенераторні властивості периферійних нервів, шкіри і деяких внутрішніх органів за умови експериментального синдрому пероксидації та його фармакологічної корекції.

Львівська гістологічна школа бере свій початок від лютого 1896 р., коли на кафедрі анатомії Львівського університету зусиллями її завідувача професора Генріха Кадия була створена гістологічна лабораторія. У лютому 1897 р. професором гістології та ембріології у Львові було обрано випускника Краківського Ягеллонського університету, вихідця з Тернопільщини Владислава Шимоновича, який упродовж наступних 40 років очолював кафедру гістології та ембріології. Професор Шимонович досконало володів гістологічною технікою, на основі власного ілюстративного матеріалу підготував підручник гістології людини, який витримав 11 перевидань п'ятьма мовами (німецькою, англійською, польською, італійською, іспанською), зажив великої популярності серед студентів і справедливо вважався одним із кращих у Європі. Наукові праці В. Шимоновича були присвячені виявленню гістофізіології надниркових залоз, а також тонкої структури нервових закінчень. Отримані результати були узагальнені у монографії з порівняльної гістології нервових закінчень кількох десятків видів ссавців.

З 1947 р. по 1963 р. кафедру гістології та ембріології у Львові очолював випускник Київського медичного інституту Андрій Дибан. Напрямок наукової діяльності цього періоду - вивчення нормального та патологічного ембріогенезу, гістофізіологія ендокринної системи. Професор Дибан розробив методику диференційного виявлення базофілоцитів гіпофіза, у 1951 р. ним була опублікована книга "Некоторые вопросы патологии ранних стадий эмбриогенеза человека", а в 1959 р. - монографія "Очерки патологической эмбриологии человека". 3 1964 р. до 1988 р. кафедру гістології і ембріології у Львові очолювала професор Євдокія Детюк. Науковий напрям кафедри у цей період - експериментальне вивчення впливу тироїдної патології материнського організму на репродуктивну функцію, ембріональний і Постнатальний розвиток потомства. Під керівництвом професора Є. Детюк виконано і захищено 6 докторських і 25 кандидатських дисертацій.

У 1988 р. кафедру гістології та ембріології у Львові очолювала Антоніна Іванова-Согомонян. Вона була автором першого списку українських гістологічних термінів у книзі "Международная гистологическая номенклатура" (Київ, 1980 р.), який після доопрацювання та доповнення українською ембріологічною термінологією був перевиданий у 1993 р. і після доповнення українськими термінами з цитофізіології перевиданий у 2001 р. Антоніна Іванова-Согомонян спільно з професорами Кабаком та Луциком опублікувала перший у незалежній Україні підручник гістології людини, який у 1994 р. був відзначений Державною премією.

Володимир Карпов був засновником кафедри гістології та ембріології Катеринославської (нині Дніпропетровської) державної медичної академії і всесвітньо визнаним фахівцем у галузі прижиттєвого вивчення клітин. Перу професора Карпова належить підручник "Початковий курс гістології'', який витримав кілька перевидань. Працюючи у Відні в лабораторії видатного німецького фізика-оптика Ернста Аббе, професор Карпов написав книгу "Нарис загальної теорії мікроскопа в її історичному розвитку".

З 1962 р. по 1989 р. кафедру гістології у Дніпропетровському медичному інституті очолював учень професора Альошина - Володимир Архипенко. Основні праці цього вченого були присвячені вивченню механізму дії гормонів.

Вагомий ВНЕСОК У РОЗВИТОК Одеської гістологічної школи зробили видатні вчені: Ілля Мечников, Володимир Підвисоцький, Олександр Богомолець. Ілля Мечников у 1870-1882 рр. працював професором кафедри зоології та порівняльної анатомії Новоросійського (нині Одеського) університету. Він прославився роботами з порівняльної ембріології. Вивчаючи процеси внутрішньоклітинного травлення у нижчих тварин, відкрив явище фагоцитозу, яке інтерпретував як захисну реакцію організму. Визнанням заслуг Мечникова стало присудження йому спільно з Паулем Ерліхом у 1908 р. Нобелівської премії за розробку вчення про імунітет.

Володимир Підвисоцький ще у студентські роки під керівництвом професора Перемежка виконав блискуче дослідження тонкої будови підшлункової залози. Його докторська дисертація, присвячена проблемі регенерації паренхіми печінки, була високо оцінена Хржонщевським і Бецом. У 1900-1905 рр. професор Підвисоцький працював в Одесі, де, очолюючи кафедру загальної патології, читав також курс гістології. Під керівництвом професора Підвисоцького в Одесі Олександр Богомолець виконав свої перші наукові праці, які були присвячені дослідженню тонкої будови залоз дванадцятипалої кишки та надниркових залоз. У подальшому професор Богомолець вивчав питання норми і патології сполучної тканини, ендокринної та вегетативної нервової систем. Він створив учення про фізіологічну систему сполучної тканини.

Українська наука дала світу визначних ембріологів. Микола Кащенко, вивчаючи будову людських атрофічних зародків, започаткував патологічну ембріологію. У дисертації, присвяченій будові людського хоріону, він першим описав у сполучнотканинній основі ворсинок цього органа великі округлі клітини, які пізніше отримали назву клітин Гофбауера. Учений також установив, що клітини мезенхіми виникають не лише з мезодерми, але і з інших зародкових листків.

Олександр Ковалевський з 1869 р. по 1873 р. працював у Київському, а з 1873 р. по 1890 р. - у Новоросійському (пізніше Одеському) університеті. Своїми працями цей учений започаткував експериментальну та еволюційну ембріологію.

Учень професора Рубашкіна Семен Шахов з 1930 р. по 1953 р. завідував кафедрою гістології Київського, а з 1954 р. по 1958 р. — Одеського медичного інституту. Його основні наукові роботи присвячені вивченню ембріогенезу людини в нормі та патології. Професор Шахов описав асиметрію низки ембріональних закладок органів людини, уточнив питання розвитку щитоподібної залози та тимуса, описав аномалії розвитку зародка людини. Результати цих досліджень були систематизовані у фундаментальній монографії "Аномалії розвитку зародків людини".

Значний внесок у розвиток ембріології зробили вчені Кримського медичного інституту. Колектив кафедри гістології, очолюваний Борисом Хватовим, Юрієм Шаповаловим, Аркадієм Брусиловським, Борисом Троценком, вивчав закономірності ембріонального гісто- й органогенезу у людини і тварин, функціональну морфологію плаценти, гістофізіологію системи мати-плід. На кафедрі зібрано унікальну колекцію ранніх зародків, плодів і плацент людини.

У короткому нарисі не можливо охарактеризувати діяльність усіх видатних учених-гістологів, їхні наукові досягнення та відкриття. Детальніше це питання розглянуте у книгах О. Дєльцової, Ю. Чайковського, С. Геращенка і співавторів "Видатні гістологи. Біографічний довідник" (2001); Ю. Чайковського, М. Акімченкова, О. Дєльцової, С. Геращенка "Ембріологічний словник" (2001); Р.П. Самусева, Н.І. Гончарова "Эпонимы в морфологии" (1989), в інших розділах цієї книги, а також більш спеціалізованих виданнях.

Методи ГІСТОЛОГІЧНОГО ДОСЛІДЖЕННЯ. Сучасна гістологія має широкий арсенал різноманітних методів дослідження. Усі ці методи поєднує вимога застосування спеціального приладу - мікроскопа, і тому всі вони є мікроскопічними методами. Залежно від стану досліджуваного об'єкта ці методи поділяють на вітальні (або суправітальні), коли вивчаються живі клітини, тканини, органи і навіть цілі організми, та поствітальні, коли досліджують мертві фіксовані об'єкти.

Становлення поствітального методу, або методу виготовлення постійного гістологічного препарату, відбувалося паралельно із становленням самої науки гістології у другій половині XIX ст. Його називають ще методом класичної гістології. Цей метод, що має назву гістологічної або мікроскопічної техніки, вимагає досить складної підготовки об'єкта дослідження. Остання є предметом для написання спеціальних, досить великих за обсягом посібників. Студентові, який починає вивчати гістологію, необхідно ознайомитися з основами техніки виготовлення гістологічних препаратів, для того щоб краще зрозуміти ці препарати і навчитися їх аналізувати, "читати"; бо саме постійні гістологічні препарати широко використовуються як у навчальному процесі, так і в наукових дослідженнях.

Перший етап під час виготовлення препарату - одержання матеріалу. Вже на цьому етапі, як і на всіх наступних, слід уникати зайвого травмування об'єкта. Тому, вирізаючи шматочок органа чи тканини, треба брати гострі ножиці або лезо, не стискати тканину пінцетом. Шматочки беруться невеликих розмірів - близько 1 см³ (краще 7x7x3 мм). Матеріал повинен бути свіжим, брати його треба якомога швидше після забивання експериментальної тварини або смерті людини.

Наступний етап - фіксація матеріалу, яка здійснюється шляхом занурення взятого шматочка у фіксувальну рідину. Метою цього етапу є закріплення гістологічних структур і макромолекул у тому місці і стані, у якому вони були в живому об'єкті. Звичайно фіксатори зумовлюють певні зміни прижиттєвого стану структур, але можна добором спеціальних фіксувальних агентів звести ці зміни до мінімуму. Фіксаторами служать спирти (етиловий, метиловий), розчини формаліну, солі важких металів, кислоти (оцтова, пікринова, осмієва). Частіше застосовуються різні складні фіксувальні суміші, які включають названі компоненти у різних співвідношеннях.

Третій етап - зневоднення фіксованого матеріалу. Для цього використовують спирти різних концентрацій, що поступово зростають від 50-70 до 100 градусів. Зневоднення необхідне для наступного етапу - ущільнення об'єкта, яке здійснюється у парафіні, целоїдині, синтетичних смолах. Переважна більшість цих речовин з водою не змішується, і тому для просочення ними матеріалу необхідно ретельно видалити воду з тканини, а потім просочити її ксилолом (толуолом, бензолом), тобто речовиною, яка добре розчиняє парафін, а також змішується зі 100-градусним етиловим спиртом. Після просочення об'єкта рідким парафіном за температури 55-5б°С йому дають затверднути за кімнатної температури разом з парафіном у спеціальних формочках. Так отримують парафіновий блок. Ця процедура називається заливкою. Прискорене ущільнення досягається шляхом заморожування шматочків тканини сухим льодом (двоокисом вуглецю) або рідким азотом, однак структура досліджуваних гістологічних об'єктів зберігається у такому разі гірше.

Ущільнення матеріалу дає змогу виготовити з нього тонкі (завтовшки 5-7 мкм), півтонкі (0,5-1 мкм) зрізи, які використовують для світлової мікроскопії; для електронної мікроскопії використовують ультратонкі зрізи (0,05-0,2 мкм). Виготовлення зрізів проводять на спеціальних приладах - мікротомах (для світлової мікроскопії) і ультрамікротомах (для електронної мікроскопії). Тонкий, півтонкий або ультратонкий зрізи є прозорими для світлових променів або пучка електронів об'єктами і дають можливість вивчення їх під відповідними мікроскопами. Для того, щоб розрізняти структурні деталі об'єкта, більшість яких не мають природного контрасту, отриманий зріз треба фарбувати (для вивчення під світловим мікроскопом) або контрастувати (для електронної мікроскопії).

У гістології існує багато методів Фарбування препаратів і застосовується багато різних барвників залежно від мети дослідження. Гістологічні барвники за походженням поділяють на рослинні, тваринні та синтетичні (анілінові). Прикладом рослинних барвників є гематоксилін, який одержують з кори кампешевого дерева, що росте у Центральній Америці, а тваринних - кармін, який отримують з комах - кошенілі. Абсолютна більшість барвників є синтетичними - еозин, фуксин, азур тощо.

Найважливішою є Класифікація гістологічних барвників за хімічними властивостями, оскільки на ній грунтується низка понять і термінів, які будуть зустрічатися протягом усього курсу. Отже, за хімічними властивостями гістологічні барвники поділяють на кислі, основні та нейтральні. Властивості кислих барвників обумовлюються групами -СООН, -HSО₃, -Н₂РО₃, це так звані аніонні барвники. Кислі барвники фарбують цитоплазму клітини, їх називають цитоплазматичними. Прикладом таких барвників можуть бути еозин (дає яскраво-рожевий колір), світлий зелений (дає зелений колір). Гістологічні структури, що здатні зафарбовуватися кислими барвниками, називають оксифільними (ацидофільними, еозинофільними). Це, наприклад, цитоплазматичні гранули еозинофільних лейкоцитів, колагенові волокна тощо.

Основні барвники є катіонними, переважна більшість їх у складі молекули має позитивно заряджені атоми азоту. Названі барвники вибірково фарбують ядра клітин і тому їх називають ядерними. Прикладом можуть бути гематоксилін (фарбує у синьо-фіолетовий колір), кармін (в світло-червоний), сафранін (темно-червоний), азур II (у синій). Гістологічні структури, що здатні зафарбовуватися основними барвниками, називають базофільними. Це гранули у цитоплазмі базофільних лейкоцитів, ядра клітин тощо.

Нейтральні барвники утворюються у разі сполучення водних розчинів кислого та основного барвників, наприклад, еозиново-кислий метиленовий синій. Крім того, слід розрізняти нейтральні барвникові суміші, коли у розчині одночасно наявні основний та кислий барвники. Структури, які одночасно сприймають і основні і кислі барвники, називають нейтрофільними, або поліхроматофільними. Прикладом можуть бути гранули нейтрофільних лейкоцитів, Цитоплазма поліхроматофільних еритро-бластів тощо. Здатність гістологічних структур змінювати колір основного барвника позначається терміном метахромазія. Метахроматично фарбується зернистість базофільних лейкоцитів, міжклітинна речовина хрящової тканини тощо. Препарати звичайно фарбують, поєднуючи один кислий та один основний барвник, що дає змогу виявити ядро, цитоплазму та всі базофільні й оксифільні структури. Одними із найчастіше поєднуваних барвників є гематоксилін та еозин.

Крім кислих, основних і нейтральних барвників існують спеціальні, які використовують для виявлення певних речовин або структур. Наприклад, судан III фарбує жирові речовини в оранжевий колір, а орсеїн - еластичні волокна в бурий.

Фарбовані препарати звичайно обезводнюють у спиртах, просвітлюють у ксилолі і, заливаючи тонким шаром канадського бальзаму, накривають покривним склом. Після висихання бальзаму отримують постійний препарат, яким можна користуватися протягом тривалого часу.

Для електронної мікроскопії зрізи, отримані на ультрамікротомах, розміщують на спеціальних сіточках, контрастують солями урану або свинцю, переглядають через мікроскоп і фотографують. Одержані мікрофотографії є об'єктом вивчення водночас із гістологічними препаратами.

Крім описаних тонких зрізів є ще інші види гістологічних препаратів, які використовують значно рідше, лише в окремих випадках. До них належать мазки (крові, кісткового мозку, слини тощо), відбитки (печінки, тимусу, слизової оболонки сечового міхура), плівки (сполучної тканини, плеври, очеревини, м'якої мозкової оболонки), тотальні препарати (зародки ранніх стадій розвитку, Статеві клітини).

Вітальні (прижиттєві) методи дослідження клітин або тканин дають можливість отримати інформацію про те, як у них відбуваються процеси життєдіяльності, простежити рух, поділ, ріст, взаємодію клітин, їхню реакцію на дію різних чинників. Прижиттєві методи дослідження - необхідне доповнення до тих даних, які одержані методом класичної гістології про будову клітин, тканин. Прижиттєві дослідження проводять у живому організмі, тобто in vivo. Для дослідження живих клітин використовують методи вітального та суправітального фарбування. Для цього застосовують спеціальні, не токсичні для живих тканин, барвники. У разі вітального фарбування барвник уводять в Організм живої тварини і він вибірково фарбує певні клітини. Так досліджують клітини макрофагічної системи за умови Введення трипанового синього або літієвого карміну. Суправітальне фарбування - це фарбування живих клітин, які ізольовані з організму. Так виявляють лізосоми (барвник нейтральний червоний), Мітохондрії (янус зелений), ретикулоцити крові (діамант-крезиловий синій).

Для вітального або суправітального, а також поствітального досліджень незафарбованих гістологічних об'єктів використовують низку спеціальних методів світлової мікроскопії - фазоконтрастну, темнопольову, флюоресцентну.

Метод фазового контрасту забезпечує необхідну контрастність досліджуваних незафарбованих структур за рахунок спеціальної кільцевої діафрагми, що вміщується у конденсор, і так званої фазової пластинки, що міститься в об'єктиві. Така конструкція оптики світлового мікроскопа дає змогу перетворювати фазові зміни світла, що проходить через об'єкт, в амплітудні, які помічає око як зміни яскравості. У результаті можна розрізнити структури, що мають різні показники заломлення.

Метод темнопольової мікроскопії дає змогу бачити незафарбовані структури за рахунок використання спеціального темнопольового конденсора. У результаті на темному тлі видно сріблясті контури об'єктів.

Люмінесцентна (або флюоресцентна) мікроскопія грунтується на явищі люмінесценції, тобто властивості живих структур світитися за умови поглинання променів короткохвильової (ультрафіолетової, фіолетової або синьої) частини спектра. У такому разі довжина хвилі флюоресценції завжди більша від довжини хвилі збуджувального світла. Усім живим клітинам властива флюоресценція, яка має назву власної, або первинної. Вона є слабкою, і тому частіше використовують, так звану, вторинну флюоресценцію, коли об'єкти попередньо обробляють спеціальними барвниками - флюорохромами. З останніх найчастіше вживають акридин оранжевий. У разі його використання ядра клітин, що містять ДНК, дають яскраво-зелене світіння, а цитоплазма внаслідок наявності РИК - яскраво-червоне.

За останні десятиліття значного поширення набули методи гістохімії, авторадіографії, імуноморфології, цитоспектрофотометрії. Гістохімічний метод дає можливість визначити локалізацію тих чи інших хімічних речовин у різних структурних компонентах клітин і тканин. Під час гістохімічних досліджень речовини, що входять до складу клітин, реагують з хімічними реактивами й утворюють зафарбовані продукти реакції, за якими можна визначити як локалізацію, так і (до деякої міри) кількісний вміст речовин у тих чи інших структурах.

Підгрунтям авторадіографічного методу є використання радіоактивних ізотопів і мічених ними сполук. Такі сполуки вводять в організм піддослідної тварини, а потім радіоактивні речовини виявляють у гістологічних зрізах за допомогою фотоемульсії, якою покривають препарат і проявляють. У тих місцях, де фотоемульсія контактує з радіоактивною речовиною, лишаються засвічені ділянки - треки. Цим методом можна досліджувати обмін йоду в щитоподібній залозі, утворення нуклеїнових кислот, білків тощо.

Імуногістохімічні методи грунтуються на реакціях антиген-антитіло. Кожна Клітина організму має специфічний антигенний склад, який визначається здебільшого білками. Шляхом імунізації можна отримати, відповідні антигенам, специфічні антитіла. Антитіла зв'язують з флюорохромами або ферментами. Після обробки досліджуваних гістологічних препаратів у місцях локалізації відповідних антигенів концентруються молекули мічених антитіл, які виявляють або завдяки світінню (люмінесцентна мікроскопія), або на основі відкладання фарбованих продуктів гістохімічної реакції (світлова мікроскопія). Цим методом теоретично можна ідентифікувати будь-які клітини або речовини, продуковані тими чи іншими клітинами, наприклад, гормони, на які здійснюється вироблення антитіл.

Цитоспектрофотометрія - метод кількісного вимірювання вмісту різних речовин у клітині на основі вивчення спектрів поглинання ними світлових променів. Метод проточної цитометрії дає змогу аналізувати характеристики клітин у суспензії, які перетинають сфокусований лазерний промінь. Відповідний прилад має назву цитофлюорографа. За допомогою цього методу можна визначати розміри і форму клітин, їх життєздатність, розділяти клітини вихідної суспензії на субпопуляції.

Великим кроком уперед у розвитку техніки мікроскопічних досліджень було створення і застосування електронного мікроскопа. В електронному мікроскопі для "освітлення" об'єкта використовується потік електронів, який має набагато коротшу довжину хвилі порівняно з видимим світлом, що використовується у світловому мікроскопі. Завдяки цьому роздільна відстань, яка становить 1/3 довжини хвилі, за якої проводять мікроскопію, для світлового мікроскопа дорівнює 0,2 мкм (теоретично), тоді як для електронного мікроскопа теоретично розрахована роздільна відстань - 0,002 нм. Практично у кращих електронних мікроскопах роздільна відстань становить 0,1-0,7 нм.

Новітнім досягненням клітинної біології є розроблена Йоахімом Френком техніка кріоелектронної мікроскопії, яка дозволяє досягнути роздільної здатності 0,1-0,3 нм. При цьому на сіточку електронного мікроскопа наносять тонку плівку, що містить в очищеному вигляді ті або інші функціональні макромолекулярні комплекси-комплексомікси, або, оперуючи морфологічними термінами, ті або інші клітинні Органели.

Плівку швидко заморожують за температури рідкого азоту. Тривале проходження електронного пучка руйнує структуру комплексоміксів, але навіть однократне проходження променя у поєднанні з комп'ютерним аналізом (50-100 тисяч зображень того чи іншого комплексомікса) та комп'ютерною графікою виявляється достатнім для побудови тривимірного зображення досліджуваної органели. Таким чином, у найближчому майбутньому кількість субмікроскопічних клітинних органел (комплексоміксів) може зрости до кількох десятків і навіть сотень.

Роздільна відстань або роздільна здатність мікроскопа - це мінімальна відстань між двома точками на гістологічному препараті, які за допомогою мікроскопа можна розрізнити як дві окремі точки, що не зливаються. Роздільна відстань свідчить про найменші розміри структур, які можна розглянути за допомогою даного мікроскопа. На основі роздільної відстані світлового мікроскопа роблять умовний поділ структур на мікроскопічні, тобто більші ніж 0,2 мкм, і субмікроскопічні - менші ніж 0,2 мкм. Останні можна побачити лише під електронним мікроскопом. Зараз у дослідницькій роботі все ширше використовуються сканувальні (або растрові) електронні мікроскопи, які дають тривимірні (об'ємні) зображення об'єкта. Важливими позитивними якостями цього виду мікроскопії є велика глибина різкості (у 100-1000 разів більша, ніж у світлового мікроскопа), широкий діапазон зміни збільшення (від 10 до десятків тисяч разів) і висока роздільна здатність.

Поняття про артефакт. У процесі підготовки об'єкта для дослідження під мікроскопом, не зважаючи на намагання не змінювати прижиттєвого вигляду досліджуваного матеріалу, зміни у ньому, хоча й мінімальні, можуть виникати. Штучний утвір, що з'являється в об'єкті під час підготовки його для дослідження і може бути причиною отримання хибних результатів, одержав назву артефакту (від латинського "artetactum" - штучно зроблене). Під час гістологічного дослідження артефакти можуть бути грубими і досить простими, які легко розпізнаються, однак можуть бути і такими, розпізнати які може лише досвідчений гістолог. Прикладом простих артефактів є пухирці повітря, що потрапляють у препарат у разі накривання його покривним скельцем, або волокна тканини, якою протирають це скельце перед накриванням. Це може бути також осад барвника у препараті, який хтось помилково вважатиме ядром, слід від зазубрини мікро- томного ножа тощо. Складнішими артефактами є зміна форми клітин, а також виникнення порожнин, щілин між певними шарами органів унаслідок стискання тканини під час фіксації, обезводненні тощо.

Терміни для запам'ятовування

1. Гістологія. 2. Цитологія. 3. Загальна гістологія. 4. Спеціальна гістологія. 5. Ембріологія. 6. Тонкі (мікроскопічні) структури. 7. Ультратонкі (субмікроскопічні) структури. 8. Мікроскопічний метод. 9. Гістологічна (мікроскопічна) техніка. 10. Вітальні (суправітальні) методи. 11. Поствітальні методи. 12. Постійний гістологічний препарат. 13. Взяття матеріалу. 14. Фіксація. 15. Зневоднення. 16. Ущільнення. 17. Заливка. 18. Мікротом. 19. Ультрамікротом. 20. Гістологічний зріз. 21. Фарбування зрізу. 22. Контрастування зрізу. 23. Гістологічні барвники. 24. Гематоксилін. 25. Еозин. 26. Оксифілія (еозинофілія, ацидофілія). 27. Базофілія. 28. Нейтрофілія. 29. Поліхроматофілія. 30. Метахромазія. 31. Вітальне (суправітальне) фарбування. 32. Трипановий синій. 33. Фазоконтрастна мікроскопія. 34. Темнопольова мікроскопія. 35. Люмінесцентна мікроскопія. 36. Гістохімія. 37. Автора діографія. 38. Імуноморфологія. 39. Цитоспектрофотометрія. 40. Проточна цитометрія. 41. Світлова мікроскопія. 42. Електронна мікроскопія. 43. Роздільна відстань (здатність) мікроскопа. 44. Сканувальна (растрова) електронна мікроскопія. 45. Артефакт.