Qu’étudie la cytologie ? L’histoire du développement de cette science et les méthodes qui y sont utilisées

Tout le monde ne sait pas que la cytologie est une science qui étudie les fonctions, la structure et le développement des cellules de tous les organismes vivants, y compris les unicellulaires. Pour le diagnostic des maladies chez l’homme et l’animal, les études cytologiques sont devenues d’une grande importance.

Connaissant la définition de ce qu’est la cytologie, il n’est pas du tout difficile de comprendre que cette science n’a pu se développer qu’après la création et l’amélioration progressive du microscope optique et le développement des méthodes de recherche histologique.

Histoire de la découverte des cellules

L’histoire du développement de la cytologie commence avec la découverte de la cellule. Le terme "cellule" a été utilisé pour la première fois par l’Anglais Robert Hooke en 1665, qui a examiné une section de liège sous un microscope qu’il avait amélioré. Il a pu voir la structure cellulaire du matériau, plus précisément les membranes cellulaires de la cellulose. Plus tard, ses découvertes ont été confirmées par l’Italien M. Malpighi et l’Anglais N. Gru, et A. Leeuwenhoek en 1781 a publié pour la première fois des dessins représentant des cellules animales avec des noyaux. Ainsi, la cytologie, science de la cellule, fait ses premiers pas.

Au début du XIXe siècle, l’idée que la cellule est l’unité structurelle la plus importante de tout organisme a commencé à se former, c’est-à-dire que les bases de la cytologie ont été posées. R. Brown en 1831 a trouvé des noyaux dans les cellules végétales, leur donnant un tel nom en latin, et un peu plus tard a prouvé que cet élément est présent dans les cellules de tous les animaux et plantes. Les scientifiques ont également découvert le processus de division cellulaire.

J. Purkinje, qui a été le premier à décrire le noyau d’une cellule animale, a mis au point des méthodes de clarification et de coloration des préparations cellulaires, car c’est ce qu’étudie la cytologie. Il a introduit le concept de protoplasme et a été parmi les premiers chercheurs à tenter de comparer les cellules animales et végétales.

En 1839, les Allemands T. Schwann et M. Schleiden ont formulé la théorie cellulaire, où la cellule était considérée comme l’élément principal de la structure, du développement et de la vie du monde vivant, qui contient tout l’ensemble des propriétés inhérentes à la vie, à savoir sa cellule de base. Depuis lors, il est établi que la cytologie est la science de tous les aspects relatifs à la cellule. Avec l’aide de la théorie cellulaire, la nature de divers protozoaires a été révélée. T. Siebold a donné une formulation aux animaux unicellulaires basée sur les postulats de la théorie cellulaire.

Pour le développement de la cytologie, l’émergence des enseignements de R. Virchow sur la pathologie cellulaire, dans laquelle les cellules étaient considérées comme le lieu d’enracinement des maladies, est devenue importante. Grâce à cela, non seulement les physiologistes et les anatomistes, mais aussi les pathologistes se sont intéressés à l’étude des cellules. Virchow a également soutenu que les cellules ne proviennent que de leurs précurseurs. Son enseignement a fortement influencé la révision des conceptions concernant la nature des cellules: si initialement la membrane cellulaire était considérée comme l’élément structurel principal, plus tard la cellule a été définie comme un morceau de protoplasme avec un noyau à l’intérieur. Ainsi, le noyau a été reconnu comme un élément intégral de la structure cellulaire. Dans le même temps, la structure complexe du protoplasme lui-même a été découverte, dans laquelle divers organites ont été trouvés: les mitochondries, le centre cellulaire, le complexe de Golgi. Des acides nucléiques ont été trouvés dans les noyaux.

Vidéo sur ce qu’étudie la cytologie

Le développement de la cytologie a été fortement influencé par les lois de transmission des traits de G. Mendel et leur interprétation ultérieure. Grâce à cela, la théorie chromosomique de l’hérédité est apparue et de nouvelles directions sont apparues en cytologie – caryologie et cytogénétique.

Un grand pas en avant pour la cytologie a été l’invention de la méthode de culture tissulaire et de ses dérivés, notamment :

• méthode de culture cellulaire monocouche ;
• la méthode de culture de fragments et d’organes entiers dans des tissus animaux, sur des coquilles d’embryons de poulet ou dans un milieu nutritif ;
• méthode de cultures d’organes de fragments de tissus sur la coupe de la phase gazeuse et du milieu nutritif.

Avec leur aide, des observations à long terme de l’activité vitale de cellules isolées du corps, l’étude de leur division, de leur mouvement, de leur différenciation, etc. sont possibles.

L’émergence des méthodes quantitatives dans les études cytologiques a permis de révéler la loi de constance des espèces par rapport à la taille cellulaire, connue plus tard sous le nom de loi de constance des tailles cellulaires minimales. En 1925, le phénomène de doublement séquentiel du volume des noyaux cellulaires a été découvert, reflétant généralement le doublement des chromosomes dans les cellules.

Au milieu du XXe siècle, la révolution scientifique et technologique a assuré le développement rapide de la cytologie et la révision de certaines de ses idées. La création d’un microscope électronique a permis d’étudier la structure et de comprendre les fonctions jusqu’alors incompréhensibles des organites cellulaires, ainsi que de découvrir un grand nombre de structures submicroscopiques, pour comprendre d’ où viennent les cellules souches.

Types et directions de la cytologie

Quand ils disent ce qu’est la cytologie en biologie, ils distinguent la cytologie générale de la cytologie particulière. La première est également appelée biologie cellulaire et se réduit à l’étude des structures communes à la plupart des types de cellules, ainsi qu’à leurs fonctions, réactions aux dommages, métabolisme, évolution de la maladie, processus de récupération et adaptation aux conditions environnementales. La cytologie privée vise à étudier les caractéristiques des cellules spécialisées des organismes multicellulaires et leur adaptation à l’environnement dans le cas des protozoaires.

Il existe maintenant 6 domaines principaux de la cytologie:

• La cytomorphologie étudie les caractéristiques de la structure cellulaire. Ses principaux outils sont différents types de microscopie des cellules fixes (optique, polarisante, électronique) et des cellules vivantes (microscopie luminescente et à contraste de phase, condenseur à fond noir).
• La cytophysiologie étudie le travail de la cellule en tant que système unique vivant, l’interaction et le fonctionnement des structures intracellulaires. Ces problèmes complexes sont résolus par des méthodes expérimentales spéciales, associées aux méthodes de microchirurgie, de microfilmage et de culture cellulaire et tissulaire.
• La cytochimie s’intéresse à la structure moléculaire de la cellule et de ses composants, ainsi qu’aux processus métaboliques. Les microscopes optiques et électroniques, la microscopie interférentielle et ultraviolette, l’autoradiographie, la cytophotométrie, la centrifugation fractionnée avec une analyse chimique supplémentaire de chaque fraction sont utilisés pour les études cytochimiques.
• La cytogénétique s’intéresse aux régularités de l’organisation fonctionnelle et structurelle des chromosomes eucaryotes.

• La cytoécologie étudie la réponse des cellules à divers facteurs environnementaux et les mécanismes d’adaptation manifestés.
• La cytopathologie traite de l’étude des cellules malades, subdivisées en virales (dans les cas où les virus affectent une cellule), oncologiques (modifications des cellules tumorales), cytopharmacologiques (effet des médicaments), spatiales (études cellulaires dans des conditions de vol spatial), etc.

Etudes cytologiques

Très souvent en cytologie, on utilise une méthode de recherche qui coïncide avec un examen histologique, dans lequel un échantillon de tissu est prélevé sur un organe malade. Mais il y a une différence: une étude cytologique nécessite une plus petite quantité de biomatériau, et son étude ne nécessite pas de prétraitement et d’équipement spécial, à l’exception d’un microscope. La raison d’une étude cytologique peut être l’inopportunité ou l’impossibilité d’une biopsie, si, par exemple, le patient est examiné dans une clinique conventionnelle. À l’aide d’une étude cytologique, il est possible d’évaluer l’état des tissus tégumentaires humains (muqueuses et peau), car les maladies oncologiques commencent très souvent à se former dans ces tissus. Vous pouvez également étudier l’activité hormonale féminine, le processus de cicatrisation des plaies et d’autres processus.

Vidéo sur la cytologie – la science de la cellule

La méthode d’obtention du matériel nécessaire à la recherche dépend du tissu ou de l’organe endommagé :

• Pour les maladies de la peau, des empreintes ou des grattages sont prélevés sur des tissus.
• Dans les maladies des organes hématopoïétiques, des glandes mammaires ou thyroïdiennes, des ponctuations sont prélevées dans les zones touchées.
• Avec les affections du système nerveux central, il est nécessaire de prendre du liquide céphalo-rachidien.
• Dans les maladies des poumons, les expectorations peuvent être recueillies, etc.

Grâce au développement rapide de la science et de la technologie, les possibilités de la cytologie ne cessent de croître.