Co bada nauka histologii?

Na początek należy zdefiniować, czym jest histologia. W tłumaczeniu ze starożytnej greki brzmi to jak „nauka o tkankach". Ale ta nazwa nie jest do końca trafna i zawęża zakres jej działania, ponieważ metody histologiczne badają nie tylko żywe tkanki, ale także delikatną strukturę narządów, a nawet komórek.

Ponadto histologia jest nauką, która bada ewolucję tkanek i komórek, ich rozwój i powstawanie w ciele, pracę tkanek, komórek i narządów oraz substancję międzykomórkową. Histologia bada również regenerację tkanek, która zapewnia im integralność funkcjonalną i strukturalną.

Historia histologii

Histologia pojawiła się znacznie wcześniej niż mikroskop. Tkaniny opisali Arystoteles, Awicenna, Galen, Wesalius. Jednak pojęcie komórki wprowadził dopiero R. Hooke w 1665 r. po zbadaniu pod mikroskopem struktury komórkowej tkanki roślinnej. Szereg naukowców przeprowadziło pierwsze badania histologiczne, w wyniku których dzięki staraniom K. Wolfa i K. Baera pojawiła się nowa gałąź – embriologia.

W XIX wieku histologia stała się prawdziwą nauką akademicką. W połowie stulecia powstała nowoczesna teoria tkanek, zaczęła się rozwijać nauka o tkankach i patologii komórkowej. Rozwój histologii przyspieszyło powstanie teorii komórkowej i kolejne odkrycia w dziedzinie cytologii. Wielki wkład w rozwój tej nauki wnieśli tacy luminarze jak I. Miecznikow i L. Pasteur, którzy położyli podwaliny pod doktrynę układu odpornościowego.

Nie zabrakło też ciekawostek: histolodzy K. Golgi i S. Ramon y Cajal różnie interpretowali te same obrazy przekroju mózgu i doszli do przeciwnych założeń co do jego budowy, co nie przeszkodziło obu w otrzymaniu w 1906 r. Nagrody Nobla w dziedzinie medycyny.

Metodologia histologii ulegała dalszemu doskonaleniu w ostatnim stuleciu, w wyniku czego nauka ta uzyskała swój obecny kształt. Obecnie jest ściśle powiązana z cytologią, medycyną, embriologią i innymi dyscyplinami. Zajmuje się takimi zagadnieniami jak adaptacja na poziomie tkankowym i komórkowym, różnicowanie tkanek i komórek oraz wzorce ich rozwoju, regeneracja narządów i tkanek itp. Osiągnięcia patofizjologii znajdują szerokie zastosowanie w praktyce medycznej, gdyż ułatwiają zrozumienie mechanizm choroby i poszukiwanie skutecznej terapii.

Sekcje histologii

W tej dyscyplinie istnieją trzy sekcje:

• histologia ogólna;
• cytologia ;
• prywatna histologia lub anatomia mikroskopowa.

Wiadomo, że cytologia to nauka zajmująca się badaniem komórek – elementarnych cegiełek, z których się składa i dzięki którym funkcjonuje cała żywa materia na Ziemi. Zadaniem histologii ogólnej jest badanie pochodzenia, budowy, funkcjonowania i rozwoju tkanek. Istnieje również prywatna histologia, która bada strukturę narządów na poziomie mikroskopowym i ultramikroskopowym. Należy zauważyć pewną sztuczność podziału histologii na te sekcje, ponieważ w rzeczywistości tkanki powstają z komórek tworzących narządy, a całość tych ostatnich tworzy organizm. Dlatego części ciała są zarówno narządami, jak i tkankami z komórkami. Ale nadal taki podział histologii jest uzasadniony faktem, że łatwiej jest przedstawić materiał, mówiąc o tym, co bada histologia.

Film o tym, co bada histologia

Ponieważ histologia jest nauką o obiektach żywych, jej rozwój jest nie do pomyślenia bez bliskiego kontaktu z innymi naukami biologicznymi: anatomią, genetyką, fizjologią, embriologią i innymi. Potrzebuje też powiązania z fizyką i chemią, gdyż w swoich badaniach histologia stale posługuje się licznymi odczynnikami chemicznymi (barwniki, utrwalacze), fizykochemicznymi metodami badawczymi oraz przyrządami fizycznymi (mikrotomami, mikroskopami).

Badania histologiczne

Główna histologiczna metoda badań pozostaje mikroskopowa. Preparaty najpierw przechodzą określone przygotowanie, po czym są badane pod mikroskopem. Podczas przygotowywania preparatu wykonuje się z niego najcieńsze skrawki, które następnie barwi się odpowiednim barwnikiem i utrwala. Następnie preparaty są badane pod mikroskopem.

Badania histologiczne można również przeprowadzać na żywych preparatach, chociaż badanie żywego obiektu jest raczej trudne, gdyż w świetle przechodzącym struktury histologiczne są bezbarwne i słabo widoczne w polu mikroskopowym, a poza tym ze względu na duże rozmiary po prostu nie można umieścić pod mikroskopem. Pod tym względem przeważają badania obiektów stałych, czyli już martwych, specjalnie przetworzonych komórek, ale zachowujących swój skład chemiczny i strukturę. Każda metoda ma zalety i wady, dlatego starają się stosować je razem, aby wzajemnie się uzupełniały.

To, co histologia bada w biologii wśród żywych struktur, jest w dużym stopniu wspomagane przez nowoczesną technologię. Na przykład skład chemiczny i właściwości fizyczne komórek są badane na obiektach żywych, na których za pomocą mikromanipulatora można wykonać szereg operacji, takich jak przeszczepianie jądra z komórki do komórki, usuwanie struktur wewnątrzkomórkowych itp.

Metody badań histologicznych

Główne metody badań histologicznych obejmują:

• Mikroskopia optyczna, która bada miniaturowe preparaty histologiczne przy użyciu różnych mikroskopów optycznych, w tym ze źródłami promieniowania o różnych długościach fal. Wiadomo, że w konwencjonalnym mikroskopie źródłem światła jest światło słoneczne lub światło sztuczne o minimalnej długości fali 0,4 μm.
• Mikroskopia ciemnego pola opiera się na fakcie, że do obiektywu dociera tylko promieniowanie uzyskane w wyniku dyfrakcji na strukturze preparatu. W tym celu w mikroskop wbudowany jest kondensator, który wysyła ściśle ukośną wiązkę światła z boku do preparatu. W tym przypadku pole mikroskopu pozostaje ciemne, a jedynie małe cząsteczki preparatu odbijają skośną wiązkę docierającą do obiektywu.
• Mikroskopia z kontrastem fazowym.
• Mikroskopia fluorescencyjna i luminescencyjna. Istnieje wiele substancji, których cząsteczki lub atomy są zdolne do pochłaniania promieniowania krótkofalowego, przechodząc w stan wzbudzony. Podczas odwrotnego przejścia ze stanu wzbudzonego do normalnego atom ponownie emituje foton, ale o większej długości fali.
• mikroskopia interferencyjna. W takim mikroskopie wiązka światła otrzymana z lampy oświetlającej dzieli się na dwa strumienie: pierwsza wiązka przechodzi przez obiekt zmieniając fazę oscylacji, a druga trafia bezpośrednio do soczewki bez zmiany fazy. Obie wiązki są następnie łączone w pryzmatach obiektywu, co powoduje ich interferencję. W soczewce uzyskuje się obraz, w którym sekcje badanej próbki, które mają różną gęstość optyczną i grubość, uzyskują różny kontrast. Po oznaczeniu ilościowym można obliczyć stężenie masy i suchej masy.

• Mikroskopia elektronowa stała się rewolucyjnym krokiem w rozwoju mikroskopii. Zarówno transmisyjne mikroskopy elektronowe TEM, które przepuszczają światło przez próbkę, jak i skaningowe mikroskopy elektronowe SEM lub skaningowe mikroskopy elektronowe, działające na zasadzie rozpraszania, zostały stworzone i są obecnie aktywnie wykorzystywane do badań. W mikroskopach transmisyjnych można uzyskać jedynie dwuwymiarowy obraz badanego mikroobiektu, a w celu uzyskania przestrzennego odwzorowania badanej struktury stosuje się SEM, które daje obraz trójwymiarowy. Skaningowy mikroskop elektronowy działa jak mikrosonda elektronowa, która skanuje badany obiekt: „wyczuwa” kolejno wszystkie punkty na powierzchni za pomocą wąsko skupionej wiązki elektronów. Aby zbadać wybrany obszar, mikrosonda porusza się po powierzchni próbki w wyniku działania cewek odchylających (podobnie jak przemiatanie telewizyjne). Dlatego badanie nazywa się skanowaniem lub czytaniem, a pole, po którym porusza się mikrosonda, nazywa się rastrem. Otrzymany sygnał jest wyświetlany na ekranie monitora, którego ruch wiązki elektronów jest zsynchronizowany z wiązką mikrosondy.

• Mikroskopia ultrafioletowa wykorzystuje lampy, które emitują promieniowanie ultrafioletowe o długości fali 0,2 mikrona.

• mikroskop polaryzacyjny.

• Autograf radiowy.

• Cytospektrofotometria.

• Metoda hodowli komórkowej.

• metody immunocytochemiczne.

• Mikrochirurgia komórkowa.