Inte alla vet att cytologi är en vetenskap som studerar funktioner, struktur och utveckling av celler i alla levande organismer, inklusive encelliga. För diagnostisering av sjukdomar hos människor och djur har cytologiska studier blivit av stor betydelse.
Att känna till definitionen av vad cytologi är, är det inte alls svårt att förstå att denna vetenskap kunde utvecklas först efter skapandet och gradvis förbättring av det optiska mikroskopet och utvecklingen av histologiska forskningsmetoder.
Historia om cellupptäckt
Historien om utvecklingen av cytologi börjar med upptäckten av cellen. Termen "cell" användes första gången av engelsmannen Robert Hooke 1665, som undersökte en del av kork under ett mikroskop som han hade förbättrat. Han kunde se materialets cellulära struktur, närmare bestämt cellmembranen hos cellulosa. Senare bekräftades hans upptäckter av italienaren M. Malpighi och engelsmannen N. Gru, och A. Leeuwenhoek 1781 publicerade för första gången teckningar som visar djurceller med kärnor. Således började cytologin, vetenskapen om cellen, ta sina första steg.
I början av 1800-talet började tanken att cellen är den viktigaste strukturella enheten i någon organism bildas, det vill säga grunden för cytologi lades. R. Brown fann 1831 kärnor i växtceller, vilket gav dem ett sådant namn på latin, och bevisade lite senare att detta element finns i cellerna hos alla djur och växter. Forskare har också upptäckt processen med celldelning.
J. Purkinje, som först beskrev kärnan i en djurcell, kom på metoder för att klargöra och färga cellpreparat, eftersom detta är vad cytologin studerar. Han introducerade begreppet protoplasma och var bland de första forskarna som försökte jämföra djur- och växtceller.
År 1839 formulerade tyskarna T. Schwann och M. Schleiden cellteorin, där cellen ansågs vara huvudelementet i den levande världens struktur, utveckling och liv, som innehåller hela komplexet av egenskaper som är inneboende i livet, som dess grundläggande cell. Sedan dess har det konstaterats att cytologi är vetenskapen om alla aspekter som rör cellen. Med hjälp av cellteorin avslöjades naturen hos olika protozoer. T. Siebold gav en formulering till encelliga djur baserad på cellteorins postulat.
För utvecklingen av cytologi blev uppkomsten av R. Virchows läror om cellulär patologi, där celler ansågs vara den plats där sjukdomar är rotade, viktig. Tack vare detta blev inte bara fysiologer och anatomer, utan också patologer intresserade av studier av celler. Virchow hävdade också att celler bara kommer från deras prekursorer. Hans undervisning påverkade starkt översynen av åsikter om cellers natur: om cellmembranet ursprungligen ansågs vara det huvudsakliga strukturella elementet, definierades cellen senare som en del av protoplasma med en kärna inuti. Således erkändes kärnan som en integrerad del av den cellulära strukturen. Samtidigt upptäcktes den komplexa strukturen av själva protoplasman, där olika organeller hittades: mitokondrier, cellcentrum, Golgi-komplexet. Nukleinsyror har hittats i kärnor.
Video om vilka cytologistudier
Utvecklingen av cytologi var starkt påverkad av arvslagarna för G. Mendels egenskaper och deras efterföljande tolkning. Tack vare detta dök den kromosomala teorin om ärftlighet upp, och nya riktningar dök upp i cytologi – karyologi och cytogenetik.
Ett stort steg framåt för cytologi var uppfinningen av vävnadsodlingsmetoden och dess derivat, inklusive:
- enskiktscellodlingsmetod;
- metoden för odling av fragment och hela organ i djurvävnader, på skal av kycklingembryon eller i ett näringsmedium;
- metod för organkulturer av vävnadsfragment på sektionen av gasfasen och näringsmedium.
Med deras hjälp är långsiktiga observationer av den vitala aktiviteten hos celler isolerade från kroppen, studiet av deras delning, rörelse, differentiering etc. möjliga.
Framväxten av kvantitativa metoder i cytologiska studier gjorde det möjligt att avslöja lagen om artens beständighet med avseende på cellstorlek, som senare blev känd som lagen om beständighet för minsta cellstorlek. År 1925 upptäcktes fenomenet med sekventiell fördubbling av volymen av cellkärnor, vilket vanligtvis återspeglar fördubblingen av kromosomerna i celler.
I mitten av 1900-talet säkerställde den vetenskapliga och tekniska revolutionen den snabba utvecklingen av cytologi och revidering av några av dess idéer. Skapandet av ett elektronmikroskop gjorde det möjligt att studera strukturen och förstå de hittills obegripliga funktionerna hos cellulära organeller, samt att upptäcka ett stort antal submikroskopiska strukturer, för att förstå var stamceller kommer ifrån.
Typer och riktningar av cytologi
När de säger vad cytologi är inom biologin skiljer de på allmän och speciell cytologi. Den första kallas också cellbiologi och reduceras till studiet av strukturer som är gemensamma för de flesta typer av celler, såväl som deras funktioner, reaktioner på skador, metabolism, sjukdomsförändringar, återhämtningsprocesser och anpassning till miljöförhållanden. Privat cytologi syftar till att studera egenskaperna hos specialiserade celler hos flercelliga organismer och deras anpassning till miljön när det gäller protozoer.
Nu finns det 6 huvudområden inom cytologi:
- Cytomorfologi studerar funktionerna i cellstrukturen. Dess huvudsakliga verktyg är olika typer av mikroskopi av fasta celler (optiska, polariserande, elektroniska) och levande celler (luminescerande och faskontrastmikroskopi, mörkfältskondensor).
- Cytofysiologi studerar cellens arbete som ett levande enda system, intercellulära strukturers interaktion och funktion. Dessa komplexa problem löses med speciella experimentella metoder, kombinerade med metoderna mikrokirurgi, mikrofilmning och cell- och vävnadsodling.
- Cytokemi är intresserad av cellens molekylära struktur och dess komponenter, såväl som metaboliska processer. Optiska och elektronmikroskop, interferens- och ultraviolettmikroskopi, autoradiografi, cytofotometri, fraktionerad centrifugering med ytterligare kemisk analys av varje fraktion används för cytokemiska studier.
- Cytogenetik handlar om regelbundenhet i den funktionella och strukturella organisationen av eukaryota kromosomer.
- Cytoekologi studerar cellers svar på olika miljöfaktorer och de manifesterade mekanismerna för anpassning.
- Cytopatologi handlar om studiet av sjuka celler, uppdelat i virala (i de fall virus påverkar en cell), onkologiska (förändringar i tumörceller), cytofarmakologi (effekten av läkemedel), rymd (cellstudier under rymdflygningsförhållanden) etc.
Cytologiska studier
Mycket ofta inom cytologi används en forskningsmetod som sammanfaller med en histologisk undersökning, där ett vävnadsprov tas från ett sjukt organ. Men det finns en skillnad: en cytologisk studie kräver en mindre mängd biomaterial, och dess studie kräver ingen förbehandling och specialutrustning, förutom ett mikroskop. Orsaken till en cytologisk studie kan vara att en biopsi inte är önskvärd eller omöjlig, om patienten till exempel undersöks på en konventionell klinik. Med hjälp av en cytologisk studie är det möjligt att bedöma tillståndet hos mänskliga integumentära vävnader (slemhinnor och hud), eftersom onkologiska sjukdomar mycket ofta börjar bildas i dessa vävnader. Du kan också studera kvinnlig hormonell aktivitet, processen för sårläkning och andra processer.
Video om cytologi – vetenskapen om cellen
Metoden för att få fram det material som behövs för forskning beror på vilken vävnad eller organ som skadades:
- För hudsjukdomar tas avtryck eller avskrapningar från vävnader.
- Vid sjukdomar i de hematopoetiska organen, bröst- eller sköldkörteln, tas punctates från de drabbade områdena.
- Med åkommor i centrala nervsystemet är det nödvändigt att ta cerebrospinalvätska.
- Vid sjukdomar i lungorna kan sputum samlas in etc.
Tack vare den snabba utvecklingen av vetenskap och teknik växer cytologins möjligheter ständigt.