Теория и практика лабораторных гистологических исследований. Методические рекомендации для преподавателя по организации теоретических занятий

Фазы митоза

Амитоз – относительно редкий и малоизученный способ деления клетки. Описан он для стареющих и патологически измененных клеток. При амитозе интерфазное ядро делится путем перетяжки, равномерное распределение наследственного материала не обеспечивается. Нередко ядро делится без последующего разделения цитоплазмы и образуются двухъядерные клетки. Клетка, претерпевшая амитоз, в дальнейшем не способна вступать в нормальный митотический цикл. Поэтому амитоз встречается, как правило, в клетках и тканях, обреченных на гибель, например, в клетках зародышевых оболочек млекопитающих, в клетках опухолей.

Теоретическое занятие 6. Реакция клеток на внешнее воздействие

Технологическая карта теоретического занятия по МДК (ТЗ) №6

Технологическая карта теоретического занятия по МДК (ТЗ) №6

1. Факторы, воздействующие на клетку

Повреждения клеток.

Клетка является структурно-функциональной единицей тканей и органов. В ней протекают процессы, лежащие в основе энергетического и пластического обеспечения структур и функций тканей.

Различные патогенные факторы, действующие на клетку, могут обусловить повреждение. Под повреждением клетки понимают такие изменения ее структуры, обмена веществ, физико-химических свойств и функций, которые ведут к нарушению жизнедеятельности.

Жизнь клеток протекает в определенных условиях. Условия складываются из различных факторов (осмотическое давление, ph среды, газовый состав и т.д.). При изменении условий клетки, они могут повреждаться. Повреждения могут быть обратимые и необратимые.

Необратимые повреждения вызывают гибель клетки, обратимые – вызывают нарушение одного из видов обмена. Такие нарушения получили название дистрофия.

При белковой дистрофии происходит набухание клеток, цитоплазма становится мутной.

При жировой дистрофии – накапливается большое количество липидов. Изменения в клетках и их гибель происходит не только из-за воздействия внешних факторов, но и в здоровом организме.

Большое количество клеток погибает, так как имеет не большой срок жизни. Пример: лейкоциты живут несколько дней, эритроциты – несколько месяцев. Взамен погибших клеток возникают молодые клетки, путем прямого и не прямого деления.

Процесс восстановления клеток называется регенерацией.

Причины повреждения клеток.

Повреждение клетки может быть результатом действия на нее множества патогенных факторов. Их условно подразделяют на три основные группы: физического, химического и биологического характера.

Среди факторов физического характера причинами повреждения клеток наиболее часто являются следующие:

– механические воздействия. Они обуславливают нарушение структуры плазмолеммы и мембран субклеточных образований;

– колебания температуры. Повышенная температура среды, в которой находится клетка, до 45—50°С и более, может привести к денатурации белка, нуклеиновых кислот, декомпозиции липопротеидных комплексов, повышению проницаемости клеточных мембран и другим изменениям. Значительное снижение температуры может обусловить существенное замедление или необратимое прекращение метаболических процессов в клетке, кристаллизацию внутриклеточной жидкости и разрыв мембран;

– изменения осмотического давления в клетке, в частности, вследствие накопления в ней продуктов неполного окисления органических субстратов, а также избытка ионов. Последнее, как правило, сопровождается током жидкости в клетку по градиенту осмотического давления, набуханием ее и растяжением (вплоть до разрыва) ее плазмолеммы и мембран органелл. Снижение внутриклеточного осмотического давления или повышение его во внеклеточной среде ведет к потере клеткой жидкости, ее сморщиванию (пикнозу) и нередко к гибели;

– воздействие ионизирующей радиации, обусловливающей образование свободных радикалов и активацию перекисных свободно-радикальных процессов, продукты которых повреждают мембраны и денатурируют ферменты клеток. Патогенное действие на клетку могут также оказывать гравитационные, электромагнитные и другие факторы физического характера.

Повреждение клеток нередко вызывают воздействия факторов химической природы. К их числу относятся разнообразные вещества экзогенного и эндогенного происхождения: органические кислоты, щелочи, соли тяжелых металлов, продукты нарушенного метаболизма. Так, цианиды подавляют активность цитохромоксидазы. Этанол и его метаболиты ингибируют многие ферменты клетки. Вещества, содержащие соли мышьяка, угнетают пируватоксидазу. Неправильное применение лекарственных средств также может привести к повреждению клеток. Например, передозировка строфантина обусловливает значительное подавление активности К+ – Na+ – АТФазы сарколеммы клеток миокарда, что ведет к дисбалансу интрацеллюлярного содержания ионов и жидкости.

Важно, что повреждение клетки может быть обусловлено как избытком, так и дефицитом одного и того же фактора. Например, избыточное содержание кислорода в тканях активирует процесс перекисного свободно радикального окисления липидов (ПСОЛ), продукты которого повреждают ферменты и мембраны клеток. С другой стороны, снижение содержания кислорода обусловливает нарушение окислительных процессов, понижение образования АТФ и, как следствие, расстройство функций клетки.

Частыми причинами повреждения клеток являются факторы биологического происхождения: вирусы, риккетсии, микробы, паразиты, грибки. Продукты их жизнедеятельности вызывают расстройство функций клеток, нарушают течение в них метаболических реакций, проникаемость или даже целостность мембран, подавляют активность клеточных ферментов.

Повреждение клеток нередко обусловливается факторами иммунных и аллергических процессов. Они могут быть вызваны, в частности, сходством антигенов, например, микробов и клеток организма.

Повреждение может быть также результатом образования антител или Т-лимфоцитов, действующих против неизменных клеток организма вследствие мутаций в геноме В- или Т-лимфоцитов иммунной системы.

Важную роль в поддержании метаболических процессов в клетке играют вещества, поступающие в нее из окончаний нейронов, в частности нейромедиаторы, трофогены, нейропептиды. Уменьшение или прекращение их транспорта является причиной расстройства обмена веществ в клетках, нарушения их жизнедеятельности и развития патологических состояний, получивших название нейродистрофий.

Кроме указанных факторов, повреждение клеток нередко бывает обусловлено значительно повышенной функцией органов и тканей. Например, при длительной чрезмерной физической нагрузке возможно развитие сердечной недостаточности в результате нарушения жизнедеятельности кардиомиоцитов.

Повреждение клетки может быть результатом действия не только патогенных факторов, но и следствием генетически запрограммированных процессов. Примером может служить гибель эпидермиса, эпителия кишечника, эритроцитов и других клеток в результате процесса их старения. К механизмам старения и смерти клетки относят постепенное необратимое изменение структуры мембран, ферментов, нуклеиновых кислот, истощение субстратов метаболических реакций, снижение устойчивости клеток к патогенным воздействиям.

По происхождению все причинные факторы повреждения клетки делят на: 1) экзогенные и эндогенные; 2) инфекционного и неинфекционного генеза.

Действие повреждающих факторов на клетку осуществляется прямо или опосредовано. В последнем случае речь идет о формировании цепи вторичных реакций, образовании веществ – посредников, реализующих повреждающее действие. Действие повреждающего агента может опосредоваться через: – изменения нервных или эндокринных воздействий на клетки (например, при стрессе, шоке); – расстройство системного кровообращения (при сердечной недостаточности); – отклонение физико-химических параметров (при состояниях, сопровождающихся ацидозом, алкалозом, образованием свободных радикалов, продуктов ПСОЛ, дисбалансом ионов и жидкости); – иммуноаллергические реакции при аутоаллергических заболеваниях; – образование избытка или недостатка биологически активных веществ (гистамина, кининов, простагландинов). Многие из этих и других соединений, участвующих в развитии патологических процессов, получили название посредников – медиаторов (например, медиаторы воспаления, аллергии и др.).

2. Приспособления и реакции клеток: эндоцитоз, пиноцитоз, фагоцитоз

Эндоцитоз и экзоцитоз – это два активных процесса, посредством которых различные материалы транспортируются через мембрану либо в клетки (эндоцитоз), либо из клеток (экзоцитоз). При эндоцитозе плазматическая мембрана образует впячивания или выросты, которые затем, отшнуровываясь, превращаются в пузырьки или вакуоли.

Различают два типа эндоцитоза:

Фагоцитоз (поедание клеткой) – процесс поглощения клеткой твердых объектов, таких как клетки эукариот, бактерии, вирусы, остатки мертвых клеток и т. п. Вокруг поглощаемого объекта образуется большая внутриклеточная вакуоль (фагосома). Размер фагосом – от 250 нм и больше. Путем слияния фагосомы с первичной лизосомой образуется вторичная лизосома. В кислой среде гидролитические ферменты расщепляют макромолекулы, оказавшиеся во вторичной лизосоме. Продукты расщепления (аминокислоты, моносахариды и прочие полезные вещества) транспортируются затем через лизосомную мембрану в цитоплазму клетки. Фагоцитоз распространен очень широко. У высокоорганизованных животных и человека процесс фагоцитоза играет защитную роль. Фагоцитарная деятельность лейкоцитов и макрофагов имеет огромное значение в защите организма от попадающих в него патогенных микробов и других нежелательных частиц. Фагоцитоз впервые описал русский ученый И. И. Мечников.

Пиноцитоз («питье» клеткой) – процесс поглощения клеткой жидкой фазы из окружающей среды, содержащей растворимые вещества, включая крупные молекулы (белки, полисахариды и др.). При пиноцитозе от мембраны отшнуровываются внутрь клетки небольшие пузырьки – эндосомы. Они меньше фагосом (их размер до 150 нм) и обычно не содержат крупных частиц. После образования эндосомы к ней подходит первичная лизосома, и эти два мембранных пузырька сливаются. Образовавшаяся органелла носит название вторичной лизосомы. Процесс пиноцитоза постоянно осуществляют все эукариотические клетки.

Рецептор-опосредованный эндоцитоз – активный специфический процесс, при котором клеточная мембрана выпучивается внутрь клетки, формируя окаймленные ямки. Внутриклеточная сторона окаймленной ямки содержит набор адаптивных белков. Макромолекулы, связывающиеся со специфическими рецепторами на поверхности клетки, проходят внутрь со значительно большей скоростью, чем вещества, поступающие в клетки за счет пиноцитоза.

Приспособления и реакции клеток

Теоретическое занятие 7. Морфофункциональная характеристика тканей

Технологическая карта теоретического занятия по МДК (ТЗ) №7

Технологическая карта теоретического занятия по МДК (ТЗ) №7

1. Учение о тканях: определение понятия «ткань», классификация и особенности развития тканей

Ткань – это возникшая в развитии система клеток и их производных, характеризующихся общими морфофизиологическими свойствами. Ткань состоит из клеток и межклеточного вещества.

С позиции филогенеза предполагается, что в процессе эволюции организмов образуются 4 тканевых системы, обеспечивающие основные функции организма:

1. Эпителии (покровные, отграничивающие от внешней среды).

2. Соединительные (опорно-трофические).

3. Мышечные (отвечающие за движение).

4. Нервные.

Эту классификацию 1857 г. Лейдига, подтвердили исследования Мечникова И. И. и позднейших авторов. А. А. Заварзин и Н. Г. Хлопин, которые заложили основы учения об эволюционной и онтогенетической детерминации тканей, также выдвигали положение о том, что ткани образуются в связи с основными функциями, обеспечивающими существование организма во внешней среде. Поэтому изменения тканей в эволюции идут параллельными путями (теория параллелизмов А. А. Заварзина). Однако дивергентный путь эволюции организмов (в каждой из четырех тканевых систем в конечном итоге привела к большому разнообразию видов тканей, которые гистологи в последующем стали объединять в системы или группы тканей) ведет к возникновению все большего разнообразия тканей (теория дивергентной эволюции тканей Н. Г. Хлопина). Из этого следует, что ткани в филогенезе развиваются и параллельными рядами, и дивергентно.

Развитие тканей в эмбриогенезе происходит в результате дифференцировки клеток. Под дифференцировкой понимают изменения в структуре клеток в результате их функциональной специализации, обусловленные активностью их генетического аппарата. Различают четыре основных периода дифференцировки клеток зародыша – оотипическую, бластомерную, зачатковую и тканевую дифференцировку. Проходя через эти периоды клетки зародыша образуют ткани (гистогенез).

В результате эмбрионального развития возникает зародыш, в котором различают несколько зародышевых листков.

Поверхностный наружный листок называется – эктодерма, внутренний – эндодерма, образует кишечную трубку зародыша. На спинной стороне зародыша располагается нервная трубка, а под ней плотный тяж называемый хорда. По сторонам располагается средний зародышевый листок – мезодерма. Все пространство между листками заполнено отросчатыми клетками, которые в результате развития, образуются из мезодермы и получили название мезенхима. В процессе развития зародышевых листков образуются различные ткани, из которых построены органы человека и животного.

Каждая ткань образуется из определенного зародышевого листка. При изменении условий существования организма меняется функция и строение ткани. При заболеваниях происходят различные изменения в тканях. Все ткани организма классифицируются в 4 группы:

1. Эпителиальная.

2. Соединительная.

3. Мышечная.

4. Нервная.

К тканям внутренней среды относятся соединительные ткани, кровь и лимфа.

При повреждении ткани они могут восстанавливаться. Процесс восстановления ткани называется репаративная регенерация. Хорошо регенерируется эпителиальная ткань, кровь и лимфа, соединительная ткань. В мышечной, нервной тканях процесс регенерации идет медленно и не полностью.

Теоретическое занятие 8. Морфофункциональная характеристика эпителиальной ткани

Технологическая карта теоретического занятия по МДК (ТЗ) №8

Технологическая карта теоретического занятия по МДК (ТЗ) №8

1. Классификация эпителиальной ткани

Эпителии покрывают поверхность тела, серозные полости тела, внутреннюю и наружную поверхности многих внутренних органов, образуют секреторные отделы и выводные протоки экзокринных желез. Эпителий представляет собой пласт клеток, под которым есть базальная мембрана.

Эпителии подразделяются на покровные, которые выстилают тело и все полости, имеющиеся в организме, и железистые, которые вырабатывают и выделяют секрет.

Развитие: из всех 3-х зародышевых листков:

1. Кожная эктодерма;

2. Кишечная энтодерма: – прехордальная пластинка;

3. Мезодерма: – нервная пластинка.

Общие признаки строения эпителия:

1. Клетки лежат плотно друг к другу, образуя сплошной пласт.

2. Гетерополярность – апикальные (верхушка) и базальные части клеток отличаются по строению и по функции; а в многослойном эпителии – отличие в строении и функции слоев.

3. Состоит только из клеток, межклеточное вещество практически отсутствует (десмосомы).

4. Эпителий всегда располагается на базальной мембране (углеводно-белково-липидный комплекс с тончайшими фибриллами) и им отграничивается от подлежащей рыхлой соединительной ткани.

5. Эпителий участвует в выделении секрета.

6. Характерна повышенная регенераторная способность, обусловленная пограничностью.

7. Не имеет собственных кровеносных сосудов, питается диффузно через базальную мембрану, за счет сосудов подлежащей рыхлой соединительной ткани.

8. Хорошо иннервирован (много нервных окончаний).

2. Строение и функции эпителиальной ткани

Эпителиальные ткани имеют различную форму и, как правило, образуют пласты, которые защищают ткани, лежащие под ними. Через этот пласт происходит обмен веществ между внешней и внутренней средой. От подлежащих тканей эпителий отделен тончайшей пластинкой, носящей название базальной мембраны. Эпителиальная ткань не имеет кровеносных сосудов. А питание ее осуществляется путем диффузии веществ из сосудов, расположенный в подлежащей соединительной ткани. Эпителий является пограничной тканью, так как располагается на границе внутренней и внешней среды организма. Клетки эпителиальной ткани плотно прилегают друг к другу. Поэтому эпителиальная ткань прочная. Клетки могут быть различной формы, соответственно ядро принимает форму клетки. Часть клетки, которая лежит ближе к соединительной ткани называется базальная, так как разделяет две эти ткани базальной мембраной. А противоположная часть называется апикальной. В базальной части клетки расположено ядро, а в апикальной органеллы и включения.

У эпителиальных клеток могут быть специальные структуры, так как они выполняют разные функции.

1. Микроворсинки – это специальные выросты цитоплазмы на свободной поверхности клетки. На одной клетке их может быть до 3000 тысяч. За счет микроворсинок увеличивается работа поверхности клетки. Клетки с микроворсинками расположены в кишечнике, канальцах почек, т.е. там, где происходят процессы всасывания.

2. Жгутики – аппарат, приближающий мужских половых клеток по строению, напоминающих реснички.

3. Реснички – это тонкие подвижные выросты на свободной поверхности клеток мерцательного эпителия и эпителия половых путей. Реснички быстро сокращаются, благодаря чему создается ток в жидкости, с которым передаются клетки в половых путях. Частички пыли в воздухоносных путях.

Тонофибриллы – это тонкие ниточки, располагающиеся в цитоплазме. Тонофибриллы построены из белка и обуславливают прочность клеток. Функции:

1. Разграничительная (барьерная) (контакт с внешней средой);

2. Защитная (внутренней среды организма от повреждающего действия механических, физических, химических факторов среды; выработка слизи, обладающей антимикробным действием);

3. Обмен веществ между организмом и окружающей средой;

4. Секреторная;

5. Экскреторная;

6. Развитие половых клеток и др.;

7. Рецепторная (сенсорная).

Однослойный однорядный плоский эпителий (мезотелий).

Выстилает серозные оболочки внутренних полостей тела, таки как: брюшину, плевру, перикард. Покрывая листки серозной оболочки, мезотелий предотвращает образование спаек между ними. Клетки мезотелия лежат на базальной мембране в один ряд, могут иметь от 1 до 3 ядер.

Однослойный однорядный кубический эпителий.

Встречается в канальцах почек, желчных протоках, в выводных протоках желез, клетки одинаковой формы с округлым ядром в центре. В зависимости от расположения выполняет следующие функции:

а) всасывательная;

б) секреторная (низкий призматический);

в) разграничительная.

Однослойный однорядный призматический или цилиндрический эпителий. Клетки цилиндрической формы с овальным ядром, расположены на одном уровне в базальной части клетки. Встречаются в тонком кишечнике, в желчном пузыре, в выводных протоках печени и поджелудочной железе.

Многорядный эпителий.

Клетки разной формы и разной высоты, располагаются в несколько рядов, ядра на разном уровне. На свободной поверхности клеток могут располагаться реснички или микроворсинки. Располагается многорядный эпителий в воздухоносных путях, половых путях. Клетки у многорядного эпителия трех типов:

1. Мерцательные, располагаются на базальной мембране узким концом. Свободная поверхность широкая, на которой располагаются реснички или микроворсинки.

2. Бокаловидные, образуют слизь, которая поступает на поверхность эпителия.

3. Вставочные, бывают короткие и длинные, широким концом лежат на базальной мембране и до поверхности не доходят.

Функции:

1. Разграничительная;

2. Защитная.

Многослойный эпителий.

Переходный эпителий, выстилает почечные лоханки, мочеточники, мочевой пузырь. Этот вид эпителия меняет форму в зависимости от физиологического состояния органов. В растянутом состоянии эпителий двухслойный, в базальной части клетки кубической формы, покрывающий слой состоит из плоских, крупных клеток, которые имеют по 2 ядра, апикальная часть клетки снабжена каемкой. В спавшемся состоянии эпителий становится толще, хотя и сохраняет прежнее количество слоев, при этом меняется форма клеток. В базальном слое клетки приобретают грушевидную форму, покровный слой клеток укорачивается. Клетки теряют строгий порядок и наползают друг на друга.

Ороговевающий и неороговевающий эпителий, клетки округлые или плоской формы. Самый глубокий слой представлен клетками цилиндрической формы, он называется ростковым, т.е. за счет него происходит восстановление вышележащих слоев. Затем идут клетки округлой формы. У ороговевающего эпителия верхний слой в виде чешуек, которые постепенно отпадают.

Многослойный плоский неороговевающий эпителий. Он развивается из эктодермы, выстилает роговицу, передний отдел пищеварительного канала и участок анального отдела пищеварительного канала, влагалище. Клетки располагаются в несколько слоев. На базальной мембране лежит слой базальных или цилиндрических клеток. Часть из них – стволовые клетки. Они пролиферируют, отделяются от базальной мембраны, превращаются в клетки полигональной формы с выростами, шипами и совокупность этих клеток формирует слой шиповатых клеток, располагающихся в несколько этажей. Они постепенно уплощаются и образуют поверхностный слой плоских, которые с поверхности отторгаются во внешнюю среду.

Многослойный плоский ороговевающий эпителий – эпидермис, он выстилает кожные покровы. В толстой коже (ладонные поверхности), которая постоянно испытывает нагрузку, эпидермис содержит 5 слоев:

1. Базальный слой – содержит стволовые клетки, дифференцированные цилиндрические и пигментные клетки (пигментоциты).

2. Шиповатый слой – клетки полигональной формы, в них содержатся тонофибриллы.

3. Зернистый слой – клетки приобретают ромбовидную форму, тонофибриллы распадаются и внутри этих клеток в виде зерен образуются белок кератогиалин, с этого начинается процесс ороговения.

4. Блестящий слой – узкий слой, в нем клетки становятся плоскими, они постепенно утрачивают внутриклеточную структуру, и кератогиалин превращается в элеидин.

5. Роговой слой – содержит роговые чешуйки, которые полностью утратили строение клеток, содержат белок кератин. При механической нагрузке и при ухудшении кровоснабжения процесс ороговения усиливается.

В тонкой коже, которая не испытывает нагрузки, отсутствует зернистый и блестящий слои.

Многослойный кубический и цилиндрический эпителии встречаются крайне редко – в области конъюнктивы глаза и области стыка прямой кишки между однослойным и многослойным эпителиями.

Переходный эпителий (уроэпителий) выстилает мочевыводящие пути и аллантоис. Содержит базальный слой клеток, часть клеток постепенно отделяется от базальной мембраны и образует промежуточный слой грушевидных клеток. На поверхности располагается слой покровных клеток – крупные клетки, иногда двухрядные, покрыты слизью. Толщина этого эпителия меняется в зависимости от степени растяжения стенки мочевыводящих органов. Эпителий способен выделять секрет, защищающий его клетки от воздействия мочи.