§ 16. Історія вивчення клітини. Методи цитологічних досліджень.
Історія вивчення клітини.
Світ клітин залишався повністю невідомим до середини XVII ст. поки люди не навчилися шліфувати лінзи і використовувати їх для розширення можливостей зору.
Одним з перших творців мікроскопа був Роберт Гук фізик, метеоролог, біолог, інженер, архітектор. У 1665 р він видав альбом малюнків під назвою «макрография», в якому були представлені його спостереження під мікроскопом.
Одним з обдарованих сучасників Гука був голландець Антоні ван Левенгук, який створив 200 мікроскопів власної особливої конструкції. Левенгук домігся збільшення об'єктів в 270 раз і зробив видатні відкриття.
Роберт Броун в 1833 р відкрив в клітці ядро. Після 1825 р Ян Пуркіньє розробив ефективні методики приготування і забарвлення препаратів для мікроскопічної техніки.
Клітинну теорію запропонував для рослин в 1837 р німецький ботанік Матіас Шлейден, а поширив на тваринний світ його друг, фізіолог Теодор Шванн. Трохи пізніше її доповнив Рудольф Вірхов, який в 1885 р сформулював положення «Кожна клітина відбувається з клітки».
В середині XIX ст. клітинна теорія стала загальновизнаною і основою для науки про клітині - цитології. До кінця XIX в. було відкрито багато компонентів клітин. Вчені описали їх і дали їм назви.
Але в 1945 р цитологи вперше заглянули в клітини за допомогою електронного мікроскопа і побачили багато невідомих раніше структур. Отже, вирішальна роль в розвитку цитології належить новим відкриттям в інших науках, зокрема у фізиці.
Методи цитологічних досліджень.
Основним методом є метод світлової мікроскопії. Він передбачає застосування світлового мікроскопа, але розглянути під світловим мікроскопом можна тільки спеціально підготовлені цитологічні препарати.
Для приготування препаратів цитологи використовують предметні скельця і спеціально підготовлені об'єкти, які можна розглядати.
Найчастіше ці структури безбарвні, тому їх необхідно фарбувати спеціальними барвниками, кожен раз різними, в залежності від того, які структури бажано побачити.
Існують два методи: метод приготування тисків препаратів - досліджуваний об'єкт просто раздавливается в один шар між предметним і накривним склом, і метод приготування тонких зрізів, що складаються з одного шару клітин.
Для вивчення живих клітин застосовують метод фазово-контрастної мікроскопії. Він базується на тому, що окремі ділянки прозорою клітини відрізняються один від одного по щільності і світлопереломлювання.
Вивчаючи живі клітини, застосовують також метод флуоресцентної мікроскопії. Сенс його полягає в тому, що цілий ряд речовин мають здатність світитися при поглинанні ними світлової енергії. Наприклад, якщо в флуоресцентний мікроскоп розглядати клітини рослин, то на темно-синьому тілі буде видно червоні зерна, яскраво світяться, - це хлоропласти.
Метод електронної мікроскопії відкрив цитолог ті структури клітини, які мають розміри, менше довжини світлової хвилі. Завдяки цьому методу з'явилася можливість розглянути віруси і органели, на яких відбувається синтез білка (рибосоми).
Цитологи можуть також отримувати і вивчати різні компоненти клітин за допомогою фракціонування клітин. Клітку спочатку руйнують, а потім виділяють клітинні структури, використовуючи спеціальний пристрій - центрифугу.
Метод використання культури клітин є методом тривалого зберігання і вирощування в спеціальних поживних середовищах клітин, тканин, невеликих органів або їх частин, виділених з організму людини, тварини або рослини. Важливою перевагою цього методу є можливість спостереження за життєдіяльністю клітин за допомогою мікроскопа.
Значення цитологічних методів в діагностиці та лікуванні захворювань людини.
1) Цитологічні методи застосовуються в медицині для дослідження фізіологічного стану організму людини на основі вивчення будови клітин. Вони використовуються для виявлення захворювань крові, розпізнавання злоякісних і доброякісних пухлин, багатьох захворювань органів дихання, травлення, сечовиділення, нервової системи і їх лікування.
2) Стовбурові клітини - це незріла клітина, здатна до самооновлення і розвитку в спеціалізовані клітини організму. У дорослому організмі стовбурові клітини містяться в основному в кістковому мозку і в дуже невеликій кількості в усіх органах і тканинах. Їх можна використовувати для лікування багатьох захворювань.