История развития гистологии, цитологии и эмбриологии. Развитие гистологии в Беларуси

В развитии гистологии, цитологии и эмбриологии можно условно выде­лить три периода: домикроскопический, микроскопический и современный, электронномикроскопический или, правильнее, синтетический период.

Домикроскопический период занимает временной интервал с IV века до н.э. по XVII век. Характеризуется этот период лишь общими, весьма приблизительными представлениями о тканях организма. Эти представле­ния основывались только на внешних чертах тканей, их сходстве и разли­чиях. Поэтому данный период мало внес в понимание о строениях тканей и органов организма, не говоря уже о том, что представления о клетке как о важном уровне организации живого вообще не могли возникнуть.

В связи с этим, зародившись до создания микроскопа, свое действи­тельное развитие гистология как наука получила только с созданием све­тового микроскопа (светомикроскопический период, включающий времен­ной интервал с XVII по середину XX века). Первую попытку сконструиро­вать микроскоп предпринял в 1609—1610 гг. Г. Галилей. Одним из первых создателей микроскопа был К. Дреббель (1619 г.). Братья Янсены, а затем Р. Гук усовершенствовали микроскоп. Р. Гук впервые начал изучать с его помощью клетки растений и животных. В 1677 г. А. Левенгук создал мик­роскоп, дающий увеличение примерно в 300 раз. Это позволило ему изу­чать клетки крови и их движение, сперматозоиды и ряд других биологи­ческих объектов.

В XVIII веке в Голландии и России были изобретены первые ахромати­ческие микроскопы, дающие четкое изображение. Это способствовало даль­нейшему развитию микроскопической техники и формированию описатель­ной гистологии. Толчок к ее бурному развитию дал французский анатом К. Биша, который в 1801 г. на основании макроскопических (анатомических) исследований представил развернутую классификацию тканей. 13 1819 г. его ученик К. Майер ввел термин "гистология". В 20—30-е годы XIX века Я. Пуркине, П. Горянинов, Т. Шванн и М. Шлейдеи получили большой мате­риал о строении и развитии клеток и тканей. В 1825—1827 гг. Я. Пуркине описал ядро растительной клетки, а в 1836—1837 гг. Г. Валентин — ядро и ядрышко животных клеток.

В 1839 г. немецкий ученый Т. Шванн обощает накопленные данные и формулирует клеточную теорию. Она постулировала общность строения животных и растительных организмов и имела большое значение для даль­нейшего развития естествознания, в том числе и гистологии. Основные по­ложения клеточной теории Т. Шванн изложил в монографии "Микроскопи­ческое исследование о соответствии в структуре и росте животных и расте­ний". Вскоре после опубликования ее австрийский ученый А. Келикер рас­пространил клеточную теорию на ранние стадии эмбрионального развития организма. В 1841 — 1844 гг. он показал, что сперматозоиды и яйцеклетки являются клетками. Из клеток состоит и организм, возникающий в ходе дробления оплодотворенной женской половой клетки.

Во второй половине XIX века стало общепризнанным, что клетки в соста­ве многоклеточных животных существуют не самостоятельно, а как части тка­ней. В это время делаются попытки создать окончательную классификацию тканей. Ф. Лейдиг (1853) и А. Келикер (1855) систематизировали накоплен­ный материал и объединили все известные к этому времени ткани (21 вид) в 4 типа тканей. Однако для понимания закономерностей тканевой организа­ции животных необходимо было накопление фактического материала. Это стало возможно с созданием во второй половине XIX века новых конструк­ций микроскопов. Одновременно развивалась гистологическая техника. Боль­шая заслуга в этом принадлежит знаменитому чешскому физиологу, гистологу и микроскописту Я. Пуркине. Именно он ввел ряд настолько существенных усовершенствований в гистологическую технику, что она сохранила свои ос­новные этапы до настоящего времени. Я.Э. Пуркине также сконструировал первый микротом. В результате в XIX веке были получены новые данные о строении клеток, тканей и органов.

Так, в 1852 г. Р. Ремак описал амитоз. В 1859 г. Р. Вихров допол­нил клеточную теорию и создал элементы клеточной патологии. В 1861 г. М. Шульце дал первое определение клетки. В 1871 — 1879 гг. описан ми­тоз растительной (И.Д. Чистяков) и животной (П.И. Перемежко, В. Фле­минг) клеток, изучена последовательность митоза. В 1884 г. О. Гертвиг и Э. Страсбургер высказали гипотезу о том, что хроматин является матери­альным носителем наследственности. В 1875—1876 гг. О. Гертвиг и Е. ван Бенеден обнаружили клеточный центр, в 1898 г. немецкий ученый Р. Аль­тман открыл митохондрии, а К. Гольджи в 1899 г. описал внутриклеточ­ный сетчатый аппарат.

К концу XIX века в основном было закончено микроскопическое опи­сание органов и тканей и создана микроскопическая анатомия. Благодаря разработке методики импрегнации нервных элементов раствором серебра была исследована наиболее трудная для изучения область — нервная систе­ма. В ее изучении большая роль принадлежит С. Рамон-и-Кахалю, К. Гольджи, а затем А.С. Догелю и Б.И. Лаврентьеву. Благодаря усилиям этих и ряда других ученых была сформулирована и получила свое подтверждение нейронная теория.

Большой вклад в развитие гистологии в это время внесли русские уче­ные. А.И. Бабухин изучал строение и функции мышечной и нервной тка­ни. А.С. Догель, М.Д. Лавдовский, А.Н. Миславский детально исследова­ли периферическую и центральную нервную систему. А.О. Ковалевский и И.И. Мечников изучали формирование тканей в процессе эволюции и со­здали основы эволюционной гистологии. Сформулированная И.И. Меч­никовым фагоцитарная теория имела огромное значение, т.к. объяснила многие общие вопросы жизнедеятельности тканей и клеток. За ее разра­ботку И.И. Мечников был удостоен Нобелевской премии.

В начале XX века исключительно описательное направление гисто­логии постепенно обогащается сравнительными и экспериментальными работами. Наибольшая заслуга в развитии эволюционной гистологии принадлежит А.А. Заварзину, который первым сформулировал одну из наиболее интересных теорий эволюции тканей. Обнаружив у членисто­ногих и позвоночных сходство в строении многих тканей, А.А. Завар-зин сделал вывод о том, что наличие у всех животных четырех систем тканей обусловлено единым принципом их взаимодействия с внешней средой. При этом тканевые системы выполняют 4 наиболее общие фун­кции: 1) защитную, или внешнего обмена; 2) внутреннего обмена, или поддержания постоянства внутренней среды; 3) движения; 4) реактивнос­ти. Теория А.А. Заварзина об эволюции тканей была названа теорией параллельного развития тканей. Согласно этой теории животные различ­ных типов имеют общий принцип тканевой организации и состоят из четырех тканевых систем.

Теоретическая разработка проблем эволюции тканей продолжена в трудах Н.Г. Хлопипа. Он обосновал теорию дивергентной эволюции тка­ней. Согласно этой теории при эволюционном развитии тканей их эволю­ция идет с расхождением признаков, т.е. дивергентно. Это ведет к много­образию видов тканей.

Большой вклад в развитие гистологии в начале XX века внес А.А. Максимов. Его труды но гистогенезу кроветворных и соединительных тка­ней актуальны и в настоящее время. А.А. Максимов обосновал унитар­ную теорию кроветворения, описал реакцию блаеттрансформации лим­фоцитов, дал первое описание морфологии стволовой кроветворной клет-ки. Он создал прекрасные руководства но гистологии, не утратившие своей актуальности и в настоящее время.

До 50-х годов XX века в гистологии продолжалась разработка описа­тельного, эволюционного и экспериментального подходов. Новый толчок к дальнейшему развитию гистологии дало открытие немецкими учеными (Е. Руска, М. Кполль, Б. Боррие) электронного микроскопа (1928—1931 гг.) и применение его в гистологических исследованиях (конец 40-х—начало 50-х годов). С этого момента начинается новый этап в развитии гистологии — электронномикроскопический. В течение короткого времени было изучено строение клетки на ультраструктурном уровне. В 1954 г. А. Родин открыл пероксисомы. 1955 г. характеризуется двумя крупными открытиями: Г. Па-ладе описал рибосомы и эндоплазматическую сеть, а К. де Дюв обнаружил лизосомы. К началу 60-х годов были открыты все не известные до этого вре­мени органеллы, а также установлено тонкое строение ранее известных опи­санных на светомикроскопическом уровне органелл. В 60—80-е годы разви­ваются методы электронной гистохимии и электронной ауторадиографии. К этому времени практически завершается описание электронномикроскопи-ческого строения всех клеток, тканей и органов. В гистологические исследо­вания внедряется сканирующая электронная микроскопия, с помощью кото­рой можно видеть ультраструктуры в объемном изображении.

Наряду с внедрением в гистологические исследования электронного микроскопа продолжают совершенствоваться методы световой микроскопии. Разрабатываются методы иммуноцитохимии и иммуногистохимии, осно­ванные на применении меченых флуоресцентными красителями или фер­ментами моноклональных антител к выявляемому в клетках и тканях ве­ществу. С помощью этих методов можно с очень большой достоверностью идентифицировать клетки различных типов, а также клетки-продуценты гормонов и различных биологически активных веществ, выявлять клеточ­ные рецепторы, например, к гормонам, специфику секреторных и биосинте­тических процессов. В дальнейшем принципы иммуноцито- и гистохимии были распространены на электронную микроскопию. При этом в качестве метящих антитела веществ стали использовать коллоидное золото и фер-ритин. Широко стали использоваться методы световой и электронной авто­радиографии, позволяющие получить важные данные о синтезе и секреции различных макромолекул в клетке, закономерностях клеточного деления, локализации рецепторов. Все эти методы исследования по сути своей явля­ются морфофункниональными, синтетическими, поэтому третий период развития гистологии можно определить как синтетический период.

Таким образом, в настоящее время гистология проникла в самые глу­бинные тайны строения живых организмов. В ближайшее время ее задачи связаны не только с теоретическими исследованиями, но и с оказанием большой помощи практическому здравоохранению.