Методы исследования цитологии как науки
Методы изучения клетки: какие методы используются в цитологии
Содержание:
Методы изучения клетки. Таблица
| Название | Краткое описание методов изучения клетки |
| Световая микроскопия | В световом микроскопе объект освещается видимым светом. Можно рассмотреть внешнее и внутреннее строение клетки, мембрану, клеточную стенку, ядро, органеллы и включения размером более 200 нм. |
| Электронная микроскопия | Метод получил развитие в начале 30-х г. XX в. после изобретения электронного микроскопа. Возможно изучение объектов размером 1 нм, освещенных пучком электронов. |
| Центрифугирование | Метод избирательного изучения органоидов клетки. Образец вращают при помощи специальной центрифуги для разделения содержимого клетки на слои. Ультрацентрифугирование — метод выделения биохимических структур и молекул, входящих в состав клетки. |
| Авторадиография | Заменяют атомы углерода или других элементов на радиоактивные изотопы. Метод меченых атомов помогает наблюдать за процессами перемещения органелл и веществ внутри клеток. |
| Клеточные культуры | Выращивание колоний клеток на питательных средах для последующего изучения. |
Микроскопия
Информацию в таблице «Методы цитологии» рекомендуется дополнить рассказом о световом и электронном микроскопах. Начало изучения микромира связано с изобретением первого светового микроскопа в 1590 году (братьями Янсен). Первые исследования клеточного строения живых организмов с помощью микроскопа выполнили Р. Гук (1665 г.) и А. Левенгук (1696 г.).
Исторически первый метод исследования в цитологии не растерял своего значения до наших дней. Современные методы изучения клетки — фазово-контрастная и интерференционная микроскопия. Разновидности световых микроскопов позволяют различать тонкие детали в живой клетке без ее фиксации и окрашивания.
Особенности метода электронной микроскопии:
Какие методы используются в цитологии, во многих случаях зависит от особенностей объектов. Флуоресцентная микроскопия предназначена для изучения образцов с собственной флуоресценцией, таких как хлорофилл, который в синем свете флуоресцирует красным. Можно исследовать и другие объекты, предварительно окрасив их определенными флуоресцентными красителями.
Флуоресцентный и конфокальный микроскопы позволяют получать изображения некоторых объектов с максимальным разрешением. Трансмиссионный микроскоп дает изображение среза «на просвет». Сканирующий электронный микроскоп дает объемные изображения объектов.
В настоящее время жизнь клетки исследуют на уровне органелл, молекул и атомов. В цитологии используют методы молекулярной биологии, гистологии, микробиологии, биохимии, физиологии. Смежные науки развиваются в тесном контакте друг с другом. Подразделы биологии используют сходные методы исследования, а открытия в одной области оказывают влияние на развитие других дисциплин.
Предмет, задачи и методы цитологии
Предмет, задачи и методы цитологии
Предметом ее изучения является клетка как структурная и функциональная единица жизни.
В задачи цитологии входит изучение строения и функционирования клеток, их химического состава, функций отдельных клеточных компонентов, познание процессов воспроизведения клеток, приспособления к условиям окружающей среды, исследование особенностей строения специализированных клеток, этапов становления их особых функций, развития специфических клеточных структур и др. Для решения этих задач в цитологии используются различные методы.
Основным методом изучения клеток является световая микроскопия. Человеческий глаз обладает разрешающей способнос-тьюоколо 100мкм(1 мкм = 0,001 мм). Это означает, что две точки, расположенн ые на расстоянии менее чем 100 мкм друг от друга, кажутся одной расплывчатой точкой. Чтобы различить более мелкие структуры, применяют оптические приборы, в частности микроскопы. Разрешающая способность микроскопов составляет 0,13—0,20 мкм, т. е. примерно в тысячу раз превышает разрешающую способность человеческого глаза. С помощью световых микроскопов, в которых используется солнечный или искусственный свет, удается выявить многие детали внутреннего строения клетки — отдельные органеллы, клеточную оболочку. Создать световой микроскоп с большим разрешением невозможно, потому что разрешающая способность связана с длиной волны световых лучей, а не только с качеством увеличительных стекол.
Для изучения ультратонкого строения клеточных структур прибегают к методу электронной микроскопии. В электронных микроскопах вместо световых лучей используется пучок электронов. Разрешающая способность современных электронных микроскопов составляет 0,1 нм, поэтому с их помощью выявляют очень мелкие детали. В электронном микроскопе видны биологические мембраны (толщина 6—10 нм), рибосомы (диаметр около 20 нм), микротрубочки (толщина около 25 нм) и другие структуры.
Для исследования химического состава, выяснения локализации отдельных химических веществ в клетке широко используются методы цито- и гистохимии, основанные на избирательном воздействии реактивов и красителей на определенные химические вещества цитоплазмы. Метод дифференциального (разделительного) центрифугирования позволяет разделить с помощью центрифуги содержимое клетки на отдельные разные по массе составляющие и затем детально изучить их химический состав. Метод рентгеноструктурного анализа дает возможность определять пространственное расположение и физические свойства молекул (например, ДНК, белков), входящих в состав клеточных структур.
Для выявления локализации мест синтеза биополимеров, определения путей переноса веществ в клетке широко используется метод авторадиографии — регистрации веществ, меченых радиоактивными изотопами. Многие процессы жизнедеятельности клеток, в частности деление клетки, фиксируют с помощью кино-и фотосъемки.
Изучение клеток разных органов и тканей растений и животных, процессов деления клетки, их дифференцировки и специализации проводят методом клеточных культур — выращиванием клеток (и целых организмов из отдельных клеток) на питательных средах в стерильных условиях.
При исследовании живых клеток, выяснении функций отдельных органелл применяют методы микрохирургии — оперативного воздействия на клетку, связанного с удалением или имплантированием отдельных органелл, их пересаживанием из клетки в клетку, введением в клетку крупных макромолекул и т. д.
Источник : Н.А. Лемеза Л.В.Камлюк Н.Д. Лисов «Пособие по биологии для поступающих в ВУЗы»
Цитология и ее методология
Цитология начала свой путь развития относительно недавно, в этой статье мы обсудим клеточную теорию и методы, которые используются в цитологии для изучения клеток (методологию).
Клеточная теория
В 1665 году Роберт Гук, используя микроскоп собственного изобретения, смог различить ячеистые структуры пробки ветки бузины. Эти ячеистые структуры напомнили Роберту Гуку монашеские кельи, он ввел термин клетка (от лат. сеllа — комната, келья).
На самом деле Роберт Гук увидел не живые клетки, как он предполагал, а оставшиеся от них плотные клеточные стенки, которые и представляли собой ячеистую структуру.
В 70-х годах XVII века нидерландский натуралист Антони ван Левенгук открыл целый мир, невидимый невооруженным глазом. Он увидел в микроскопе простейшие организмы: инфузорий, сперматозоидов, а также дрожжи, бактерии, эпидермис кожи.
В течение 50 лет он отсылал результаты своих наблюдений в Лондонское королевское общество. Поначалу они были встречены со скептицизмом, но когда комиссия ученых лично во всем убедилась и подтвердила подлинность его исследований, Антони ван Левенгук был избран действительным членом Лондонского королевского общества.
В последующее время было много описаний самых разных клеток, однако обобщить накопленный материал оказалось не легкой задачей. С ней в 1839-1840 годах справились немецкий ботаник Маттиас Шлейден и немецкий зоолог Теодор Шванн.
Допустили ли Шлейден и Шванн ошибки? Да, они были. Ошибочно предположение о том, что клетка может образоваться из неклеточного вещества.
Важное дополнение в 1855 в клеточную теорию внес Рудольф Вирхов, который утверждал, что любая клетка может образоваться только путем деления материнской клетки.
XX век несомненно стал веком биологических наук: цитологии, генетики. Это произошло во многом благодаря клеточной теории.
Микроскопия
Некоторое внимание уделим направлениям в биологии, которые необходимо знать на современном этапе технического прогресса.
Биоинженерия
То есть биоинженерия занимается преимущественно технической частью. Медицинское направление в биоинженерии ищет замену органам и тканям человека, которые утратили свою функциональную активность и требуют «замены».
Биотехнология
Это разительно отличается от задач биоинженерии, хотя безусловно, эти дисциплины смежные. Все-таки в биотехнологии происходит большее вторжение в живой мир, по сути человек выступает эксплуататором, достигая с помощью животных, растений и грибов своих целей. Человек проводит искусственный отбор, отделяя особей, которые продолжат род, от других, «менее перспективных».
Представляет собой совокупность методов и технологий, которые приводят к получению рекомбинантных РНК и ДНК, выделению генов из клеток и внедрения их в другие организмы.
Изменив молекулу ДНК или РНК, человек добивается своей цели: клетка начинает синтезировать с нее белок. Он то и нужен человеку, такие продукты жизнедеятельности активно используются в медицине, к примеру, при изготовлении антибиотиков.
Представляет собой совокупность методов и технологий, используемых для конструирования новых клеток. В основе лежит идея культивирования клеток тканей вне организма.
С помощью клеточной инженерии возможно бесполое размножение ценных форм растений. Часто получаются, так называемые, гибридные клетки, которые сочетают свойства, к примеру, раковых клеток и лимфоцитов, в результате становится возможно быстрое получение антител.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Цитологические и гистологические исследования
Современная медицина с каждым годом находит все новые и новые способы диагностики различных заболеваний. Целью является поиск наименее травматичных и наиболее информативных способов исследования. Наш медицинский центр обладает всем необходимым для проведения таких исследований. Обращаясь к нам вы можете быть уверены в точности и самых коротких сроках получения результата.
Чем отличаются цитологические и гистологические исследования
Цитологические исследования
Цитологические исследования широко применяются в гинекологии. Данный вид анализов является одним из основных, по причине высокой информативности и абсолютной безопасности.
Цитология мазка шейки матки является обязательной диагностической мерой как при профилактическом осмотре у гинеколога, так и при наличии заболеваний женской половой сферы
Процедура цитологического исследования не причиняет неудобств или беспокойства пациентке. Проведение исследований безболезненно и не занимает длительного времени.
Гистологические исследования
Если цитологические исследования проводят для профилактики, с целью наблюдать текущую клиническую картину, то гистологические исследования проводят при выявленном заболевании. Гистологические исследования проводятся с образцом ткани, взятом при биопсии. Биоматериал подвергается длительной подготовке и только потом анализу. Гистология требует времени, пациент не получит результаты анализов в тот же день. Это обусловлено сложностью метода, но оправданно его информативностью и надежностью. Иногда сложно определить характер новообразования, а так как от результата анализа может зависеть жизнь человека (если новообразование злокачественное), то спешить в этом вопросе не стоит.
Срочные гистологические исследования проводятся только в экстренных случаях, например когда принимается решение об удалении или пересадке органа.
Подготовка к цитологическому и гистологическому исследованию
Для получения наиболее точных результатов диагностики следует соблюдать несколько правил:Цитология и цитологические методы исследований
В нашей клинике мы можем предложить вам все методы цитологической диагностики – традиционной и жидкостной. Время выполнения анализа 3 дня.
Исследования полученного материала для нашей клиники проводит патоморфологическая лаборатория Лаборатуар Де Жени, с которой у нашей клиники был заключен договор в феврале 2014 года.
Отличие цитологического исследования от гистологического заключается в том, что изучаются не срезы тканей, а цитологические мазки. Так, далеко не всегда удается взять кусочек ткани, да и не всегда это нужно. Например, в гинекологии, одной из наиболее часто выполняемых процедур является мазок-отпечаток с поверхности шейки матки. Выполняется такое исследование с целью раннего выявления или исключения наличия предопухолевых заболеваний. После обработки и окрашивания препарата цитолог исследует полученные клетки и дает заключение.Структурные характеристики клеток позволяют при исследовании под микроскопом отличить здоровые клетки от атипичных, в том числе раковых.
Цитологическая диагностика основана на следующих принципах:
Цитологическое исследование обладает меньшей точностью, чем гистологическое. Однако несравненные преимущества перед другими методами оно имеет в выявлении рака начальных стадий. Развитие технологий исследования в немалой степени способствовало широкому внедрению цитологического обследования в диагностику новообразований практически из всех тканей организма, в том числе и из внутренних органов, ранее недоступных внеоперационному морфологическому анализу. Свидетельством этому является цитологическая диагностика рака желудка, легкого, мочевого пузыря и других органов при отсутствии клинических, рентгенологических и эндоскопических проявлений, еще до появления обнаруживаемых этими методами признаков.
Рак шейки матки – одно из наиболее распространенных заболеваний среди злокачественных новообразований у женщин. По данным ВОЗ занимает третье место среди онкологических заболеваний. Основной причиной заболевания является вирус папилломы человека. Средний возраст больных раком шейки матки составляет 52,2 года, в зоне риска женщины в возрасте от 25 до 65 лет. Для более точного определения онкоцитологического состояния шейки матки в середине 90-х годов была разработана новая технология – жидкостная цитология. Исследователи всего активно изучают, проводят сравнительный анализ с традиционным цитологическим методом, оценивают эффективность. В нашей стране жидкостная цитология появилась не так давно. Но уже многие лечебные учреждения используют новый метод на ряду с традиционными методами.
В традиционной цитологии существует проблема ложноотрицательных и ложноположительных заключений. В 70-90% случаев причиной ошибочных результатов являются следующие факторы: неправильный забор материала для цитологического исследования, неравномерное распределение клеточного материала на предметном стекле, загрязнение элементами крови, спермицидными и антибактериальными кремами, которыми женщина пользовалась до забора материала или некорректные забор или подготовка образца. Эти недостатки были исключены в новой технологии – жидкостной цитологии.
В случае жидкостной цитологии забор материала для цитологического исследования проводится специальными цитощетками. Цитощеточка с собранным материалом погружается в специальный раствор и затем с помощью прибора готовится образец для исследования.
Специальный раствор имеет стабилизирующие свойства, обеспечивает сохранность материала без разрушения и потери клеток. Весь клеточный материал сохраняет без изменения свои морфологические и иммуноцитохимические свойства.
На настоящий момент жидкостная цитология является стандартизированной технологией приготовления цитологического препарата. Сегодня она признана наиболее информативным способом получения биологического материала и рекомендована в качестве «золотого стандарта» диагностики интраэпителиальных неоплазий со слизистой цервикального канала и влагалищной части шейки матки и выдачи результата в соответствии с классификацией Bethesda.
Еще раз остановимся на преимуществах жидкостной цитологии:
В нашей клинике мы можем предложить вам все методы цитологической диагностики – традиционной и жидкостной. Время выполнения анализа 3 дня. Исследования полученного материала для нашей клиники проводит патоморфологическая лаборатория Лаборатуар Де Жени, с которой у нашей клиники был заключен договор в феврале 2014 года.
Подробности можно узнать по тел. 8 495 68-12345