Гистология определяется как научное исследование микроскопической структуры (микроанатомии) клеток и тканей. Термин «гистология» происходит от греческих слов «histos», что означает ткань или столбцы, и «logia», что означает исследование. Слово «гистология» впервые появилось в 1819 году в книге немецкого анатома и физиолога Карла Мейера, восходящей к микроскопическим исследованиям биологических структур 17-го века, проведенным итальянским врачом Марчелло Мальпиги.
Как работает гистология
Курсы по гистологии ориентированы на подготовку слайдов гистологии с учетом предыдущего владения анатомией и физиологией. Техники световой и электронной микроскопии обычно преподаются отдельно.
Пять этапов подготовки слайдов для гистологии:
- Фиксация
- Обработка
- Встраивание
- Разделение
- Окрашивание
Клетки и ткани необходимо зафиксировать, чтобы предотвратить распад и деградацию. Обработка необходима для предотвращения чрезмерного изменения тканей при их вживлении. Заливка включает помещение образца в поддерживающий материал (например, парафин или пластик), чтобы небольшие образцы можно было разрезать на тонкие срезы, подходящие для микроскопии. Сечение выполняется специальными лезвиями, называемыми микротомами или ультрамикротомами. Срезы помещают на предметные стекла микроскопа и окрашивают. Доступны различные протоколы окрашивания, выбранные для улучшения видимости определенных типов структур.
Наиболее распространенное окрашивание представляет собой комбинацию гематоксилина и эозина (окрашивание H&E). Гематоксилин окрашивает ядра клеток в синий цвет, а эозин окрашивает цитоплазму в розовый цвет. Изображения слайдов H&E обычно имеют оттенки розового и синего. Толуидиновый синий окрашивает ядро и цитоплазму в синий цвет, а тучные клетки – в фиолетовый. Пятно Райта окрашивает красные кровяные тельца в синий/фиолетовый цвет, а белые кровяные тельца и тромбоциты – в другой цвет.
Гематоксилин и эозин оставляют стойкое пятно, поэтому слайды, изготовленные с использованием этой комбинации, можно сохранить для последующего исследования. Некоторые другие гистологические пятна являются временными, поэтому микрофотография необходима для сохранения данных. Большинство пятен от трихрома – это дифференциальные пятна, когда одна смесь дает несколько цветов. Например, окрашивание трихромом Мэллоя окрашивает цитоплазму в бледно-красный цвет, ядро и мышцы – в красный, красные кровяные тельца и кератин – в оранжевый, хрящи – в синий, а кости – в темно-синий.
Типы тканей
Две обширные категории тканей – это ткани растений и ткани животных.
Гистологию растений обычно называют «анатомией растений», чтобы избежать путаницы. Основные типы тканей растений:
- Сосудистая ткань
- Кожная ткань
- Меристематическая ткань
- Наземная ткань
У человека и других животных все ткани можно отнести к одной из четырех групп:
- Нервная ткань
- Мышечная ткань
- Ткань эпителия
- Соединительная ткань
Подкатегории этих основных типов включают эпителий, эндотелий, мезотелий, мезенхиму, половые клетки или гоноциты и стволовые клетки.
Гистологию можно также использовать для изучения структур микроорганизмов, грибов и водорослей.
Карьера в гистологии
Человека, который подготавливает ткани к разрезанию, разрезает их, окрашивает и визуализирует, называют гистологом. Гистологи работают в лабораториях и обладают высокоразвитыми навыками, которые используются для определения наилучшего способа вырезания образца, окрашивания срезов, чтобы сделать видимыми важные структуры, и способов визуализации слайдов с помощью микроскопии. Лабораторный персонал в гистологической лаборатории включает ученых-биомедиков, медицинских техников, техников-гистологов (HT) и технологов-гистологов (HTL).
Слайды и изображения, полученные гистологами, исследуются врачами, называемыми патологами. Патологи специализируются на выявлении аномальных клеток и тканей. Патолог может выявить множество состояний и заболеваний, включая рак и паразитарные инфекции, поэтому другие врачи, ветеринары и ботаники могут разработать планы лечения или определить, привело ли отклонение к смерти.
Гистопатологи – это специалисты, изучающие больные ткани. Карьера в гистопатологии обычно требует медицинской степени или докторской степени. Многие ученые в этой дисциплине имеют двойное образование.
Использование гистологии
Гистология играет важную роль в естественнонаучном образовании, прикладных науках и медицине.
- Гистологию изучают биологи, студенты-медики и ветеринары, потому что она помогает им понимать и распознавать различные типы тканей. В свою очередь, гистология устраняет разрыв между анатомией и физиологией, показывая, что происходит с тканями на клеточном уровне.
- Археологи используют гистологию для изучения биологического материала, извлеченного из археологических раскопок. Кости и зубы, скорее всего, предоставят данные. Палеонтологи могут извлечь полезный материал из организмов, сохраненных в янтаре или замороженных в вечной мерзлоте.
- Гистология используется для диагностики заболеваний людей, животных и растений, а также для анализа результатов лечения.
- Гистология используется во время вскрытий и судебно-медицинских исследований, чтобы помочь понять необъяснимые смерти. В некоторых случаях причина смерти может быть очевидна при микроскопическом исследовании тканей. В других случаях микроанатомия может дать подсказки об окружающей среде после смерти.