Предмет вивчення гістології, цитології, ембріології і їх місце в системі біологічних та ветеринарних наук. Значення цих дисциплін в підготовці лікаря ветеринарної медицини. Історія і методи гістологічних досліджень. Клітинна теорія. Основні сучасні положення клітинної теорії, їх обґрунтування.
Дисципліна “Цитологія, гістологія і ембріологія” складається із чотирьох розділів або окремих дисциплін: “цитології”, “загальної гістології”, “спеціальної гістології” і “ембріології”.
Кожен із розділів дисципліни має свій предмет вивчення. Цитологія вивчає мікро- і ультрамікроскопічну будову клітин, загальна гістологія – мікро- і ультрамікроскопічну будову тканин, спеціальна гістологія – мікро- і ультрамікроскопічну будову органів, а ембріологія вивчає будову зародка на різних етапах його розвитку. Таким чином предметом вивчення цитології, гістології і ембріології є мікро- і ультрамікроскопічна будова структурних компонентів організму.
Цитологія, гістологія і ембріологія – це біологічна дисципліна. Вона тісно пов’язана з іншими біологічними дисциплінами і насамперед з анатомією, біохімією і фізіологією. Ці чотири дисципліни є фундаментальними у підготовці лікаря ветеринарної медицини. Їх знання формують у студентів базу про будову організму тварин на різних рівнях його структурної організації, дають зрозуміти їм механізми життєдіяльності організму в нормі. Цитологія, гістологія і ембріологія має тісний зв’язок із дисциплінами, які безпосередньо формують лікаря ветеринарної медицини. До таких дисциплін відносяться: клінічна діагностика, хірургія, біологія відтворення, патологічна анатомія, паразитологія та інші.
У розвитку цитології, гістології і ембріології виділяють три періоди: домікроскопічний, мікроскопічний і електронно мікроскопічний. Перший період починається з 4 сторіччя нашої ери і закінчується в середині 17 сторіччя. В цей період формувались загальні уявлення про тканини організму тварин, які базувалися на їх фізичних властивостях. У другому періоді, який продовжується і у наш час, для досліджень використовують світловий мікроскоп. В цей період, особливо в 19-20 сторіччях, сформувалась дисципліна гістологія, цитологія і ембріологія. Третій починається на початку 20 сторіччя, із створенням електронного мікроскопа і також продовжується в наш час. Проведенні електронномікроскопічні дослідження значно поглибили знання про будову і функції структур організму, особливо клітин і міжклітинної речовини.
Гістологічні методи досліджень ділять на прижиттєві і посмертні. За допомогою прижиттєвих методів досліджень можна спостерігати розмноження клітин (метод культур тканин), ріст кровоносних і лімфатичних судин (метод прозорих камер), ток крові в кровоносних судинах (метод з приміненням мікроскопів і люмінаторів) тощо. Посмертні методи передбачають виготовлення постійних гістологічних і цитологічних препаратів на яких вивчають будову клітин, тканин і органів та їх хімічний склад (гістохімічні методи).
Клітинна теорія.Першим виявив клітини англійський фізик Роберт Гук у 1665 р. Він розглядав під мікроскопом зрізи кори пробкового дуба і помітив, що вона складається з окремих комірок, які він назвав клітинами (лат. cellula). Р.Гук вважав, що клітини — це пустоти або пори між волокнами рослин. Пізніше М.Мальпігі (1671 – 1675), Н.Грю (1671), Ф.Фонтана (1671), спостерігаючи рослинні об’єкти під мікроскопом, підтвердили дані Р.Гука, назвавши клітини “міхурцями” й “пухирцями”.
Значний внесок у розвиток мікроскопічних досліджень рослинних і тваринних організмів зробив А.Левенгук (1632 – 1723). Дані своїх спостережень він опублікував у книзі “Таємниці природи” (1695). Ілюстрації до цієї книги чітко демонструють клітинні структури рослинних і тваринних організмів. Однак А.Левенгук не уявляв собі описані морфологічні структури як клітинні утвори. Його дослідження мали випадковий, не систематизований характер.
Упродовж XVII – XVIIІ століть та в першій половині XIX ст. було накопичено численні розрізнені відомості про клітинну будову рослинних і тваринних організмів.
Г.Лінк (1804) і Г.Травенаріус (1805) своїми дослідженнями показали, що клітини — це не пустоти, а самостійні обмежені стінками утвори.
Я.Пуркіньє (1830) встановив, що складовою частиною клітин є протоплазма. Р.Броун (1831) описав ядро, як постійний компонент клітин.
Найвагоміший внесок у розвиток цитології в першій половині ХІХ ст. зробили представники наукових шкіл, які очолювали Я.Пуркіньє (1787 – 1869) і І.Мюллер (1801 – 1858). Учень І.Мюллера Т.Шванн (1810 – 1882) проаналізував дані літератури про клітинну будову рослин і тварин, зіставив їх з власними дослідженнями і опублікував результати в праці “Мікроскопічні дослідження про відповідність у структурі та рості тварин і рослин” (1839). У ній Т.Шванн показав, що клітини є елементарними живими структурними одиницями рослинних і тваринних організмів. Вони мають загальний план будови і виникають єдиним шляхом. Ці тези стали основою клітинної теорії,яка до цього часу є одним із найвизначніших відкриттів у біології. Клітинна теорія докорінно вплинула на розвиток біології. Вона довела єдність живої природи і показала структурну одиницю цієї єдності, якою є клітина.
Інтенсивний розвиток цитології в ХІХ і ХХ століттях підтвердив основні положення клітинної теорії і збагатив її новими даними про будову та функції клітин. У цей період було відкинуто окремі неправильні тези клітинної теорії Т.Шванна, а саме, що окрема клітина багатоклітинного організму може функціонувати самостійно, що багатоклітинний організм є простою сукупністю клітин, а розвиток клітин відбувається з неклітинної “бластеми”. Наукові дані, отримані цитологами, ембріологами та фізіологами, показали, що клітини багатоклітинних організмів є його складниками, вони мають загальні принципи будови, проте вони не однакові, а різні. Їх різноманітність зумовлена специфікою виконуваних ними функцій. Життєдіяльність окремої клітини багатоклітинного організму за його межами неможлива, оскільки діяльність окремих клітин та їхніх угруповань підпорядкована єдиному цілому. Було встановлено, що клітини розмножуються шляхом поділу.
У сучасному вигляді клітинна теорія включає такі основні положення:
1. Клітина є найменшою одиницею живого, якій притаманні всі властивості, що відповідають визначенню “живого”. Це обмін речовин і енергії, рух, ріст, подразливість, адаптація, мінливість, репродукція, старіння і смерть. Усі неклітинні структури, з яких крім клітин побудований багатоклітинний організм, є похідними клітин.
2. Клітини різних організмів мають загальний план будови, який зумовлений подібністю загальноклітинних функцій, спрямованих на підтримання життя власне клітин та їх розмноження. Різноманітність форм клітин є результатом специфічності виконуваних ними функцій.
3. Розмноження клітин відбувається шляхом поділу вихідної клітини з попереднім відтворенням її генетичного матеріалу.
4. Клітини є частинами цілісного організму, їхні розвиток, особливості будови та функції залежать від усього організму, що є наслідком взаємодії у функціональних системах тканин, органів, апаратів і систем органів.