Світ біології

Тканини. Багатоклітинні організми зі справжніми тканинами

Будова і функції тканин

У більшості багатоклітинних організмів під час їхнього розвитку клітини починають диференціюватись, групуватись за будовою та виконуваними функціями. Так утворюються тканини.

Тканина - це система клітин і неклітинних елементів, спільних за походженням,будовою і функціями.

Тканини виникають у більшості багатоклітинних тварин і вищих рослин, нижчі рослини та гриби тканин не мають. Але у тварин і рослин є певні відмінності у формуванні й структурі тканин. У тварин різні типи тканин диференціюються у процесі індивідуального розвитку з зародкових листків: ентодерми, мезодерми і ектодерми. У рослин усі постійні тканини беруть початок від твірної тканини - меристеми. Важлива відмінність між тканинами тварин і рослин полягає у тому, що тваринні тканини мають міжклітинну речовину. Клітини рослин сполучаються між собою через отвори в їхніх оболонках за допомогою цитоплазматичних містків. У вищих рослин і більшості багатоклітинних тварин тканини відрізняються значною структурно-функціональною різноманітністю і складністю своїх продуктів.

Тканини рослин поділяють на: твірні, покривні, провідні, основні та механічні. В організмі тварин і людини виділяють чотири основні типи тканин: епітеліальні, м'язові, нервові та сполучні. Взаємодіючи одна з одною різні тканини утворюють окремі органи тіла.

Будову та функції тканин тварин вивчає гістологія, а в рослин - анатомія рослин.

Тканини

рослин - утворюються з твірної тканин (меристеми) - міжклітинна речовина відсутня - вивчає анатомія рослин - типи тканин: твірні, покривні, основні, механічні, провідні	тварин - формуються з зародкових листків (екто-, мезо-, ентодерми) - є клітини і міжклітинна речовини - вивчає гістологія - типи тканин: епітеліальні, м'язові, нервові, сполучні

Методи вивчення тканин

Цитологія і гістологія використовує методи дослідження, що базуються на досягненнях фізики, хімії, біохімії, молекулярної біології і спрямовані на вивчення структури, функцій та хімізму клітин. Проте основними методами залишаються мікроскопічні.

До набору класичних матеріалів та інструментів для дослідження тканин входять парафіновий блок, у який вводиться тканина для фіксації і зручності одержання зрізу, гістологічний барвник та оптичний мікроскоп. За останні десятиліття розвиток електронної мікроскопії, іммунофлюоресценції та використання заморожених зрізів тканин уможливив більш детальне візуальне дослідження тканин. Ці інструменти дозволяють спостерігати звичайний вигляд здорових і уражених тканин, цим самим суттєво покращуючи клінічне діагностування та прогнозування.

1. Техніка заморожених зрізів.

необхідною умовою отримання якісного препарату є виготовлення з тканини чи групи клітин тонкого зрізу, його зафарбовування з метою підвищення контрастності. Для виготовлення тонких зрізів (завтовшки від 5 мкм до 30 мкм) матеріал попередньо ущільнюють шляхом заморожування або просочування речовинами, які, ущільнюючись самі, роблять тканину придатною для різання. Ріжуть на спеціальному апараті - мікротомі, який дає можливість отримати тонкі зрізи. Потім зрізи фарбують і заключають між двома скельцями в спеціальне середовище, в якому вони зберігаються.

2. Гістохімічний аналіз.

гістохімічні методи дають можливість виявляти локалізацію в клітині різних хімічних речовин, а також активність деяких ферментів. Шляхом ряду перетворень на місці досліджуваних речовин виявляється забарвлений осад, за станом якого роблять висновок про відносну кількість речовин і активність ферментів. Ці методи служать для виявлення нуклеїнових кислот, білків, глікогену та ферментів: фосфатаз, дегідрогеназ та інших.

Крім гістохімічних методів, використовуються ще імуногістохімічні методи, в яких використовується реакція антиген-антитіло. Шляхом імунізації можна отримати відповідні антигенам антитіла, які потім зв'язують з флуорохромами або ферментами. Після обробки гістологічних препаратів у місцях локалізації антигенів знаходяться молекули мічених антитіл. Останні виявляють або шляхом люмінесценції (свічення) або за наявністю відкладених продуктів гістохімічних реакцій. Методи використовуються для ідентифікації клітин чи речовин, наприклад, гормонів.

3. Культивування тканин (метод тканинних культур).

Багато відомостей про клітини дає вирощування їх поза організмом у так званих тканинних культурах на спеціальних живильних середовищах. Тканину звичайно поміщають у скляні посудини, звідси і дослідження отримали назву вивчення in vitro (від лат. іn - в, vitro - скло), хоча тепер частіше культури вирощують у пластмасових посудинах. Виділені з тканин клітини інкубують при температурі +38°С- +39°С (для клітин тваринного і людського організмів) та при +22°С - +28°С (для рослинних клітин) у живильному середовищі відповідного складу. Клітини тоді ростуть у вигляді суспензії або моношару.

На основі банку насіння було створено банк клітинних ліній in vitro. Основними напрямами цієї роботи стали введення в асептичну культуру та вивчення умов проростання насіння in vitro, підбір поживних середовищ для отримання і культивування клітинних тканин, дослідження умов регенерації рослин in vitro.

Клітинні (калусні) культури можуть бути використані як джерело вторинних метаболітів з біологічною активністю для фармакологічних та агробіологічних цілей.

4. Електронна мікроскопія.

електронний мікроскоп, сконструйований у 1931 р. Еметом Руска, дозволив зробити крок уперед у техніці мікроскопування. У ньому використовується як джерело світла потік електронів, який має значно коротшу довжину хвилі, ніж світловий мікроскоп. Спрямовують пучки електронів магнітні, електростатичні чи електромагнітні лінзи. Досягнення в техніці виготовлення ультратонких зрізів дало можливість отримати збільшення у 1 млн разів. Роздільна здатність просвічувального (трансмісійного) електронного мікроскопа наближається до 0,1 нм, а для біологічних об'єктів практично складає 2 нм.

Розширення електронномікроскопічних досліджень йде в напрямку конструювання певних різновидів електронного мікроскопа, таких як сканерний, або растровий, який дає тривимірне (об'ємне) зображення об'єкта. Він забезпечує велику глибину різкості (у 100-1000 разів більшу, ніж у світловому мікроскопі), значно більше збільшення (у десятки тисяч разів) і високу роздільну здатність.


Червоний кістковий мозок (скануюча електронна мікроскопія, збільшення у 340 раз).	Червоний кістковий мозок (скануюча електронна мікроскопія, збільшення у 340 раз).

5. Фазово-контрасна мікроскопія.

за допомогою атравматичної голочки (каріфікатора), швидше схожого на авторучку, ніж на ріжучу-зброю, що коле, майже безболісно у вас беруть краплю крові і поміщають на предметне скельце. Впродовж 15 - 20 хвилин, поки кров не згорнулася і не зруйнувалася, використовуючи 1500 - тисячне збільшення фазово-контрастного мікроскопа, ви можете спостерігати на екрані телевізора або екрані монітора реальні події, що відбуваються у вашій крові.

Еритроцит в капілярі, збільшення в 5000 разів на електронному мікроскопі.

А так виглядає кров при збільшенні в 1500 разів на фазово-контрастному мікроскопі (склеєні еритроцити "монетними стовпчиками")

Еритроцити - червоні кров'яні тільця, вони доставляють кисень клітинам наших органів і тканин. І у випадку, якщо вони правильної форми, насичені гемоглобіном і вільно пересуваються в плазмі - це означає, що наші органи не відчувають кисневого голодування, а отже, здорові та повні енергії. Але у випадку, якщо ваші еритроцити склеєні в «монетні стовпчики» або виглядають як сплющені "обкусані" з усіх боків клітини - означає, що ваш організм знаходиться в дуже важкій ситуації: у вас згущення крові, ви недопивали води, ваш ферментативний порядок на межі можливостей , але отруйні речовини і токсини вже нанесли збиток еритроцитам.

Це дослідження руйнує міфи про стерильність крові. Тому що надзвичайно часто ми бачимо у краплі активної крові "практично здорових" людей: бактерії, грибки, найпростіші і цисти паразитів. Фазово-контрасна мікроскопія дає можливість спостерігати, як ваші лімфоцити (білі клітини крові) борються з інфекційними збудниками, як макрофаги "поїдають" бактерії або постарілі, які віджили еритроцити.