Нові успіхи цитологічного дослідження

Друга чверть нашого століття характеризується розвитком експериментальної цитології і значним розширенням арсеналу цитологічних досліджень.

У той же час сучасний період характеризується тісним взаємозв'язком цитології і фізіології, з одного боку, цитології та фізико-хімічних наук, з іншого боку. Для історика науки характеристика цього періоду - справа нелегка, і не тільки тому, що немає ще історичної перспективи. Сама кількість досліджень, їх різноманіття останнім часом зростає, як лавина. Якщо вже в кінці минулого століття часом нелегко визначити частку участі того чи іншого вченого в певному відкритті, то зробити це тепер особливо важко. Тому ця глава буде відрізнятися неминучою неповнотою і фрагментарністю.

Ще в минулому столітті робилися спроби операцій на клітинах, переважно на Найпростіші (так звана меротомія). З винаходом мікроманіпуляторів Чемберсом (Robert Chambers, 1881 -1957) в 1912 р і Петерфі (Tibor Peterfi, 1883-1953) в 1922 р стали здійсненні операції над тканинними клітинами. З'явилися можливості експериментального вивчення фізичних властивостей клітини, вилучення з клітин і переміщення її окремих компонентів, і ряд інших впливів на клітину.

Нові експериментальні можливості відкрило вживання вітальних барвників. Один напрямок такої методики ґрунтувалося на вивченні відкладення зважених часток барвника при його вітальному введенні. Цим методом було з'ясовано поширення макрофагів і їх значення, що призвело до розвитку вчення про ретикуло-ендотеліальної системи (L. Aschoff, 1922; Н. Н. Анічков, 1930). Від досліджень Н. А. Хржонщевський (1836-1907) і А. О. Ковалевського йде інший напрямок: вивчення видільної функції клітин шляхом введення кислих барвників. Для цитології найбільше значення набув метод використання основних барвників, висхідний до (робіт П. Ерліха (1885). В цитологічних цілях цей метод успішно використовував Н. Г. Ляскни (1927), який відкрив з його допомогою так звану Крін - белоксодержащие частки, що з'являються в внаслідок сегрегації в клітинах вітального барвника. Цей напрямок у нас досить успішно розвивається Б. В. Кедровський. Застосування основних вітальних барвників широко використовували Д. Н. Насонов і В. Я. Александров (1940), які створили за допомогою цієї методики вчення про аранекрозе - неспецифічний пошкодженні клітини, яке настає спочатку при дії різних агентів. Реакцію кльоші на зовнішні впливи вони пояснили на основі денатураніонной теорії пошкодження, яка продовжує успішно розроблятися учнями Д. Н. Насонова.

Охарактеризовані напрямки відносяться до фізіологічної цитології, яка в наш час являє собою один з активно розроблюваних розділів цитології. Від простого спостереження і опису будови клітини цитологи перейшли до експериментального вивчення різних сторін життєдіяльності клітин. Детально вивчається фізіологія мітозу: вплив середовища на хід розподілу, дія гормональних чинників і нервової системи, добовий ритм.

Триває дослідження фізичних властивостей клітини, в'язкості протоплазми, реакції клітин на зовнішні впливи, вивчення кортикального шару клітин, і т. П. В останні роки широку дискусію викликала проблема клітинної проникності; тут розгорнулася боротьба між прихильниками старої мембранної теорії і нової сорбційної теорії (Д. Н. Насонов і його школа). Якщо раніше основним напрямком цитології було морфологічне дослідження, то в наш час в центрі уваги цитологів все більш стають цітофізіческіе і цитохимические проблеми. Від спрощеного колоїдно-хімічного уявлення про протоплазмі (протоплазма - багатофазних колоїд з мицеллами, зваженими в дисперсійному середовищі) знову виникає ідея про структурності протоплазми, на цей раз субмикроскопической. Застосування поляризаційного мікроскопа (WJ Schmidt, 1938), застосування рентгенівського методу дослідження набухання, в'язкості, проникності, абсорбції і механічних властивостей протоплазми (A. Frey-Wyssling, 1948) створило нове уявлення про протоплазмі як тривимірної мережі ниткоподібних білкових молекул, з'єднаних готовими до реакції бічними ланцюгами; в просторах цієї мережі знаходяться ліпіди, вуглеводи, з якими реагують бічні ланцюга протеїнового остова. Однак, як зауважує Баргман (W. Bargmann, 1960), «мрією біолога була очна ставка з картинами цього структурного світу, а не тільки конструювання структурних схем». Ця мрія стає реальністю після запровадження електронного мікроскопа.

Окремі цитохимические методи почали впроваджуватися в цитологію давно, але лише до 40-х років нашого століття оформляються завдання і методи цитохимических досліджень. Спочатку цитохімія ще залишається в нерозривному зв'язку з Гистохимія, але в подальшому емансіпіруется в самостійну область дослідження. Характерно, що монографія Лизана (L. Lison) в 1-му виданні (1936) називалася «Тваринна цитохімія», а у 2-му виданні (1953) з'явилася назва «Тваринна гистохимія і цитохімія». Прекрасна зведення Брате (Jean Braehet, 1957.) характеризує стан і завдання цієї нової галузі вчення про клітину.

Крім того напрямку цитохімії, яке йде від цитології, намітилася й інша гілка, що йде від біохімії: сумарне біохімічне дослідження ізольованих клітинних структур. У 1932 р Беренс (М. Behrens) виділив клітинні ядра в такій масі, яка дозволяла їх хімічне дослідження. Бенслі і Херр в 1934 р виділили з ліофілізованого (матеріалу мітохондрії, а Лазаров (A. Lazarnw) і Клод (A. Claude, 1943) розробили спосіб диференційованого центрифугування гомогенізованих тканин.

Успіхи цитології в останні десятиліття нерозривно пов'язані з новими методами мікроскопічного дослідження. Відкрилися нові можливості використання світлового мікроскопа. Великі послуги надав метод фазового контрасту, що розширив прижиттєве вивчення клітини. Принцип фазового контрасту розроблений в 1934 р (F. Zernike), але спочатку не знайшов застосування. Його використання в цитології почалося після робіт Келера і Лооса (A. Kohler, W. Loos, 1941). Різновидом цього методу є аноптрального мікроскопія (A. Wilska, 1953). Нещодавно оригінальну конструкцію аноптрального мікроскопа запропонував у нас М. А. Пєшков (1955).

У 1908 р Келер і Зідентопф (Siedentopf) сконструювали люмінесцентний мікроскоп, значно поліпшений і спрощений Леманн (Н. Lehmann, 1913). Заснований на використанні природної люмінесценції об'єкту, цей мікроскоп спочатку знайшов обмежене застосування. Пізніше знайшли спосіб просочування біологічних об'єктів люминесцирующими барвниками (флуорохромами) і в останні десятиліття застосування люмінесцентного мікроскопа значно розширилося. Особливо широко в наших лабораторіях застосовується сконструйований Е. М. Брумберг і С. А. Гіршгоріним люмінесцентний мікроскоп з опак-ілюмінатором. Для цитологічних цілей вельми успішно застосував люмінесцентну мікроскопію М. Н. Мейсель, який очолив у нас цей напрямок дослідження.

Все більше застосування знаходить ультрафіолетова мікроскопія в її різних варіантах. Прогрес тут був досягнутий введенням відбивної об'єктива (Е. М. Брумберг і С. А. Гіршгорін, 1943). Пізніше Е. М. Брумберг (4954) розробив апаратуру для ультрафіолетової флуоресцентної мікроскопії.

За допомогою електронного мікроскопа за останні десять років отримані факти, які змушують багато в чому переглянути уявлення про будову клітини, створені на початку нашого століття. Немає можливості перерахувати цю масу нових фактів. Найбільш вражаючі результати отримані щодо будови цитоплазми. Паладь (1953) і Шёстранд (F. S. Sjostrand, 1953) показали складну мембранну структуру мітохондрій. Надалі мембранна структура виявилася універсальним типом будови внутрішньоклітинних структур. Шёстранд і Ганзон (V. Hanzon, 1954) відкрили мембранну структуру апарату Гольджі, а в 1955 р Шёстранд в гіалоплазме, яка вважалася гомогенної і оптично порожньою, відкрив систему цитомембран, сукупність яких «отримала назву ергастоплазма. На цих цитомембрану Паладь (1955) встановив наявність гранул, що містять рибонуклеїнової кислоту (рибосоми). Став розкриватися той внутрішньоклітинний апарат, який пов'язаний з інтимними процесами клітинного метаболізму. Відкриття мембранної структури - одне з найбільш вражаючих досягнень електронної мікроскопії. Але і різні фібрилярні освіти при вивченні в електронному мікроскопі придбали зовсім новий сенс і виявилися розкладеними на протофібрілли різного типу, про які раніше ми нічого не знали.

Однак наскільки широко розсунула електронна мікроскопія наше пізнання будови цитоплазми і її органоидов, настільки порівняно мало дав цей метод відносно будови ядра. Тут поки примат залишається за світловим мікроскопом, хоча немає сумніву в тому, що розвиток методики електронної мікроскопії дозволить в подальшому і в ядрі відкрити не менше вражаючі факти, ніж ті, якими ми вже маємо в своєму розпорядженні по відношенню до цитоплазми.

Треба відзначити, що електронна мікроскопія ще більше зміцнила ряд основних положень клітинної теорії. Відповідність загального будови клітинних структур тварин і рослин виявилося більш глибоким, ніж це раніше показав світловий мікроскоп. У ряді випадків там, де раніше передбачалася некліткова структура, електронно-мікроскопічне дослідження виявило клітинну будову.

Поділіться посиланням з друзями